포항가속기硏, 방사광 이용 반도체 표면제어기술 세계 첫 개발

포항가속기연구소 황찬국 박사 연구팀이 방사광가속기에서 나오는 고휘도(高輝度)의 극자외선과 연(軟) X-선을 쐰 반도체 기판 위에 흡착된 분자를 떼어내고 임의의 다른 분자를 이식하는 표면제어 기술을 세계 최초로 개발했다.

황 박사팀은 27일 포항가속기 빔라인(방사광을 뽑아내어 이용하는 관)의 연 X-선을 이용해 반도체 표면 위에 잘 정렬된 염소 나노막이 제작된다는 사실을 확인하고 다른 빔라인으로 극자외선을 쐬게 해 염소기체를 떼어낸 뒤 다른 분자를 이식하고 관측하는 것까지 이루어내는 데 성공했다고 발표했다.

이 연구결과에 따르면 감광제 없이 방사광을 사용해 60㎚ 이하의 분자 나노패턴을 마음대로 조작할 수 있게 됐는데, 황 박사는 "향후 최첨단 극자외선 리소그래피 방법과 결합하여 차세대 분자 및 바이오 소자 제작의 핵심 기술을 확보하는 획기적인 전기가 될 것"이라고 말했다.

현재 반도체 소자 제작에 사용하는 보편적인 표면 패터닝 방법은 자외선과 고분자 박막을 감광제로 이용한 광학 리소그래피 기술인데 이는 빛의 파장과 장치 등의 한계로 60㎚ 이하의 미세 표면을 형성하기 어렵다는 단점을 지니고 있다.

이번 연구 결과는 세계적인 재료과학 전문지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)' 3월 12일자 온라인판에 발표됐고 4월호에 정식 게재될 예정이다.

포항·박정출기자 jcpark@msnet.co.kr