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한국나노기술원, 화합물반도체 질화갈륨 기반 고감도 수소 감지 센서 기술 개발
- 등록일 2020.05.18
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한국나노기술원은 화합물반도체 질화갈륨 기반 고감도 수소 감지 센서의 성능 향상에 관한 연구 논문이 지난달 과학기술논문인용색인(SCI)급 국제학술지인 ‘Journal of Nanosciecne and Nanotechnology(Vol. 20, Page 2503-2507, 2020)’에 최종 게재 되었다고 밝혔다.
한국나노기술원 박경호 소자기술개발본부장과 박형호 책임연구원이 주도한 이번 연구는 과기정통부 산하 한국연구재단의 선행공정플랫폼기술 연구개발사업의 지원으로 수행되었고, 나노 분야의 권위 있는 학술지인 Journal of Nanosciecne and Nanotechnology에 ‘백금 나노입자 박막의 표면구조 제어를 통한 고감도 AlGaN/GaN 기반 수소가스 센서의 성능 향상에 관한 연구’ 논문이 게재되었다.
일반적으로 수소가스 검지물질로서 백금 박막이 사용되는데 특히 가스 센서의 감도 향상을 위해서는 백금 박막의 표면적 극대화가 요구됨과 동시에 낮은 원가와 대면적으로 백금 박막의 형성을 필요로 한다. 이번 논문에서는 전자빔 증착장비(E-beam evaporator)를 이용하여 백금 증착 시 증착속도 및 증착두께의 제어를 통하여 백금 나노입자 박막의 표면구조 제어에 관한 연구를 수행하였다.
또한 최적화된 백금 나노입자 박막을 AlGaN/GaN 기반 수소가스의 검지물질로 적용하여 400ppm 수소가스에 대하여 110% 이상 감도가 향상된 고감도 AlGaN/GaN 기반 수소가스 센서를 구현하였다.
이번 논문에 게재된 고감도 수소 감지 센서 기술은 지난해 지적재산권을 확보하고 관련 중소기업에 해당 기술을 이전한 바 있다. 본 기술은 반도체 공정에서 널리 사용되는 전자빔 진공장비를 이용하여 저가 및 대면적으로 표면구조가 제어된 금속, 금속산화물, 불화물, 황화물 및 인화물 등 다양한 물질의 나노구조체의 형성이 용이한 장점이 있다.
또한, 과기정통부 산하 한국연구재단의 선행공정플랫폼기술 연구개발사업의 지원으로 고전자 이동도 트랜지스터 구조를 가지는 센서, 히터 구조를 구비한 질화갈륨계 센서, 광자극 구조를 구비한 질화갈륨계 센서, 감지막의 면적 증대를 통한 고감도 센서, 질화갈륨계 광검출 소자, 플렉서블 질화갈륨계 센서 등 다양한 분야의 지적재산권을 확보하였다. 향후 이러한 기반 기술들이 가스, 화학 및 바이오센서 뿐만 아니라 차세대 반도체, 디스플레이 등 다양한 응용분야에 적용될 것으로 기대된다.
한편, 수원 광교테크노밸리에 부지 33,963m2, 건평 50,394m2 규모로 들어선 한국나노기술원의 연구벤처동과 클린룸은 다양한 나노팹장비를 갖추고 관련 업체에 이용자 중심의 팹서비스를 제공하고 있다. 클린룸에는 나노 R&D지원 라인과 나노 리소패턴 지원라인, 나노 산업화 지원라인, Si BEOL & MEMS 지원라인, 후공정지원라인, 시험분석실 등 일괄공정과 개발된 기술의 산업화 촉진 등을 위한 200여대의 반도체 장비 및 시설을 갖추고 있으며 지난해 말부터 시스템반도체 중소팹리스 기업의 시제품 제작 지원을 위한 원스톱 테스트베드 구축에 전념하고 있다.
한국나노기술원 박경호 소자기술개발본부장과 박형호 책임연구원이 주도한 이번 연구는 과기정통부 산하 한국연구재단의 선행공정플랫폼기술 연구개발사업의 지원으로 수행되었고, 나노 분야의 권위 있는 학술지인 Journal of Nanosciecne and Nanotechnology에 ‘백금 나노입자 박막의 표면구조 제어를 통한 고감도 AlGaN/GaN 기반 수소가스 센서의 성능 향상에 관한 연구’ 논문이 게재되었다.
일반적으로 수소가스 검지물질로서 백금 박막이 사용되는데 특히 가스 센서의 감도 향상을 위해서는 백금 박막의 표면적 극대화가 요구됨과 동시에 낮은 원가와 대면적으로 백금 박막의 형성을 필요로 한다. 이번 논문에서는 전자빔 증착장비(E-beam evaporator)를 이용하여 백금 증착 시 증착속도 및 증착두께의 제어를 통하여 백금 나노입자 박막의 표면구조 제어에 관한 연구를 수행하였다.
또한 최적화된 백금 나노입자 박막을 AlGaN/GaN 기반 수소가스의 검지물질로 적용하여 400ppm 수소가스에 대하여 110% 이상 감도가 향상된 고감도 AlGaN/GaN 기반 수소가스 센서를 구현하였다.
이번 논문에 게재된 고감도 수소 감지 센서 기술은 지난해 지적재산권을 확보하고 관련 중소기업에 해당 기술을 이전한 바 있다. 본 기술은 반도체 공정에서 널리 사용되는 전자빔 진공장비를 이용하여 저가 및 대면적으로 표면구조가 제어된 금속, 금속산화물, 불화물, 황화물 및 인화물 등 다양한 물질의 나노구조체의 형성이 용이한 장점이 있다.
또한, 과기정통부 산하 한국연구재단의 선행공정플랫폼기술 연구개발사업의 지원으로 고전자 이동도 트랜지스터 구조를 가지는 센서, 히터 구조를 구비한 질화갈륨계 센서, 광자극 구조를 구비한 질화갈륨계 센서, 감지막의 면적 증대를 통한 고감도 센서, 질화갈륨계 광검출 소자, 플렉서블 질화갈륨계 센서 등 다양한 분야의 지적재산권을 확보하였다. 향후 이러한 기반 기술들이 가스, 화학 및 바이오센서 뿐만 아니라 차세대 반도체, 디스플레이 등 다양한 응용분야에 적용될 것으로 기대된다.
한편, 수원 광교테크노밸리에 부지 33,963m2, 건평 50,394m2 규모로 들어선 한국나노기술원의 연구벤처동과 클린룸은 다양한 나노팹장비를 갖추고 관련 업체에 이용자 중심의 팹서비스를 제공하고 있다. 클린룸에는 나노 R&D지원 라인과 나노 리소패턴 지원라인, 나노 산업화 지원라인, Si BEOL & MEMS 지원라인, 후공정지원라인, 시험분석실 등 일괄공정과 개발된 기술의 산업화 촉진 등을 위한 200여대의 반도체 장비 및 시설을 갖추고 있으며 지난해 말부터 시스템반도체 중소팹리스 기업의 시제품 제작 지원을 위한 원스톱 테스트베드 구축에 전념하고 있다.
