원하는 소재로 다양한 크기의 나노선 대량 생산 기술 개발

【대전=뉴시스】김양수 기자 = KAIST(총장 강성모)는 전기및전자공학과 윤준보 교수 연구팀이 ㈜LG이노텍(대표 이웅범), 나노종합기술원(원장 이재영) 등과 공동으로 다양한 소재로 필요한 길이만큼 나노선을 다양하게 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

 나노선은 폭이 최대 100㎜(나노미터) 수준에 불과한 선모양의 구조체로 반도체나 에너지, 생체소자, 광학소자 등 다양한 분야에 활용되는 첨단소재다.

 하지만 수 ㎜를 성장시키는데 3~4일이 소요될 만큼 합성 속도가 느리고 대량 생산이 어려운 것은 물론 원하는 물질로 나노선을 제작할 수 있는 기술이 개발되지 않아 산업체 적용에는 한계가 있었다.

 이번 연구에서 공동 연구팀은 화학적인 합성방법(Bottom-up)을 사용해 나노선을 제작하던 기존방식과는 달리 반도체 공정에 사용하는 Top-Down 방법을 사용, 길이가 최대 20㎝에 이르는 나노선 다발을 대량으로 제조하는 방법을 개발했다.

 연구팀에 따르면 직경 20㎝의 실리콘 웨이퍼 기판에 광식각 공정을 이용, 목표하는 주기보다 큰 패턴을 형성한 뒤 이 주기를 반복적으로 줄여가는 방법으로 100㎚의 초미세 선격자 패턴을 제작했다.

 이 패턴을 기반으로 반도체 제조과정에서 널리 쓰이는 박막증착공정을 적용, 폭 50㎚, 최대 길이 20㎝의 나노선을 완벽한 형태로 대량 제조하는데 성공했다.

 개발된 기술은 장시간의 합성공정을 거칠 필요가 없으며 별도의 후처리를 하지 않아도 완벽하게 정렬된 상태로 만들 수 있어 상용화 가능성이 높은 특징을 갖고 있다.

 윤준보 교수는 "낮은 생산성, 긴 제조시간, 물질합성의 제약, 나노선 정렬 등과 같은 기존 기술의 문제점을 해결했다는 데 의미가 크다"며 "나노선을 산업적으로 널리 활용하지 못했지만 이 기술을 활용하면 나노선을 사용한 고성능의 반도체, 광학, 바이오 소자 등의 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다.

 이번 연구결과는 나노 과학 분야의 권위 있는 학술지인 '나노 레터스(Nano Letters)' 온라인 판에 최근 게재됐다.

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