韓国機械研究院、世界初で接着剤が必要ないナノ光素子の大量製造技術を開発

韓国機械研究院(KIMM)が世界で初めて接着剤を必要としない化学吸着ナノ転写基盤のナノ光素子大量製造技術を開発した。ナノ光検出器からナノLED、ナノ太陽電池まで様々な分野で活用される高価なナノ光素子の生産工程を画期的に改善して経済性を高めるものと期待される。韓国メディア「HelloT」が報じた。(写真:韓国機械研究院)

機械研の戦略調整本部のチョン・ジュンホ本部長は接着剤を必要としない化学吸着ナノ転写技術を開発し、研究成果をナノ分野の著名な学術誌「ACS NANO」16号に発表した。今回の研究は、シンガポール南洋工科大学(NTU)電気電子工学科のキム・ムンホ教授の研究チームと共同で行われた。

今回の研究は、高細装備(High aspect ratio)ナノ構造体基盤のナノ光素子を低価で大量製造できる化学吸着ナノ転写技術の開発に成功した。従来の高価な露光装備や乾式エッチング装備の代わりに、安価なナノ転写装備や湿式エッチング装備だけで、高性能ナノ光素子の大量製造に成功した。

今回開発した化学吸着ナノ転写工程は、ナノ構造体がパターニングされた柔軟ナノスタンプに20nm厚さの金を蒸着し、特定の圧力(5bar)と温度条件(160~200℃)で基板に加圧すると発生する化学吸着(Chemisorption)現象を利用した。化学吸着が発生する際、金箔膜と基板の間に接着力が生じてナノスタンプの金箔膜が基板に転写される。

これまでは構造体と基板の間の接着剤のため、必ず高価な乾式エッチング工程が必要だったが、開発された技術を活用すれば経済的な湿式エッチング工程である金属化学エッチング(MAC etch)が可能だ。MAC etch工程は金のような金属触媒を利用した湿式化学エッチング工程で、エッチング溶液に含まれた基板と金属触媒間の酸化還元反応で基板がエッチングされる。

シンガポール南洋工科大学(NTU)のキム・ムンホ教授は「大面積の均一な微細半導体構造物を低コストでウェハーの前面に製作した」とし「不良を最小化しながら大量の素子を均一に製作できる源泉技術を確保するのに成功した」と述べた。

チョン・ジュンホ戦略調整本部長は「今回の研究成果は機械研のナノ転写技術と南洋工科大学(NTU)の湿式エッチング技術など2機関の強み技術を基に国際共同研究を通じてシナジー効果を成し遂げた成果で、今後の後続研究を通じてナノLED、ナノ太陽電池、次世代バッテリーの大量製造技術を開発する計画」と述べた。

一方、今回の研究は科学技術情報通信部の波動エネルギー極限制御研究団の「極限物性システム製造プラットフォーム技術」の課題の支援を受けた。

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