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산화물 반도체 및 TFT 소자, 전력소자, IoT 센서, 유연전자소자

정재경 융합전자공학부 교수팀이 고무줄처럼 늘어나고 자유자재로 크기를 바꿀 수 있는 ‘스트레쳐블(stretchable) 트랜지스터’ 기술을 개발했다.
유기절연막이 가진 늘어나는 성질을 유지하면서도 무기물 TFT 채널과의 전기적 성능을 개선하는 방법을 발견
- 유기절연막을 무기물 채널과 조합하는 방법을 제시
장점 :
- 이번 연구에서 발굴한 하이브리드 소재와 반도체 공정 개념은 향후 자유자재로 늘릴 수 있는 고무(Rubber) 기판 위에 직접 적용이 가능
- 이를 통해 스트레쳐블 디스플레이 산업 뿐 아니라 태블릿 의류, 인간 피부 등 다양한 분야에서 향후 활용이 가능
지원 : 삼성전자 미래기술육성센터 차세대 반도체 재료/소자사업과 산업통상자원부의 소재부품산업미래성장동력사업
연구결과는 소재분야 세계적인 학술지인 「어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 (Advanced Functional Materials, IF = 15.6)」 에 지난 1월 게재됐다.

정재경 한양대 융합전자공학부 교수팀이 기존 디스플레이 반도체 소자에 비하여 생산 원가는 물론 소비전력까지 대폭 낮출 수 있는 ‘산화물 반도체 채널 트랜지스터 소자’를 개발했다. 정 교수팀은 이번 연구를 통해 LTPO와 IGZO의 단점을 동시에 극복할 수 있는 반도체 채널 트랜지스터 소자를 개발했다. 이에 따라 기존의 LTPO공정에서 두 반도체 채널을 결합하던 방식을 단일 채널 방식으로 대체하여 제조공정을 크게 단순화할 수 있게 됐다.
연구팀은 금속 촉매를 효과적으로 사용하여 300도 이하의 저온에서 ‘큐빅 스피넬 결정상 산화물 채널물질’을 성장시켰다. 이를 통해 제작된 스피넬 산화물 트랜지스터 소자는 세계 최고 수준의 전계 이동도(> 80 cm2/Vs)와 매우 우수한 전류 점멸비를 보였다. 동시에 디스플레이 소자 적용에 가장 중요한 전기적 신뢰성 또한 높음을 확인하였다.
연구는 산업통상자원부 산업기술혁신사업 및 삼성디스플레이의 지원을 받아 진행됐으며, 연구결과는 소재분야 세계적인 학술지인 「Small methods, (IF = 15.367)」 에 3월에 발표됐다. 해당 논문은 한양대 융합전자공학과 김광복 연구자(박사과정)이 제1저자로 참여했다.

스트레처블 TFT 구현을 위한 하이브리드 유기 절연막-지르코니아를 첨가한 네트워크 구조, 소재분야 국제학술지 「Advanced Functional Materials」1월호 온라인 판 게재,2020