한국공학대, 차세대 반도체 패키징 접합 신뢰성 규명

[시흥=뉴시스] 한국공학대반도체 공학부 정현학 교수 연구팀이 밝혀낸 모식도 및 인장 특성 차이. (회로도=한국공학대 제공)밝혀낸 모식도 및 인장 특성 차이. (회로도=한국공학대 제공). 2026.08.18. [email protected]

[시흥=뉴시스] 박석희 기자 = 경기 시흥시 한국공학대학교는 반도체공학부 정현학 교수 연구팀이 차세대 반도체 패키징 기술인 '구리-구리 직접 접합'의 성능과 신뢰성을 규명하는 연구 결과를 발표했다고 18일 밝혔다.

구리-구리 직접 접합은 복수의 반도체 칩을 수직으로 쌓아 연결하는 기술로, 신호 전달 속도를 높이고 고밀도화가 가능하다는 장점이 있다. 다만 구리의 높은 산화성과 접합 시 요구되는 고온·고압 환경이 한계로 지목돼 왔다.

연구팀은 두 구리 면 사이에 은(Ag) 박막을 삽입한 뒤, 은의 결정 방향에 따른 접합 성능 변화를 원자 수준의 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석했다. 분석 결과 은의 결정 방향에 따라 구리와 은의 혼합 정도가 달라지는 것을 확인했다.

이러한 혼합도 차이는 접합부의 기계적 강도로 이어졌다. 구리와 은의 혼합도가 낮은 구조는 인장력(잡아당기는 힘)에 강한 저항성을 보인 반면, 혼합도가 높은 구조는 전단력(옆으로 미끄러지는 힘)에 대한 내성이 높았다.

연구팀은 이를 바탕으로 반도체에 가해지는 하중 특성에 맞춰 접합 구조를 최적 설계할 수 있는 기준을 제시했다.

이번 연구는 교육부와 한국산업기술진흥원(KIAT)의 '반도체특성화대학지원사업' 지원으로 수행됐으며, 관련 논문은 지난 7월 재료 표면·계면 분야 국제학술지 '어플라이드 서피스 사이언스(Applied Surface Science)' 온라인판에 게재됐다.


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