교육과학기술부(장관 이주호)와 포스텍 포항가속기연구소(PAL, 소장 이문호)는 황찬국 박사팀이 포항방사광가속기의 극자외선을 이용, 『펜타센 나노패턴』기술을 개발하였다면서 반도체의 실제적용 뿐만 아니라 각종 디바이스의 효율성을 더욱 증대시킬 것으로 기대 된다고 밝혔다.

이러한 연구성과는 미국화학회에서 발행하는 나노분야의 세계적인 권위지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 9월호에 게재된다.

교육과학기술부와 포스텍이 ‘94년에 공동 건립한 포항가속기연구소는 생명공학, 신약개발, 나노연구 등 선도적 연구분야의 핵심 국가공동연구시설로 활용되고 있으며, 교과부는 매년 연구소 운영과 연구활동 지원을 위한 예산을 지원하고 있다. 

황찬국 박사팀은 펜타센 분자가 극자외선에 의해 상호결합(cross linking)이 일어난다는 사실을 확인하고 이를 이용하여 나노미터 크기에서 높이와 폭의 조절이 가능한 30 nm (나노미터: 10억분의 1 m) 급 분자 패터닝에 성공했다.

현재 반도체 미세 패턴 제작 공정에는 주로 폴리머, 화학적 자기조립법을 이용한 분자막이 주로 사용되고 있다. 하지만 이들은 열적 안정성이 떨어지고, 분자막 자체의 불순물이나 화학적 현상 과정에서 생기는 잔류물로 인해 전기적 오류를 일으키는 경우가 많다.

이번에 개발된 펜타센 나노패턴 기술은 진공상태에서 성장된 펜타센 분자막을 사용함으로써 보다 깨끗하고, 안정성이 크며, 패턴 제작 과정에서 잔류물이 거의 없어 친환경적이라 할 수 있다.

또한, 미세패턴의 폭, 너비 조절이 가능해 이를 잘 활용하면 10 nm 까지도 제작할 수 있어 집적도 높은 반도체 생산이 가능하게 된다.

황찬국 박사팀은 지난 2007년 5월, 포항방사광가속기에서 나오는 극자외선을 이용한 새로운 분자 패턴 조작기술을 개발하여 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’에 논문을 게재한 바 있다.

이번 연구는 지난 연구에서 더 나아가 반도체 분야의 실질적 적용이 가능하게 되어 향후 메모리, 태양전지, 광학장치, 센서 등 각종 디바이스의 집적도 및 효율을 높이는데 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

한편, 교과부는 첨단 기술 분야의 새로운 연구수요를 충족하기 위해, ‘09년부터 기존 방사광가속기의 대폭적인 성능향상사업을 추진하고 있으며,  ’11년 성능향상사업이 마무리되면 보다 많은 연구 성과가 나올 수 있을 것으로 기대된다.