나노기술 및 정책 정보

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 국내 연구진이 플렉시블 디스플레이 전자소자 제작을 위한 차세대 금속 나노패터닝 기술개발에 성공했다.
 KAIST는 기계공학과 고승환·양동열 교수팀이 공동으로 펨토초레이저 소결공정을 이용해 수백나노의 고정밀도 금속패턴을 단일 공정으로 제작하는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.
 이 기술을 이용하면 다양한 기판에서 고정밀 패터닝이 가능해져 유기 전자소자 기술 등과 결합하게 되면 성능과 집적도가 우수하면서도 자유자재로 휘어질 수 있는 고성능플렉시블 전자소자나 디스플레이 등이 실현될 수 있을 것으로 기대된다.
 일반적으로 집적도가 높은 전자소자 제작을 위해서는 고비용의 노광 혹은 광식각 공정이나 고진공 전자빔 공정을 통한 금속 패턴의 제작이 필수적이다.

최근에는 잉크젯 및 롤투롤(Roll to Roll) 프린팅 기술을 이용해 직접 금속 패턴제작이 시도되고 있다. 그러나 공정 특성상 1㎛(마이크로미터,100만분의 1미터) 이하의 정밀도 달성에는 한계가 있어 고집적·소형화에 불리했다. 연구팀은 3~6nm(나노미터, 10억분의 1미터) 크기의 녹는점이 낮은 은 나노 입자와 열확산을 최소화할 수 있는 금속 나노입자 펨토초레이저 소결공정 (Femtosecond laser selective nanoparticle sintering, FLSNS)을 개발했다. 더불어 유리, 웨이퍼, 고분자 필름 등 다양한 기판위에 1㎛이하의 고정밀도 금속 패턴을 단일 공정으로 제작할 수 있는 기술도 개발해, 이 기술을 이용해 최소 정밀도 380nm 선폭의 극미세 금속패턴 제작에 성공했다.
 연구팀은 개발된 금속 패터닝 기술을 KAIST 전기 및 전자공학과 유승협 교수팀과의 협력을 통해 유기 전계효과 트랜지스터 제작공정에 적용해, 차세대 플렉시블 전자소자 제작에 활용될 수 있는 가능성을 제시했다.
 고승환 교수는“고가의 진공 전자빔 공정을 통해서만 제작가능했던 기존의 디지털 직접 나노패터닝 기술을 비진공, 저온 환경에서 구현함으로써 전자빔 공정을 대체할 수 있을 뿐만 아니라 향후 다양한 플렉시블 전자소자 제작으로 적용될수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
 이번 연구결과는 한국연구재단의 나노원천기술개발 및 신진연구 사업지원, 지식경제부의 협동사업지원을 받아 수행됐으며, 재료과학기술 분야의 세계적 권위의 학술지인‘어드
밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’7월호에 게재됐다.