삼성전자가 차세대 웨이퍼로 주목되고 있는 실리콘 2중막 웨이퍼(SOI웨이퍼) 를 이용해 완전동작이 가능한 16MD램 시제품을 세계 최초로 개발했다는 낭보 가 들린다.
SOI웨이퍼는 차세대 반도체 개발.생산과 관련해 문제로 지적되고 있는 기존 실리콘웨이퍼의 대구경화 문제를 해결할 수 있는 유력한 대안의 하나로 반도체업계의 높은 관심을 모으고 있다. 일본 및 미국의 주요 반도체업체들이 기 가급의 차세대 고집적메모리 제품 개발을 위해 활발히 연구개발을 진행하고 있다. 메모리 반도체 업체들도 이를 초고집적 반도체 개발및 생산에 활용하기 위한 연구를 서두르고 있으나 아직까지 일본에서도 NEC가 SOI의 일종인 SIMOX 기판을 사용해 기억유지 시간을 종래의 5~6배로 연장할 수 있는 기술을 개발、 장래 1기가 D램에 사용할 수 있는 기틀을 마련했다고 발표한 것 외에는 뚜렷한 성과가 알려지지 않고 있다.
이같은 시점에서 이번 삼성전자의 SOI웨이퍼를 사용한 16MD램 시제품 개발은 적지않은 의미를 갖는다. 우선 우리나라가 일본을 위협하는 반도체 강국으로 자리를 굳히고 있다고는 하나 원천기술의 상당부분을 외국업체에 의존해왔는데 이같은 한계를 뛰어넘을 수 있는 가능성을 제시했다는 측면을 들 수 있다. 국내외 경쟁 반도체업체들이 이번 삼성의 발표에 높은 관심을 보이는 또 다른 이유는 SOI웨이퍼가 2백56MD램 또는 1기가D램 이상 초고집적 메모리 반도체 생산을 실현시켜줄 대안의 하나로 유력시되고 있기 때문이다.
반도체 메모리의 집적도가 높아감에 따라 칩 사이즈가 커지고 있고 이로인한경제성.생산성 문제를 극복하기 위해 핵심재료인 실리콘웨이퍼의 대구경화는 불가피한 것으로 인식되고 있다.
문제는 기술적인 문제로 12인치 웨이퍼를 생산하는것 뿐아니라 이를 가공해 반도체를 제조하는 핵심장비들의 개발이 쉽지 않다는 점이다.
12인치 웨이퍼용 인곳(ingot)을 성장시키는 것은 별문제가 되지 않지만 품질 에 영향을 주지않고 산업표준에 맞게 얇게 절단하는 기술이 제대로 확립돼있지 않은 것이 가장 큰 문제이며 대구경화에 따른 웨이퍼의 균일성과 편평도 유지문제、 그리고 분진 컨트롤에 이르기까지 난제들이 산적해 있다. 대구경 화에 따른 스테퍼 등 웨이퍼 가공장비들도 정도를 확보하는데 적지않은 문제 를 안고 있는 것은 마찬가지인 것으로 알려지고 있다.
이에따라 주요 반도체업체들은 전통적인 실리콘 웨이퍼를 사용해 차세대 반도체를 개발하는 연구를 진행하는 한편 대구경 웨이퍼및 가공장비의 상용화가 늦어질 것에 대비、 대체수단을 찾는 데 총력을 기울이고 있다.
SOI웨이퍼는 실리콘 반도체 제조에 실제로 이용되는 실리콘 표면부와 밑부분 즉 기층부 사이에 절연층을 만들어 기층부로 부터의 영향을 방지함으로써 가공효율 및 특성을 대폭 향상시켜주는 제품으로 절연벽이나 웰 제조를 비롯한 상당수의 공정이 불 필요해 반도체의 개발 및 생산기간과 비용을 크게 줄일 수 있는 장점이 있는 것으로 알려지고 있다. 가격은 일반 웨이퍼보다 비싸지만 공정을 단축할 수 있는데다 기존의 장비들을 사용해 차세대 제품을 생산할 수 있는 이점 등으로 인해 오히려 전체적인 제조원가는 크게 줄일 수있다는 평가도 나와있다.
삼성은 이번에 6인치 SOI웨이퍼를 사용해 16MD램을 제작한 것으로 알려지고있는데 경제성과 양산성 보다는 가능성을 시험했다는 점에 더 큰 의미를 두고 있는 것 같다. SOI웨이퍼의 실제 사용은 8인치 웨이퍼로 2백56MD램 이상 기가급 제품을 생산하는 것부터 이뤄질 것이라는 전망이 지배적이다.
어쨌든 삼성으로서는 차세대 고집적 반도체 생산수단을 확보하는 데 있어 여타 메모리 반도체업체들 보다 한발 앞서갈 수 있는 기반을 마련한 것으로 보이며 관련 노하우 유지나 장비.재료 확보의 용이성 측면을 고려해 국내 반도체 주변산업 육성에 더욱 주력할 것으로 보인다.
세계적으로 기술장벽이 높아가고 원자재나 재료.장비의 무기화 경향이 짙어지고 있는데다 갈수록 반도체에서 장비.재료의 중요성이 높아지고 있는 점등을 감안할때 이제 과거와 같이 몇몇 소자업체들의 노력만으로 세계 반도체 시장에서 진정한 우위를 지속하기는 어렵게됐다.
아울러 국내 장비.재료업체들도 이같은 흐름에 발맞춰 그간 소홀했던 업체간 표준화와 단순화를 통한 비용절감과 장비업체간 공동개발 및 생산체제 구축 등을 통해 경제규모를 실현함으로써 소자업체와 함께 성장할 수 있는 기반을마련하는 데 힘써야 할 것이다.