영국 왕립화학회 ‘J. of Materials Chemistry A’ 표지 논문 게재

공과대학 글로벌융합공학부 오정우 교수, 송윤원 연구원이 금속촉매와 화학 식각법을 이용한 3차원 나노반도체 구조 제작 기술을 개발했다.

이번 연구 결과는 8월 7일자 Journal of Materials Chemistry A 표지 논문으로 선정됐다. 이 저널은 세계적인 재료화학 분야의 권위지이며 영국 왕립화학회(RSC : Royal Society of Chemistry)가 발간한다.

[논문 제목 : In-plane and out-of-plane mass transport during metal-assisted chemical etching of GaAs]

금속촉매를 사용한 화학 식각 기술은 반도체를 식각하는 기존의 기술과 비교하여 우수성을 가진다. 먼저 습식식각과 비교하면 공정이 단순한 장점이 있다. 또한 기존의 식각 특성과는 다른 비등방성 식각 특성으로 높은 종횡비를 가지는 소자 제작이 가능하다. 또한 식각 시 반도체의 표면에 결함을 형성하는 기존의 건식 이온 가속 방식과는 다르게 진공장비를 이용하지 않고 상온상압에서 화학반응을 이용함으로써 무결함 구조체를 형성한다. 이를 통해 나노 스케일의 미래 화합물반도체 신재생에너지변환소자와 저전력 정보처리트랜지스터를 3차원 구조로 제작함으로써 성능을 크게 높이는 기술이다.

연구진은 “지금껏 명확히 규명되지 않았던 GaAs (Galliumarsenide) 화합물 반도체의 화학 식각 원리를 금속촉매를 통한 전해질과 반응물의 수평, 수직 방향의 물질 이동 현상을 해석하여 규명했다.”고 밝혔다. 이로써 금속촉매를 사용한 화학 식각기술을 화합물 반도체 소자 제작에 적용하기 위해 필요한 현상해석에 대한 기반을 마련하였을 뿐만 아니라, 공정에서 필요한 금속촉매의 두께에 대한 가이드를 제공할 수 있게 되었다.

오정우 교수 연구진은 이번 기술을 화합물 반도체 소자에 적용하여 향후 고효율 과 저전력 성능을 동시에 이루어낼 수 있는 다양한 기술 개발에 더욱 박차를 가할 예정이다.

한편, 이 연구는 한국연구재단 일반연구자 지원사업과 미래창조과학부 및 정보통신산업진흥원의 IT명품인재양성사업의 지원을 받아 수행됐다.