[반도체] Low- κ Dielectrics(저유전물질)

1. Low κ Dielectrics 개요

Low κ Dielectrics는 집적회로(IC)의 전기적 특성을 향상시키기 위해 사용되는 절연물질로, 비유전률(유전율)이 낮은 특성을 가진다. 저유전물질은 전기적 신호의 지연과 신호 간 간섭(crosstalk)을 줄여 칩의 성능을 높이고, 전력 소모를 감소시키는 역할을 한다. 현재 반도체 제조공정에서 실리콘 산화물(SiO2)은 가장 널리 사용되는 절연층이었으나, 비유전률이 약 3.9로 비교적 높아 빠른 회로에서는 신호 전달 속도 제한과 발열 문제를 초래하였다. 이에 따라 더 낮은 유전율을 가진 재료들이 개발되었으며, 대표적으로 폴리머, 질화물계, 산화물계 유전체(예: 폴리설파이드, 산화알루미늄, 실리콘카바이드 등)가 있다. 저유전물질의 유전율은 2.0 이하로 설계되며, 이는 기존 SiO2보다 50% 이상 낮은 수치이다. 저유전물질은 주로 공정의 복잡도와 안정성 확보가 중요한 과제이며, 이 가운데서도 폴리머계 재료는 가공 용이성과 저비용으로 인해 상용화가 빠르게 진행되고 있다. 글로벌 반도체 시장에서 저유전물질을 사용하는 기술은 2xxx년대 후반부터 본격 도입되었으며, 2023년 기준 세계 반도체 공정에 적용된 저유전층의 비중은 …