수평 정렬된 실리콘 나노와이어-폴리머 복합체를 이용한

Abstract

본 연구에서는 기존의 리소그래피 공정으로는 정교한 패턴을 형성하기 어려운 삼차원 구조물에 나노선-폴리머 복합체를 전사시키고 패턴을 형성하여 전자소자를 제작하고, 그 특성을 평가하였다. 첫째로, 희생층이 있는 기판에 나노선을 일렬로 배열시킨 후 폴리머를 코팅하여 나노선-폴리머 복합체를 제조하였으며, 희생층을 제거해서 나노선-폴리머 복합체를 기판으로부터 분리시켰다. 얇은 막으로 이루어진 나노선-폴리머 복합체는 비교적 질기고 유연해서 평평한 기판 이외에 굴곡이 있거나, 복잡한 형상을 가진 다양한 기재로 이동이 가능하다는 것을 확인하였다. 또한, 복합체 전사 후 폴리머를 제거한 후에도 나노선이 원래의 배열을 유지하고 있어서 다양한 형태의 기재 위에 나노선을 배열 시키는 데 응용될 수 있다. 두 번째로, 감광성 폴리머(photosensitive polymer, photoresist)를 도입하고, 평평한 기판 위에서 포토리소그래피 공정 중 광원 노출(photo-exposure)과정을 거쳐 나노선-폴리머 복합체를 제2의 기재로 전사시키는 연구를 수행하였다. 복합체 전사 후 현상과정을 통해 굴곡이 있는 삼차원 기판 위에 정교한 패턴을 형성시켜 전자 소자를 제조하였다. 특히, 붕소(B)가 도핑된 단결정 실리콘 나노선을 채널로 이용하여 제조된 전자소자의 전기적 특성 평가를 통해, 성능이 우수한 전자소자를 제조할 수 있음을 확인하였다. 이러한 연구는 앞으로 삼차원 구조물 위에서 트랜지스터, 반도체 센서, 태양전지 등 다양한 소자를 제조하고 이를 응용하는 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.