| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 봄 (05/15 ~ 05/16, 창원컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 1호 |
| 발표분야 | B. 나노 재료(Nanomaterials) |
| 제목 | 나노임프린트 리소그래피와 비등방성 화학 식각기술을 이용한 고종횡비 3차원 실리콘 나노 구조물 제작연구 |
| 초록 | 실리콘은 풍부한 자원으로써, 전자 산업을 포함하여 다양한 산업에서 가장 널리 사용되는 반도체 물질이다. 특히 전자산업에서 실리콘은 다양한 모양으로 사용되는데, 최근 실리콘 나노구조를 이용한 다양한 전자소자에 대한 연구가 광범위하게 진행되고 있다. 실리콘 나노구조물 제작을 위한 방법으로는 건식 식각공정과 습식 식각공정이 존재하는데, 일반적으로 이온빔을 이용한 건식 식각공정을 많이 사용되고 있다. 하지만 건식 식각공정은 고가의 진공장비 사용 및 이온빔에 의한 표면결함 발생 등의 문제가 존재한다. 1990년 Li와 Bohn에 의해 금속촉매를 이용한 비등방성 식각공정이(Metal-assisted Chemical Etching) 개발되면서 습식식각을 이용한 3차원 실리콘 나노구조 제작에 관한 연구가 본격적으로 시작되었다. 이를 통해, 다양한 크기의 실리콘와이어의 제작에 관한 연구가 보고되었다. 하지만 금속촉매의 모양 크기 및 종류에 따른 식각 특성 등에 관한 연구는 상대적으로 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는, 기존의 포토 리소그래피나 전자빔 리소그래피 공정에 비해 저렴한 공정비용으로 대 면적에 나노 패턴 형성이 가능한 기술인 나노임프린트 리소그래피 공정과 열증착기를 이용한 증착공정을 이용하여 나노급 구멍, 기둥, 선 등의 다양한 패턴을 갖는 금속촉매구조를 제작하고, 이를 이용하여 금속촉매를 이용한 비등방성 식각공정을 진행하였다. 식각공정에서는 다양한 종류의 금속촉매를 사용하여 금속촉매에 따른 식각 특성을 분석하였다. 본 공정을 이용하여 제작한 3차원 실리콘 나노구조물을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy)와 원자힘현미경(Atomic Force Microscopy)를 이용하여 표면 형상을 관찰하였으며, 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy)을 이용하여 단결정 실리콘의 결정구조 변화를 확인하였다. 제작한 고종횡비 3차원 실리콘 나노구조물은 태양전지, 배터리 등의 전자소자에 다양하게 응용 가능하다. |
| 저자 | 정필훈, 조중연, 최학종, 추소영, 유상우, 이헌 |
| 소속 | 고려대 |
| 키워드 | 나노임프린트; 화학식각기술; 고종횡비실리콘구조 |
