포항공대 학부생 주도 반도체 연구, 세계 최고 신뢰성 학회 구두 발표 채택

연구 이미지. /포항공과대학교 제공

포항공과대학교 반도체공학과 학부생이 제1저자로 참여한 연구가 반도체 신뢰성 분야 최고 권위 학회인 IEEE International Reliability Physics Symposium(IRPS) 2026 구두 발표 논문으로 채택됐다.

포항공대는 학부생 주도 연구가 IRPS 구두 발표로 선정된 것은 이례적인 사례로 이번 성과가 대학의 연구·교육 경쟁력을 국제적으로 입증한 결과라고 밝혔다.

이번에 채택된 연구는 이병훈 교수 연구팀이 수행했으며 학부생 홍준영·조재민 학생이 제1저자로 참여했다. 연구팀은 반도체 소자가 완전히 고장 나기 전 단계에서 향후 고장으로 이어질 가능성이 높은 지점을 미리 찾아낼 수 있는 새로운 분석 기법을 개발했다.

연구팀이 제안한 ‘레이저 유도 누설 전류 매핑(Laser-Induced Leakage-Current Mapping)’ 기법은 레이저를 이용해 절연막 내부의 누설 전류 분포를 정밀 분석하는 방식이다. 이를 통해 소자가 정상 작동하는 초기 단계에서도 고장 가능성이 높은 취약 지점을 사전에 진단할 수 있다.

실험 결과, 초기 단계에서 확인된 취약 지점은 이후 전기적 스트레스를 가했을 때 실제 절연막이 파괴되는 위치와 일치했다. 연구팀은 전계 강도와 스트레스 시간에 따른 변화를 분석해 랜덤 결함이 시간이 지나며 고장으로 발전하는 과정을 정량적으로 규명했다.

이번 연구는 높은 전계를 가한 뒤 고장을 분석하던 기존 신뢰성 평가 방식과 달리, 저전계 조건에서도 고장 가능성을 조기에 진단할 수 있다는 점에서 차별성이 있다. 반도체 공정 개발과 소재 평가, 신뢰성 스크리닝 과정에 활용될 경우 고집적 반도체 소자의 수율과 안정성 향상에 기여할 것으로 기대된다.

논문 제1저자인 홍준영 학생은 “소자가 완전히 파괴되기 전 단계에서 고장 가능 지점을 시각적으로 확인할 수 있다는 점이 가장 큰 성과”라고 말했다. 

교신저자인 이병훈 교수는 “학부생 연구가 국제 학회 구두 발표로 선정될 만큼 완성도가 높다는 점에서 의미가 크다”고 평가했다.

이번 연구는 삼성전자의 지원을 받아 수행됐으며 내년 3월 22일부터 26일까지 미국 애리조나주 투손에서 열리는 IRPS 2026에서 발표될 예정이다.

/단정민기자 [e-mail]