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심준형 교수, 2018 국가연구개발 우수성과 100선 선정돼
  • 글쓴이 : 커뮤니케이션팀
  • 조회 : 316
  • 일 자 : 2018-10-16


 

심준형 교수, 2018 국가연구개발 우수성과 100선 선정돼
‘누구나 손쉽게 사용가능한 초소형 저가 원자층 증착장치 개발’ 과제
원자층 증착법(ALD)을 다양한 분야에서 쉽게 적용 가능

 

 

 

사진 왼쪽 심준형 교수.

▲ 사진 왼쪽 심준형 교수.

 

 


공과대학 기계공학부 심준형 교수가 과학기술정보통신부와 한국과학기술기획평가원이 선정한 '2018년 국가연구개발 우수성과 100선'에 뽑혔다.

 

국가연구개발사업 우수성과 100선은 국가 발전을 견인해 온 과학기술의 역할에 대해 국민들의 이해와 관심을 제고하고 과학기술인들의 자긍심을 고취하고자 2006년부터 매년 선정,발표된다.

 

산·학·연 전문가들로 구성된 우수성과 선정평가위원회는 2017년 창출된 연구성과를 기준으로 정부 지원을 받아 수행한 연구개발 과제 총 6만 1천여 건 중에서 각 부·처·청 추천 우수성과 808건 및 자체 추가 발굴 우수성과 23건 등 총 831건의 후보 과제에 대해 엄격한 심사를 거쳐 최종 100선을 선정했다. 우수성과로 선정된 성과는 과기정통부 장관의 인증서와 현판이 수여되고 관련규정에 따라 사업과 기관 평가 등에서 가점을 받게 되며 사례집으로도 배포된다. 또한 선정된 연구자는 국가연구개발 성과평가 유공포상 후보자로 추천되고 신규 연구개발 과제 선정에서 우대받게 된다.

 

고려대 심준형 교수는 ‘누구나 손쉽게 사용가능한초소형 저가 원자층 증착장치 개발’ 연구로 100선에 선정됐다.

 

뛰어난 균일도의 나노박막 적층기술인 ‘원자층 증착법(Atomic layer deposition, ALD)’은 복잡한 형상의 3차원 구조에도 기공이 없이 뛰어난 균일도를 갖는 나노단위 물질적층이 가능한 박막제조기술로 인정받고 있다. 원자층 증착법은 현재 반도체/디스플레이 핵심 제조기술로 적용되고 있으며 최근 에너지, 폴리머, 쥬얼리 등 다양한 분야로 그 적용범위가 확장되고 있다. 이러한 경향에 발맞추어 소규모 기업 및 연구소로부터 원자층 증착장비에 대한 수요가 급증하게 됐으나 상용 원자층 증착장치는 최소 1억 이상의 고가의 대형 장비로서 대학실험실, 중소기업, 자영업자 및 일반인이 실제로 구매하고 사용해보기는 어려운 실정이다.

 

연구 주관기관인 고려대학교 및 참여기관인 ㈜아이코트는 이번 과제를 통해 이러한 흐름에 맞추어 독자적인 초소형 저가 원자층 증착장치 기술 개발과 사업화를 수행하는 연구를 진행했다.

 

연구팀은 이번 과제를 통해 챔버 다운사이징, 전자장비-밸브제어부품 모듈화기술, 장비 패키징 및 열관리 기술에 대한 설계방안을 마련함으로서 R&D용 소형 원자층 증착장치 개발에 성공했다. 세부적으로는 소스물질로 사용되는 전구체 공급라인을 챔버와 일체화시켜 원자층 증착장치의 부피를 대폭 감소시켰다. 또한 부피와 가격을 동시에 절감하기 위해 기존에 사용되어 오던 판형 가열기구에서 탈피하여 범용적으로 사용되는 자켓 및 밴드타입의 히팅모듈을 도입했다. 또한 PC와 연동할 수 있는 자체 개발한 공정 자동화 소프트웨어를 통해 전문 엔지니어뿐만 아니라 일반인도 쉽게 접근할 수 있도록 설계했다. 위와 같이 원자층 증착장치 원천기술 개발을 통해 연구개발전 수준대비 50%이상의 원가절감이 가능했으며, 장치부피를 600x200x540mm3(컴퓨터 데스크톱 사이즈)로 획기적으로 감소시켜 원자층 증착장치에 대한 기술적-경제적 문턱을 크게 낮췄다. 또한 이번 과제에서 개발한 R&D 원자층 증착장치를 검증하기 위해 10여가지 물질(Al2O3, TiO2, ZnO, CeOx, SrO, La2O3, CoOx, RuOx, SnO2, Pd, Pt 등)을 테스트한 결과 모두 성공적으로 증착되는 것을 확인했다. 특히 가장 널리 사용되는 알루미나의 경우 공인시험성적서를 통해 박막 성장률오차가 ±10% 이하인 것을 확인하여 본 연구개발 결과의 신뢰성을 객관적으로 입증했다.

 

고려대학교는 원천기술 개발을 통해 2017년 총 4건의 분야별 상위수준의 논문게재와 더불어 특허출원 3건 및 등록 1건을 포함하여 다양한 학술적 성과를 도출했다. 뿐만 아니라 본 제품을 기반으로 U.C.Merced대학과 공동연구를 수행하여 2017년 국제 유수 저널(ACS Omega)에 논문을 게재하는 성과를 내기도 했다. 현재는 R&D용 원자층 증착장치의 기술적 개선뿐만 아니라 신규과제를 통한 인력양성 등의 연구가 진행되고 있으며, 추가적인 특허 및 사업화 등의 기술 확산 방안도 함께 논의되고 있다.


최근 관련 시장이 확대되는 중요한 시점인 만큼, 이번 과제에서 개발한 초소형 원자층 증착장치 기술을 이용할 경우 국제적인 지위선점이 가능할 것으로 기대되며, 동시에 실시간 박막분석기술, 공정 중 열처리기술, 파티클 박막 증착기술 등 다양한 범주의 연구 분야로의 확장도 기대된다.

 

R&D용 원자층 증착장치의 개발은 ALD 기술의 적용범위 확대로도 이어질 것이다. 특히, R&D 용도를 넘어 소규모 자영업자 및 개인 대상 다품종 소량 제품 생산용 원자층 증착기술 시장 개척을 기대해 볼 수 있다. 기존 장비 대비 시스템 원가 절감 뿐만 아니라 부피감소를 통한 기술적인 접근도를 크게 향상시켰기 때문에, 원자층 증착 장치의 보급 확대를 기대해 볼 수 있다. 만약 원자층 증착 장치 보급이 확대 될 경우 보석류, 인테리어 공예품, 알레르기 유발 방지, 스포츠 및 레저 용품 관련 산업, 환경호르몬 배출 방지를 위한 주방 및 생활 용품 코팅에 이르기까지 다양한 산업 영역을 대상으로 한 시장 창출이 가능하기 때문에 파급효과가 우수할 것으로 판단된다. 또한 이를 통해 관련 중소 규모 사업에 대한 창업 의지를 북돋아줄 수 있으며, 기능성 박막 제품개발 및 코팅 서비스업을 시작하고자하는 개인 및 중소/벤처기업에게 제품을 제공할 수 있을 것으로 기대한다. 특히 신시장 창출 및 창업이 활성화될 경우 고용 증대 효과도 기대할 수 있어 앞으로가 더욱 기대된다.

 

 

커뮤니케이션팀  서민경(smk920@korea.ac.kr)