나노종합기술원 과학기술정보통신부 KAIST

첨단 나노/반도체 소재 - 나노패터닝/임프린팅 소재

실리콘 웨이퍼에 나노구조 생성에 필요한 설계변수에 따라 선폭 200 나노미터 크기까지의 다양한 종횡비를 갖는 나노구조 패턴을 가공한 마스터 나노몰드를 제작한 후, 그 마스터 나노구조를 다양한 물질의 기판상에 고분자 물질로 복제 전사할 수 있는 가역적 나노구조 복제 원천기술(reversible replica molding technology)을 개발함.

• 첫째로, soft lithographic approach를 통하여 최초 Si master nano mold로부터 그 마이크로-나노구조를 polymeric material에 전사할 수 있는 방법을 제시하였음. 둘째로, 마이크로-나노구조가 전사된 polymeric material을 이용하여 다시 동종 또는 이종의 polymeric material에 마이크로-나노 구조를 전사할 수 있는 가역적 전사기술 방법을 제시하였음.
• 그 공정적 특징으로서 제조의 과정에서 가장 난해한 부분인 high aspect ratio를 갖은 nano structure의 replication 시 필요한 밀착과 이형(demolding) 단계에서 materials 사이의 surface energy를 control함으로서 성공적으로 high aspect ratio의 nano structure를 transfer 할 수 있는 방법을 제시하였음.

본 기술은 산업적으로 적용이 가능한 여러가지 재료를 이용하여 다양한 aspect ratio 를 갖는 nano structure를 효율적이고 경제적이면서도 정확하게 구현할 수 있는 방법을 제시하였음.

Si 뿐만 아니라 soft polymer, hard polymer, metal 등 여러가지 몰드로부터 복제될 수 있는 functional films (anti-reflection and anti-wetting, anti-fogging) semiconductor, MEMS, optical devices (display, photonics, deflective and concentrative materials, etc), physical devices (surface modification, etc), energy devices (electrodes of secondary batteries, fuel cells, solar cells, energy harvesters, etc), biological devices (biochips, biosensors, biomimetic or biosimilar structure, etc), mechanical devices (sensors, and actuators, etc)에서 필요로 하는 다양한 광학, 전기, 전자, 기계, 화학적 기능의 부품들이 본 연구에서 제시한 방법론을 통해 구현될 수 있는 가능성이 있음을 제시하였음.

그 크기는 200 nm의 미세한 선폭에 1:10까지의 매우 높은 종횡비를 갖는 패턴을 전사할 수 있음을 보여주었고, 또한 본 기술을 이용하여 200 nm pitch 미세 패턴 또한 균일하게 패턴 복제됨을 확인함.

첨단 나노/반도체 소재 - 센서/전극용 나노소재

팹 공정을 이용한 다양한 기능성소재의 박막 공정 개발 및 Secondary Sputtering Lithgraphy (SSL) 기반의 나노 구조화 공정을 통한 첨단 센서/전극용 나노소재 개발

센서감응에 적합한 센서소재 및 전극소재를 8인치 팹공정을 통해 대면적 균일 박막화 및 100nm 이하 급 나노패턴화하여 감도 및 반응속도가 뛰어난 센서와 히팅 성능이 우수한 전극을 구현함

• 센서 감응소재의 박막 및 나노구조체화를 통해 표면 반응 사이트가 증가하고 활성에너지의 변화로 센서 감응 특성의 변화를 유도할 수 있음
• 나노패턴 전극을 통해 히팅 성능 및 면상발열체의 투명도를 개선할 수 있음

• 팹 공정을 이용한 가스감응소재 후보물질의 박막 및 나노패턴 공정 제조를 통한 고감도 가스센서 응용
• 금속 나노구조체를 통한 투명 나노히터 및 면상발열체
• 캐패시터 전극, EUV 펠리클 고방사율 박막, 촉매 등

• 8인치 대면적 스퍼터링, ALD 및 이온 밀링 기반 이차이온 스퍼터링을 이용한 10nm 이하 나노박막, 100nm 이하 나노패턴의 구현 및 나노구조체 형상제어
• Ru(O2), Au, Ag, Pt, Os, Pd, Sn(O2), Ti(O2), Cu, Al(2O3), Si(O2), Ti3AlC2 MAX 등