이번 연구의 제1저자인 KIST 에너지융합연구단 안주현 박사가 초고속 충·방전용 신소재의 배터리 성능을 테스트하고 있다.(KIST 제공)© 뉴스1

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(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 국내 연구진이 고분자 물질에서도 활용이 가능한 나노패턴 제작 기술을 개발했다. 반도체 칩이나 광전소자 제조에 활용될 수 있을 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 손정곤 광전하이브리드연구센터 박사팀이 플라즈마 기술을 적용해 두 개 이상의 고분자가 하나의 고분자 사슬에 규칙적으로 연결된 고분자인 '블록공중합체'에서 활용할 수 있는 나노미터(nm·10억분의 1m) 수준 패턴 제작 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

최근 차세대 반도체를 위한 공정으로 10 나노미터 수준의 초미세 패턴 제작 기술이 중요해지고 있다. 그 중에서도 복합적인 특성을 지니는 고분자 블록공중합체의 자기조립 특성을 이용하면 쉽게 10 나노미터 이하 나노 구조를 넓은 면적에서 균일하게 제작할 수 있다. 그러나 구조적 결함·패턴 정렬 등과 같은 기술적 한계로 아직 블록공중합체를 활용해 나노패턴을 만드는 것은 쉽지 않은 실정이었다.

이에 연구팀은 필터를 도입한 플라즈마 처리방법에 집중했다. 낮은 에너지 입자들만 통과하게 해 고분자 필름과 물리적인 충돌이 일어나게 하자 표면에 3~5 나노 수준의 얇은 화학적 결합층이 형성됐다. 연구팀은 이 기술을 통해 실제 반도체 공정에서 3차원 입체구조 트랜지스터로 사용되는 핀펫(FinFET)을 모사한 구조를 구현했다. 또한 미세 화학 패턴 위에서도 결함이 거의 없는 10 나노 이하의 수직 줄무늬 패턴을 형성이 가능했다.

손정곤 박사는 "그동안 난제로 블록공중합체에서의 나노공정을 해결했다"면서 "유도 자기조립을 통한 10 나노 이하 패터닝 기술이 초미세 반도체 공정 기술로 실질적으로 적용되길 기대한다"고 말했다.

이번 연구결과는 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 최신호에 실렸다.
somangchoi@news1.kr

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