고집적 나노 전자소재 구현하는 신공정기술 세계 최초 개발

　초음파에 의한 ZnO 기판 성장과정. a는 초음파에 의한 기판 성장 공정도, b∼f는 대면적기판에 높은 결정도를 가지고 수직 배열돼 있음을 나타내는 실험결과.

　상온·상압에서 초음파 에너지를 이용, 실리콘 등 다양한 기판에 고집적 나노전자 소재를 구현할 수 있는 신공정 기술이 국내 연구진에 의해 최초로 개발됐다.

　정수환 경북대 교수팀은 과학기술부 테라급나노소자개발사업단의 지원을 받아 ‘초음파화학을 이용한 산화아연(ZnO) 나노막대의 수직 성장 및 위치제어 기술’을 개발했다고 15일 밝혔다.

　산화물 반도체인 산화아연 나노막대는 테라급 트랜지스터(FET), 대기 오염물질 모니터링 센서, 태양전지용 전극, 자외선(UV) 발광소자, 전계방출 디스플레이의 팁 등 나노기술 전반에 활용할 수 있는 파급효과가 큰 신소재로 꼽힌다.

　정수환 교수는 “초음파화학기법을 이용, 액체에 초음파를 조사할 때 발생하는 공동효과(cavitation effect)를 통해 상온 상압 상태에서 약 1시간 만에 고밀도의 ZnO 나노 막대를 기판의 제약 없이 직접 성장시킬 수 있었다”며 “복잡한 합성과정을 거치지 않으면서도 고집적도의 나노 구조물을 기판의 원하는 위치에 선택적으로 성장시키는 것도 가능하다”고 설명했다.

　그동안 ZnO 나노막대 합성 공정은 기상합성의 경우 고온의 반응 조건이 필요해 기판 선택에 제약이 있었고 액체합성때는 몇 시간에 이르는 합성시간이 걸린다는 단점이 있었다.

　과기부는 이번 기술이 나노전자소재뿐만 아니라 다양한 나노소재에 활용될 수 있을 것으로 기대했다. 정 교수팀은 이 기술과 관련해 2건의 국내 및 미국 특허를 출원 중이다. 김승규기자@전자신문, seung@