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포스텍, 3D프린터로 블렉시블 반도체 대량 인쇄 기술 개발

발행일2019.01.30 14:35
Photo Image<3프린터로 인쇄한 플렉시블 반도체 회로>

국내연구진이 3D프린터로 플렉시블 반도체를 대량 인쇄하는 기술을 개발했다.

포스텍은 정성준 창의IT융합공학과 교수와 권지민 박사, 조길원 화학공학과 교수팀이 3D프린팅 기술을 사용해 유연한 플라스틱 기판위에 인쇄된 반도체 소자를 지속적으로 쌓아 올려 세계 최고 집적도의 인쇄형 플렉시블 반도체 회로를 구현하는데 성공했다고 30일 밝혔다. 소비전력을 낮추고 최대 전류를 높이는 등 인쇄형 트랜지스터 성능을 극대화해 기대를 모은다.

그동안 유기 반도체 분야는 트랜지스터 사이즈가 크고 집적도가 낮아 상용화에 어려움이 있었다. 연구팀은 단 하나의 게이트로 이뤄진 단일 박막트랜지스터를 평면적으로 인쇄했기 때문에 집적도가 낮다는 데 집중했다.

Photo Image<정성준 포스텍 창의IT융합공학과 교수>

연구팀은 세계 최초로 서로 돕는 양방향 구조의 듀얼 게이트 트랜지스터를 3차원으로 쌓아올려 다양한 3차원의 디지털 논리회로를 제작하는데 성공했다.

이 듀얼 게이트 소자구조를 도입하면 인쇄형 트랜지스터 성능이 극대화되면서 게이트를 하나만 사용했을 때에 비해 2배이상의 전류가 흐르고 동작이 빨라지는 등 효율이 좋아진다.

이렇게 3차원 적층 기법을 통해 플라스틱 위에 전자소자와 회로를 쌓으면 반도체의 집적도를 비약적으로 높일 수 있어서 많은 수의 트랜지스터가 필요한 유연 전자 회로의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

특히 2년마다 반도체 집적도가 2배 증가한다는 실리콘 트랜지스터 분야의 무어의 법칙처럼 인쇄형 박막트랜지스터에서도 지속해서 집적도 증가를 이룰 수 있다는 것을 증명했다.

또 공정 온도가 낮아서 공정 비용도 적고, 웨어러블 전자기기에 빠르고 쉽게 활용이 가능해 이 분야 상용화에 도움을 줄 것으로 기대된다.

정성준 교수는 “차세대 기술 중 하나로 손꼽히고 있는 인쇄형 플렉시블 박막 트랜지스터를 3차원으로 집적하는 데 성공해 이를 통해 인쇄형 반도체의 지속적 기술성장 계기를 세계 최초로 증명해 보였다”고 말했다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com

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