| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | E. 구조 재료(Structural Materials) |
| 제목 | 마이크로 구조 및 동유체력을 이용한 나노입자 미세 정렬 및 프린팅 기법 |
| 초록 | 배선 기술은 고속배선 기술을 필요로 하는 로직 반도체 분야, 플래시 메모리 및 DRAM 등의 메모리 분야, 전자소자의 패키징 분야 등 전자 소자 산업 전반에 필요한 핵심 기술 중 하나이다. 특히, 최근 요구되는 차세대 전자소자를 위한 배선 기술은 단순히 빠른 응답속도와 대면적화의 방향에서 벗어나, 증강 현실 기술로 대표되는 유연성, 투명성, 입체화의 다양한 기능을 추구하는 방향으로 발전하고 있다. 따라서, 이러한 차세대 전자소자의 배선 공정을 위해서는 휘어지는 기판 위에 적용이 가능한 새로운 공정 기술의 개발이 절실히 요구되고 있다. 휘어지는 기판 위로의 배선 공정은 기판의 물리적 특성에 의해 저온 및 저진공 공정을 요구하며, 최근에는 이러한 특성에 가장 부합하는 액상 기반의 Roll-to-roll 프린팅 공정이 가장 현실적인 대안으로 주목 받고 있다. 현재까지 액상 기반의 프린팅 공정은 주로 반도체 혹은 전도성 폴리머를 재료로 이용한 것이 주를 이루었으나, 폴리머 재료가 가지는 낮은 전자 이동도 (mobility), 낮은 내구성, 높은 요구 전압 등의 문제를 해결해야 하는 기술적 난제를 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 대면적 및 서브 마이크로 단위의 배선 프린팅을 위하여 마이크로 단위에 그쳤던 그래비아 프린팅 (gravure printing) 기법을 변형하여 고밀도로 정렬된 금속 나노입자를 나노단위로 전사시키는 기술을 확보하였다. 금속 나노입자는 질산은(AgNO3)이 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol)용액에서의 환원반응으로 생성되었으며, 원심분리기로 정제되었다. 또한 삼각형으로 식각된 실리콘을 몰드로 사용하여 3차원 구조의 PDMS를 만들었다. 합성된 수용액의 금속나노입자는 삼각형으로 식각된 실리콘 기판 위에서의 증발과정에서 동유체력(Hydrodynamic force)를 통해 삼각형으로 식각된 부분 안으로 정렬되었으며, 이것을 3차원 구조의 PDMS를 통해 정렬된 나노입자의 전사가 나노 단위로 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 3차원 구조의 PDMS를 이용한 금속나노입자 프린팅 기술은 기존의 유기물 기반의 낮은 소자 성능과 안전성 문제를 해결하고 동시에 휘어지는 기판으로 대면적 인쇄를 가능하게 하기 때문에 차세대 배선 공정으로써 큰 가능성을 가지고 있으며, 배선 공정 뿐 아니라 다양한 응용 분야에도 적용이 가능할 것으로 예상된다 |
| 저자 | 정용원, 서정목, 권혁호, 이태윤 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | 나노입자; 그래비아 프린팅; 동유체력 |
