DGIST, 1만배 빠른 반도체 인쇄 공법 개발

장경인 교수팀 공동연구 성과
“생산성 획기적으로 늘어날 것”

DGIST 로봇공학전공 장경인(왼쪽) 교수, 제1저자 하정대 석박사통합과정생. /DGIST 제공

국내 연구진이 먼지처럼 작은 수십 나노미터 크기부터 A4용지 크기까지 반도체 인쇄가 가능한 새로운 공정기법을 개발했다.

기존보다 최대 1만 배 이상 빠르고 정확한 공정으로 반도체 소자 생산성을 획기적으로 늘릴 것으로 기대된다.

대구경북과학기술원(DGIST) 장경인 교수팀은 한국뇌연구원 라종철 교수팀과 한국생산기술연구원의 금호현 박사팀과 공동으로 반도체 및 소자 제작을 위한 새로운 전사인쇄(轉寫印刷) 공법을 최초 개발했다고 12일 밝혔다.

최근 웨어러블 디바이스나 곡면 디스플레이 기술 등이 발전하면서 고도화된 반도체 소자 제작기법이 요구되는 추세다.

이에 더욱 정확하고 신속한 전사인쇄 공법의 개발 필요성이 대두되고 있다.

하지만 대량생산의 한계와 공정의 범용성 부족, 고가의 장비 필요 등 많은 한계점이 있는 실정이다.

연구팀은 인접한 두 물질이 온도 상승에 따른 부피 변화 값의 차이를 나타내는 열팽창 계수를 이용해, 소자를 안정적이고 신속히 기판에서 분리하는 새로운 건식 전사인쇄 공법을 개발했다. 연구팀은 열팽창 계수 차이가 큰 금(Au)과 규소(Si) 또는 구리(Cu)와 규소(Si)를 얇은 박막형태로 서로 겹치게 제작했다.

이들을 높은 온도로 가열함에 따라 두 물질 사이 경계면에 강한 힘이 집중되며 균열이 발생했고, 이를 통해 소자를 기판에서 분리시키는 데 성공했다.

장경인 DGIST 로봇공학전공 교수는 “기존의 습식 전사인쇄 기술로는 불가능했던 바이오센서나 반도체 소자 제작처럼 정밀하고 대량 생산이 필요한 산업에 적용 가능하다”고 밝혔다. /김재욱기자 [e-mail]