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나노선 대량생산 길 열었다

KAIST 윤준보 교수팀 반도체 공정 적용 제작한계 극복… 고성능센서 상용화 앞당길듯 

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr | 입력: 2013-08-22 20:46
[2013년 08월 23일자 16면 기사]

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나노선 대량생산 길 열었다
KAIST 윤준보 교수
수 십 나노미터(㎚)에 달하는 나노선을 최대 20㎝ 길이로 대량 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 나노선을 활용한 반도체, 고성능 센서, 생체소자 등 상용화를 앞당기는 핵심기술로 활용될 전망이다.

KAIST 전기및전자공학과 윤준보 교수 연구팀은 LG이노넥, 나노종합기술원 등과 공동으로 반도체 공정을 적용해 폭 50㎚ 크기의 나노선을 대량으로 만들 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다고 22일 밝혔다.

나노선은 폭이 최대 100㎚ 크기의 긴 선 모양의 구조체로, 다양한 열적ㆍ전기적ㆍ기계적 특성을 가져 반도체, 에너지, 생체소자, 광학소자 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 다기능성 첨단 나노소재다.

그러나 나노선은 수 밀리미터를 성장시키는데 3∼4일이 소요될 만큼 합성 속도가 느려 대량 생산이 어렵고 원하는 물질을 자유자재로 제작할 수 있는 기술이 개발되지 않았다. 또 제작된 나노선을 실제로 적용하기 위해서는 가지런히 정렬시켜야 하지만 복잡한 후처리와 완벽하게 정렬을 하지 못해 상용화에 어려움을 겪어왔다.

윤 교수팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 기존 화학적 합성법이 아닌 반도체 공정을 적용했다. 지름 20㎝의 실리콘 웨이퍼 기판에 광식각 공정을 이용해 100㎚ 초미세 선격자 패턴을 만든 뒤 이 패턴을 기반으로 반도체 제조과정에 널리 쓰이는 박막증착공정을 통해 폭 50㎚, 최대 길이 20㎝의 나노선을 대량 제조하는데 성공했다.

이 기술은 장시간에 걸친 합성 공정과 별도의 후처리 과정을 거치지 않고도 나노선을 완벽하게 정렬된 상태로 만들 수 있어 상용화 가능성이 높은 것으로 평가받고 있다.

이 연구결과는 나노과학 분야의 권위지 `나노 레터스(7월30일자) 온라인판'에 실렸다.

윤 교수는 "이 기술은 낮은 생산성과 긴 제조시간, 물질합성의 제약, 나노선 정렬 등과 같은 기존의 문제점을 동시에 해결한 것으로, 나노선을 활용한 고성능 반도체, 광학, 바이오 소자 등에 다양하게 활용될 것"이라고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업을 통해 KAIST 연정호 박사과정 학생, LG이노텍 이영재 책임연구원, 나노종합기술원 유동은 선임연구원 등이 수행했다.

대전=이준기기자 bongchu@

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