반도체 일상 4. 저항

 가장 기본적이고 쉬운 개념인 '저항'을 반도체 일상 4.에 와서야 다루는 이유가 궁금할 것이다.

 사실 까먹었다. 포스팅을 까먹을 정도로 다룰 필요성이 느껴지지 않는 상식적인 개념이 저항이다. 저항은 전기가 흐르는 데 얼마나 버거운지 나타내는 척도다. 예를 들어, 220V의 전압을 가했을 때 저항이 2Ω이면 110A의 전류가 흐르고, 100Ω이면 2.2A의 전류가 흐른다.(Ω은 저항의 단위이다.)

 반도체에서 저항은 면저항과 선저항으로 나뉜다. 면저항은 반도체 소자의 서로 다른 부분이 접촉할 때 발생하는 저항이고, 선저항은 배선 자체의 저항이다. 면저항은 단순히 전기의 흐름을 방해하는 정도 이상의 의미가 있는데, 복잡한 공정이 제대로 이루어졌는지 확인하는 지표로 쓰인다. 반도체 공정에서 가장 어려운 작업 중 하나가 미세한 구멍을 뚫고 연결하는 것이다. 구멍을 제대로 뚫지 못하거나, 잘 뚫었더라도 이후 공정에서 문제가 생기면 면저항이 높아진다. 따라서 면저항이 높아지면 모두가 큰 문제가 생겼음을 알아채고 고민하는 척을 한다. (사실 다시 만드는 것 외에는 해결책이 없기 때문이다.)

 고민하는 척만 하는 사람들에게 다시만들어도 여전히 면저항이 높게 나오는 좌절감을 선사하기 위해(왜?) 티가 하나도 안나게 면 저항만 높여보자. 평소보다 구멍을 작게 뚫는 건 너무 티가 난다. 접촉하는 물질을 바꾸는 것도 마찬가지다. 구멍을 만든 뒤 물질을 접촉시키는 과정에서 접착제 역할을 하는 물질이 있다. 각종 시계(특히 애플)에서 광고하는 티타늄이 대표적인데, 금속을 붙이기 전에 접착제로 쓰인다. 이 티타늄은 배선 금속 물질보다 저항이 높다. 따라서 구멍을 뚫은 뒤 티타늄을 조금만 더 넣으면 면저항이 높아진다. 티타늄을 넣는 양 자체가 적어 절대 티가 나지 않을 것이다. 아니면 티타늄에 질소를 살짝 섞어도 된다. 사람들이 멘붕에 빠지는 소리가 들린다!

 오늘은 중학교 과학 시간에 배우는 저항에 대해 알아봤다. 면저항은 좀 더 고등 교육에서 다루는 개념이라 흥미롭게 느껴졌을 것이다. 특히 공정하는 사람들을 골탕 먹일 방법을 알았으니 두근거렸을 것이다. 시간을 내에 읽은 이 저항의 개념을 숙지한뒤, 누군가 저항에 대해 이야기한다면 면저항인지 선저항인지 정확히 명시하라며 아는 척해보자.