KAIST 얇고 휘어지는 절연막 개발

기체이용 균일도 높여

▲ 절연막 이용한 전자소자

10나노미터(nm) 이하로 얇고, 휘어지면서도 균일한 두께를 유지하는 '고분자 절연막'이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST) 임성갑 교수(생명공학과), 유승협, 조병진 교수(이상 전기 및 전자공학과) 공동연구팀은 '개시제를 이용한 화학 기상 증착법(initiated chemical vapor deposition, iCVD)'을 이용, 고분자 절연막을 개발했다고 10일 밝혔다.

사물인터넷(IoT) 시대의 핵심인 웨어러블, 플렉서블 기술 촉진을 위해서는 가볍고, 전력 소모가 적으면서 유연성을 가진 소자 제작 기술이 필수적이다.

하지만 무기물 소재를 기반으로 한 절연막 등의 전자소자 재료들은 유연성이 부족하고, 고온에서만 공정이 가능해 열에 약한 다른 재료들과의 조합이 좋지 않다.

용액을 이용해 만든 기존 고분자 소재 절연막은 표면장력에 의한 뭉침 현상으로 균일도에 한계가 있고, 잔류 불순물 탓에 절연 특성도 좋지 못한 경우가 많았다.

공동 연구팀은 이같은 문제 해결을 위해 기체 상태의 반응물을 이용, 고분자를 박막 형태로 합성하는 방법인 iCVD를 사용했다.

액체 대신 기체 상태의 반응물을 이용해 균일도를 높이고 불순물을 최소화해 10나노미터 이하의 얇은 두께에서도 무기물 기반 소재와 유사한 절연성을 갖게 됐다.

또 연구팀은 이 절연막을 트랜지스터에 적용, 우수한 이동도를 갖는 저전압 트랜지스터도 개발했다.

연구팀은 “이 기술은 향후 다양한 미래형 전자기기 제작에 핵심 소재로 활용될 뿐더러 이 분야의 기술경쟁력 확보도 가능할 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구는 재료분야 국제 학술지인 네이처 머티리얼스 10일자 온라인 속보판에 게재됐다.

이영록 기자