신소재 조문호 교수팀

대면적(大面積)에 촉매 없이 화학가스를 이용해 실리사이드 나노와이어을 자발적으로 성장시켜 대면적 나노소자에 응용할 수 있는 새로운 기술이 세계 최초로 개발되었다.
신소재공학과 BK21 지식산업형소재시스템사업단 조문호 교수와 박사과정 강기범겚蛙뗍?씨 연구팀은 화학기상증착법(CVD : Chemical Vapor Deposition)만으로 금속박막 위에 나노미터 크기의 니켈 실리사이드를 자발 성장시킬 수 있는 공정법을 개발했다.

특히 이 연구결과는 전자소자를 구현하는 핵심적인 물질인 니켈 실리사이드 나노와이어의 합성에 대한 성장 메커니즘을 최초로 규명했을 뿐 아니라, 나노와이어의 자발성장 과정에서 니켈 산화물의 역할을 밝혀 나노와이어의 성질을 자유자재로 제어할 수 있게 되었다는데 큰 의미가 있다.
나노기술(NT) 분야의 세계적 권위지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 최신호에 이전의 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’와 연작으로 발표된 이 연구결과는 나노전자 소자, 디스플레이 소자, 구부릴 수 있는 플렉서블(flexible) 소자 등 다양한 나노소자 개발에 핵심적인 공정법으로 활용될 것으로 기대된다.
금속성을 띠는 니켈 실리사이드(NiSi)는 반도체와 전자소자를 접합하거나 배선할 때 사용되는 물질이다. 특히 우수한 품질의 실리사이드 물질 합성은 나노전자 소자의 특성과 성능을 좌우하는 중요한 요소다.

연구팀은 나노촉매를 이용한 기존의 화학기상증착법을 발전시켜 촉매물질이 없이도 대면적의 박막 위에 자발적으로 나노와이어를 성장시키는 공정을 개발했으며, 이 기술을 통해 저온에서도 실리사이드의 합성이 가능하다는 사실을 밝혀냈을 뿐 아니라, 니켈 실리사이드 나노와이어 전자방출소자(electron emission device)로도 응용할 수 있다는 가능성도 제시했다.

또한 연구팀은 니켈의 산화물층이 니켈 실리사이드 나노와이어 성장에 중요한 역할을 한다는 사실도 규명해, 이 나노와이어의 성장을 마음대로 조절할 수 있는 기술개발의 가능성을 연 것으로 평가받고 있다.
이 연구는 한국과학재단의 ‘나노원천기술 개발사업’과 산업자원부의 ‘Syst em IC 2010 반도체 기반기술 개발사업’ 등의 지원을 받아 이루어졌다.