나노기술 및 정책 정보

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  반도체 물질로 잘 알려진 단결정실리콘을 플라스틱과 같이 유연한 기판에 100% 전사 인쇄할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발되었다.
  광주과학기술원(GIST) 고흥조 교수가 주도하고, 같은 학교 박성주 교수와 미국 UIUC(일리노이대학교 어버너 섐페인 캠퍼스) 존 로저스(John A. Rogers) 교수가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(기본연구)과 지식경제부 국가플랫폼기술개발사업 및 광주과기원 다산 신임교원 정착연구사업의 지원을 받아 수행되었다. 이번 연구결과는 나노과학 분야의 권위 있는 학술지인 독일의‘스몰(Small)’지 제7권 4호(2월 18일자 )에 표지논문(Front Cover Picture Article)으로 게재되었다.

  고흥조 교수 연구팀은 SOI 웨이퍼를 이용하여 초박막 단결정 실리콘을 플라스틱 기판에 100% 전사 인쇄하는데 성공했다. 연구팀은 딱딱하고 부러지기 쉬운 결점이 있는 단결정 실리콘을 초박막 구조를 이용하여 쉽게 구부리고, 이것을 플라스틱과 같은 유연한 기판에 전사 인쇄하면 자유자재로 구부렸다 펼 수 있는(flexible) 전기전자 소자로 활용 할 수 있음을 실증하였다.

  SOI웨이퍼를 이용하면 전사 인쇄할 수 있는 초박막 단결정 실리콘을 쉽게 제조할 수 있지만, 이를 상용화하기 위해서는 기존의 실리콘 부유현상과 흐트러짐에 의해 나타난 낮은 정렬도와 전사 효율을 획기적으로 개선한 완벽한 전사 인쇄 기술이 필요하다. 따라서 이번 연구는 초박막 단결정 실리콘 구조 밑에 고분자 지지대를 넣은 후 공정 과정에서 실리콘 패턴을 잡아주면서 인쇄할 때 실리콘 구조가 웨이퍼에서 잘 떨어질 수 있도록 하여 정렬도와 전사 효율 모두를 상용화할 수 있는 수준으로 향상시켰다. 특히 이 기술은 차세대 디스플레이 친환경 프린팅 기술인‘롤투롤 공정’에도 적용할 수 있어 면적이 큰 전기전자 소자 개발에도 응용할수 있을 것으로 기대된다.

  고 교수는“초박막 단결정 실리콘을 플라스틱 기판에 전사 인쇄할 경우, 발생할 수 있는 오류로 인해 상용화할 수 없는 한계가 있었지만, 이번 연구는 고분자 지지대 구조의 도입으로 이 문제를 원천적으로 해결하였고, SOI 웨이퍼뿐만 아니라 다른 웨이퍼에도 적용할 수 있어 향후 플렉시블 태양전지와 광학센서로 개발할 수 있어 그 의미가 크다”고 연
구의의를 밝혔다.