그래핀 나노링 개발-반도체 소자 활용…15nm 이하 선폭
휴대폰, 컴퓨터, TV의 필수 부품인 반도체 소자에 적용될 수 있는 15nm 이하 선폭의 그래핀 나노링 기술이 개발돼 차세대 반도체 소자 개발에 새로운 가능성을 열었다.
그래핀 나노링 기술의 개발에 성공한 광주과학기술원 정건영 교수 연구팀은 하나의 층으로 된 얇은 그래핀 위에 저렴하면서도 대량으로 찍어낼 수 있는 기술(나노임프린트)을 적용, 15나노미터 이하의 그래핀 나노리본을 원형으로 연결한 ‘그래핀 나노링’을 제작하면서 넓은 면적(대면적)에 원하는 위치에 배열하는 데 성공했다.
연구팀은 우선 3개층의 물질을 그래핀 기판에 올렸다. 임프린트 공정으로 스탬프 패턴의 역상(逆象)인 주기적인 나노구멍들이 레지스트로 전사되게 한 후, 플라즈마를 이용한 섬세한 식각공정(Etching)으로 레지스트의 나노구멍 패턴을 하부의 PMMA와 PVA층으로 전사시켰다. 그 후 얇은 금속막을 나노구멍의 외벽을 따라 증착하여 금속 나노튜브 배열을 제작하였다. 외벽에 증착된 선폭 20나노미터 이하의 금속 나노튜브를 식각 마스크로 사용, 하부의 그래핀을 식각하여 그래핀 나노링 배열을 넓은 면적으로 제작하는 데 성공했다. 정건영 교수에 따르면 나노 임프린트 공정은 스탬프 나노구조물의 주기와 직경 크기를 똑같이 그래핀 기판에 전사할 수 있는 것이 특징이다. 따라서 대면적의 스탬프를 쓴다면 대면적으로 그래핀 나노 구조체를 만들 수 있다.
