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탄소나노튜브 분산 폴리머를 이용한 전계효과 트랜지스터의 제조방법

전문가 제언: ○ 탄소나노튜브(CNT)는 그라펜 시트(graphene sheet)가 말린 원통형상의 구조를 가진 물질로써 매우 큰 종횡비(aspect ratio)를 가지고 있을 뿐만 아니라 매우 높은 전도성, 열전도성, 기계적인 강인성 등의 특징적인 물성을 가지고 있다. 따라서 CNT가 가진 특성을 활용하기 위해, 근년 나노기술을 중심으로 반도체나 의료, 바이오 등 광범한 분야에서의 응용연구가 활발하게 진행되어 가까운 장래에 각 분야에서의 실용화가 크게 확대될 것으로 전망된다.

○ 실제로 CNT를 이용하여 전계효과 트랜지스터(FET)를 제작하고 차세대 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 기술로서의 가능성을 타진하는 많은 연구결과가 최근 급격하게 증가했다. CNT의 전기적인 특성은 CNT 구조의 나선성(chirarity)에 따라 변하기 때문에 나선성을 제어하여 전기적인 특성이 서로 다른 CNT를 제작하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있지만 아직 확실한 방법이 확립되지 않아 각 응용분야에서의 실용화가 지지부진한 것으로 판단된다.

○ Osaka 대학이 출원한 특허(일본공개특허 2008-53607)는 CNT를 이용한 도포형의 FET 제조방법에서 CNT를 안정하게 도포할 수 있는 방법과 복잡한 정제처리나 절연파괴 등의 후처리 없이도 On/Off 비나 이동도를 향상시킬 수 있는 방법에 관한 것이다. 폴리머 분산제를 이용하여 CNT 분산 폴리머 용액을 조제하는 공정과 그 폴리머 용액을 도포하여 도포막을 형성하는 공정 및 도포막을 건조 처리하여 반도체층을 형성하는 공정 등의 신규 방법을 제시하고 있다. 이 발명은 CNT의 분산성과 성막성(成膜性)을 향상시키는 한 수단이라 생각된다.

○ 우리나라의 CNT에 대한 기술수준은 화학기상 증착방법에 의한 다층 나노튜브의 합성기술의 측면에서는 선진국과 비슷한 수준으로 평가되고 있지만 대량생산기술과 단층 나노튜브의 합성기술은 뒤떨어진다. 나노기술은 여러 분야의 기술이 서로 융합되어야 하는 특징이 있으므로 연구 효율성을 높이기 위해서는 산학연 각 분야의 전문가들이 컨소시엄 형태로 완전히 밀착되어 연구개발내용을 상호 공유함으로써 상승효과를 얻을 수 있는 체계로 운영되는 것이 바람직하다.

저자: Osaka University
자료유형: 특허정보