싸고 성능 좋은 '박막 트랜지스터' 생산기술 개발

광주과기원 함문호 교수 연구팀 성과…저명 학술지 표지 논문 게재

국내 연구진이 저가의 원소만으로 이뤄진 고성능 산화물 반도체 박막 트랜지스터 생산 기술을 개발했다.

한국연구재단은 13일 광주과학기술원 함문호 교수 연구팀이 희토류 대신 리튬을활용하면서 탄소나노튜브 응집문제를 해결한 산화물 반도체 박막 트랜지스터 제조기술을 내놨다고 밝혔다.

박막 트랜지스터는 텔레비전이나 스마트폰의 디스플레이를 구성하는 핵심 부품중 하나다.

고해상도에 대면적화하는 디스플레이 개발 추세에 따라 높은 전하 이동도를 가지면서 용액 공정이 가능한 산화물 반도체 기반 박막 트랜지스터가 업계의 주목을받고 있다.

그런데 기존 공정으로 제조된 산화물 반도체 박막 트랜지스터는 일반적으로 전하 이동도가 낮다. 전하 이동도를 높이려면 비싼 희토류 원소인 인듐을 도핑해야 해서 상용화가 어렵다는 한계가 있었다.

이에 더해 용액 상에서 탄소나노튜브 간 응집현상이 생기는 문제도 있다. 탄소나노튜브는 높은 전하 이동도와 강도를 지녀 다양한 반도체 소자에 응용하고자 활발히 연구되는 물질이다.

연구팀은 탄소나노튜브를 첨가했을 때 일어나는 용액 상에서의 응집 현상을 해결하고자 인듐보다 값싼 금속인 리튬을 도핑하고 산(acid) 처리해 용매에 잘 분산될수 있도록 했다.

이 기술로 만들어진 산화아연 박막 트랜지스터는 전하 이동도가 산화아연이나산화아연에 리튬만 도핑한 것과 비교하면 각각 20배와 5배 높았다고 연구팀은 설명했다.

이는 현재까지 고가의 인듐을 사용하지 않은 산화물 반도체 중 가장 높은 값이다.

전하 이동도가 높다는 것은 디스플레이의 초고해상도 구현이 가능하다는 것을뜻한다고 연구팀은 덧붙였다.

함문호 교수는 "이번 연구 성과는 저가 용액 공정에 기반을 둔 박막 트랜지스터생산의 가능성을 제시한 것"이라며 "초고해상도 TV나 스마트폰뿐만 아니라 다양한스마트 기기에 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

미래창조과학부 글로벌프론티어사업과 교육부 이공학개인기초연구지원사업(기본연구) 등의 지원으로 나온 이번 연구 결과는 재료과학 분야 저명 학술지 '스몰(Small)'에 2월 9일 자로 게재됐다.

walden@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>