반도체 전극 속 금속박막 ´균열´ 막는 기술 나왔다

반도체와 디스플레이 등 전자 소자에 전극으로 사용되는 금속 박막의 균열생성을 억제하는 기술이 개발됐다. 유연한 전자 소자의 상용화에 도움을 줄 것으로 기대된다.
서울대학교 공과대학은 최인석∙주영창 재료공학부 교수와 김창순 융합과학기술대학원 교수 연구팀이 전자빔 조사를 이용해  금속 박막의 균열생성을 억제하는 기술을 개발했다고 지난달 21일 밝혔다.
금속 박막은 반도체와 디스플레이 등 전자 소자에 전극으로 사용된다. 두께가 수백 나노미터(nm, 1nm는 10억 분의 1m)에 불과해 조금만 잡아당겨도 미세한 균열이 쉽게 발생해 사용이 불가능해진다. 과학자들은 유연한 전자 소자를 개발하기 위해 이런 균열을 제어하는 연구에 집중해 왔다.
연구팀은 전자빔을 쪼여 이용해 이런 균열을 제어하는 데 성공했다. 전자빔은 전자총에서 나오는, 속도가 거의 균일한 전자의 연속적 흐름을 의미한다. ´전자선´이라고도 불린다. 파장이 극히 짧아 진공인 경우나 전기장, 자기장이 없을 경우 직선으로 전파되는 특성이 있다.
연구팀은 연성 기판 위에 증착된 100nm 두께의 구리 박막에 전자빔을 쪼였다. 그 뒤 기판을 잡아당겼다. 그 결과 연구팀은 구리 박막에 균열이 생기지 않는다는 사실을 확인했다. 연구팀은 “이 기술을 통해 길이를 30% 늘려도 균열이 생기지 않는 박막을 만들 수 있었다”며 “전자빔을 특정영역에만 쪼여 균열 생성이 억제되는 영역의 모양을 자유자재로 제어할 수도 있다”고 설명했다.
연구팀은 “보통 균열을 유해한 것으로 여기지만, 세라믹 재료처럼 다양한 응용 분야에서 균열을 오히려 활용하기도 한다”며 다양한 응용이 가능하다고 밝혔다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1일자에 발표됐다.