포스텍(총장 박찬모)은 화학과 최희철(36) 교수 연구팀이 '꿈의 신소재'라 불리는 탄소나노튜브를 반도체 기판에 에칭되는 현상을 세계 최초로 발견했다고 20일 밝혔다.

기존의 극소형 반도체가 기존의 45나노미터 크기인데 반해 이 기술이 상용화될 경우 10나노미터 크기 이하로 반도체를 제작할 수 있어 휴대폰과 컴퓨터 등 가전기기의 크기를 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 전문가들은 내다보고 있다.

연구팀은 기존 반도체 제작에 사용되는 광전사 또는 전자빔을 이용하는 물리적 방식의 에칭 기법 대신 탄소나노튜브의 화학적 반응을 활용했다.

탄소나노튜브가 화학증기증착법을 통해 합성될 때 소량의 산소를 주입시키면 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 산화물 표면과 열화학반응을 일으키면서 에칭되는 현상을 발견한 것.

연구팀은 이 현상을 활용 직경 4나노미터급의 나노금속선 합성과 실리콘을 10나노미터 이하 크기로 에칭하는데도 성공했다.

최첨단 극소형 반도체를 제작하기 위해 기판 표면에 회로패턴을 형성할때 최대한 미세한 크기로 해야한다는 것을 감안하면 이번 연구결과로 우리나라가 반도체 크기경쟁에서 주도권을 확실히 했다는 것이 전문가들의 판단이다.

연구팀은 그러나 탄소나노튜브의 특성상 이 물질의 방향성 등을 제어할 수 있는 후속 연구를 성공해야 실제 반도체 제작에 사용될 수 있을 것으로 보고 후속 연구에 착수했다.

최 교수는 "반도체 제작을 작은 떡을 만드는 것에 비유할 때, 작은 칼을 만드는데는 성공했으나, 칼이 워낙 작아 칼의 방향을 제어하는 기술을 연구해 원하는 모양으로 자를 수 있도록 하는 후속 연구가 필요하다"고 설명했다.

연구진은 우선 탄소나노튜브가 반도체 기판에 에칭되는 현상에 대한 국내 특허 1건을 출원하고 추가로 해외 특허 10여건을 출원할 예정이다.

연구진은 특히 미국 실리콘벨리 벤처기업인 '나노센서스(NanoSensus)' 등 해외 업체측과 특허기술 사용에 관한 협의를 진행하고 있다.

이번 연구결과는 네이처의 자매지인 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)' 온라인판에 지난 18일자로 게재됐다.