IBS, 고성능 전자소자 손상 없이 쉽게 떼어내는 기술 개발

무손상 건식 전사 기술 개념 [IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 고성능 전자소자를 손상 없이 기판에서 쉽게 떼어내는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.

고성능 소자는 고온에서도 안정적으로 작동하도록 주로 딱딱한 기판 위에서 제작된다.

유연한 웨어러블 전자기기를 만들려면 딱딱한 기판 위 고성능 소자를 분리해 유연한 기판으로 옮기는 전사 공정이 필수적인데, 기존 기판과 소자 사이 층을 화학물질로 제거하는 공정은 소자 손상이 불가피하다는 한계가 있다.

레이저 열을 이용한 제거 방법 역시 고가의 장비나 별도의 후처리가 필요하다.

나노입자 연구단 김대형 부연구단장과 이상규 책임연구원 연구팀은 김지훈 부산대 교수팀과 공동으로 습식 화학물질 없이도 기판 자체의 물성을 제어해 소자를 쉽게 떼어낼 수 있는 '무손상 건식 전사 기술'을 개발했다.

서로 다른 응력(외력에 의해 변형된 물체 안에서 발생하는 힘)을 가진 박막을 두 층으로 쌓아 올려 기판을 제작한 뒤 기판을 구부려 소자와 기판 사이 계면 강도를 높이는 방법으로 박리가 쉽게 일어나도록 했다.

이렇게 만든 기판 위에 소자를 제작한 뒤 스탬프(도장)를 찍고 기판을 구부려 스탬프를 들어 올리면 소자가 기판에서 쉽게 분리된다.

떼어낸 2차원 패턴 박막을 전사해 다양한 3차원 구조체를 만들 수 있다.

기판에서 떼어낸 2차원 박막을 활용한 3차원 구조체들 [IBS 제공. 재판매 및 DB 금지]

연성 전자, 광전자, 바이오 전자·에너지 소자 등 고성능 전자 소자 제작에 기여할 것으로 기대된다.

공동 제1 저자인 신윤수 선임연구원은 "연구팀이 개발한 전사 방법은 독성 물질을 사용하지 않아 소자 손상이 적고 후처리도 필요 없다"며 "대면적은 물론 ㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 크기의 작은 패턴까지 전사가 가능해 활용도가 높다"고 설명했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 머터리얼스'(Nature Materials) 지난 21일 자 온라인판에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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