포스텍(총장 김무환)은 정대성 화학공학과 교수연구팀이 조밀하고 결함이 없는 박막 형태의 유-무기 하이브리드 유전층에 대한 고효율 가교 전략을 제안했다고 6일 밝혔다.
사물인터넷(IoT) 기술의 세계적인 발전으로 대기전력이 낮은 금속산화물반도체 기반 회로, 특히 저가의 용액공정이 가능한 박막트랜지스터(TFT) 소재에 대한 관심이 급증하고 있다. 용액 처리가 가능한 여러 반도체 중에서 금속 산화물은 높은 전하 캐리어 이동도와 작동 안정성 때문에 주로 TFT용으로 가장 성공적인 재료 플랫폼으로 여겨지고 있다.
연구팀은 무기 입자를 고분자에 공유결합으로 연결해 유기-무기 하이브리드 유전층의 고효율 가교 방법을 제안했다. 아자이드 작용기를 가진 아세틸아세토네이트를 사용해 조밀하고 결함이 없는 박막 형태의 유-무기 하이브리드 트랜지스터를 개발했다.
개발한 유-무기 하이브리드 트랜지스터는 누설 전류를 감소시켜 저전력으로도 구동가능하다. 우수한 물성의 유전체를 손쉬운 공정 방법인 용액공정을 통해 제조할 수 있어 박막트랜지스터의 제조 비용을 줄일 수 있다. 저온 열처리가 가능해 유연한 기판 위에서도 제조 가능하다.
정대성 교수는 “효율적이고 안정적인 박막트랜지스터 개발로 플렉시블, 웨어러블 디바이스와 같은 차세대 플렉시블 전자소자 구현이 가능해졌다”며 “신규 산화물 반도체 소재를 이용해 메모리, 디스플레이 등 다양한 산업의 기반 기술 개발에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
차세대지능형반도체기술개발사업, 중견연구자지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구성과는 세계적 권위지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
