10나노미터 이하 크기로 식각(蝕刻-에칭)할 수 있고, 나노구조체를 만드는데 적용시킬 수 있는 탄소나노튜브와 고체 표면간의 화학반응이 포스텍 연구진에 의해 밝혀졌다.
이 연구결과에 따라 극소형 반도체 제작의 핵심기술인 반도체 기판의 나노급(1나노미터는 10억분의 1미터) 회로 패턴을 구현하는데 큰 진전이 있을 것으로 기대된다.
포스텍 화학과 최희철(崔喜哲·36세) 교수 연구팀(제1저자 박사과정 변혜령·28세)은, ‘꿈의 신소재’라 불리는 탄소나노튜브가 화학증기증착법을 통해 합성될 때 소량의 산소를 주입시키면, 탄소나노튜브와 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 산화물 표면이 열화학반응을 일으키면서 실리콘 산화물이 식각된다는 사실을 세계 최초로 발견했다.
이 연구결과는 네이처 자매지인 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)' 온라인판에 2월 18일자로 게재됐다.
최첨단의 극소형 반도체를 제작하기 위해서는 기판 표면에 회로패턴을 형성하기 위한 식각을 최대한 미세한 크기로 하여야 하는데, 현재 사용되고 있는 광전사 또는 전자빔을 이용한 방법으로는 10나노미터 이하로 식각하는 것이 거의 불가능했었다.
하지만 최 교수팀이 발견한 이 화학반응을 이용하면 식각되는 산화물의 넓이, 방향, 길이 등의 구조적 특성이 탄소나노튜브에 의해 직접적으로 제어되기 때문에, 탄소나노튜브 형성 기술에 따라 반도체 제조공정기술 발전에 큰 영향을 주는 것은 물론, 극소형 반도체 제작에 필요한 나노공정기술 개발에 활력을 불어넣을 것으로 보인다.
김지수 기자
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