김현재 연세대 전기전자과 교수 연구팀은 동시적 자외선-열처리와 고압 열처리를 이용해 저온에서 산화물 박막 트랜지스터를 제조하는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과를 기반으로 한 2편의 논문이 네이처 자매지 사이언티픽 리포트에 각각 게재됐다.
진공 공정으로 제작된 인듐-갈륨-징크 산화물(InGaZnO) 박막 트랜지스터는 모니터, OLED TV, 애플 아이패드 등 여러 제품에 광범위하게 적용되고 있다. 하지만 InGaZnO 박막 트랜지스터는 300도 이상 고온 열처리 과정을 진행해야 본래 반도체 특성을 가지므로 녹는 점이 낮은 다양한 유연 기판에 적용하기 어렵다.
연구팀은 고온 열처리 대신 동시적 자외선-열처리와 고압 열처리를 가해 각각 150도와 100도에서 InGaZnO 박막 트랜지스터를 제작했다. 자외선 에너지와 기체 운동 에너지가 각각 InGaZnO 박막이 활성화되기 위한 에너지원 역할을 하는 것을 확인했다. 이렇게 제작한 InGaZnO 박막 트랜지스터는 기존 300도에서 제작한 것보다 전기적 특성이 우수하고 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.
연구 책임자인 김현재 교수는 “이번 연구에서 사용한 저온 공정 기술로 산화물 박막 트랜지스터를 다양한 유연 기판 위에 직접 제작할 수 있고 차세대 유연 전자 소자를 개발하는 데 응용 가치가 매우 높다”고 설명했다. 또 “이번 연구 결과를 기반으로 다양한 유연 기판에 적용함으로써 향후 유연 전자 소자 시장에서 가격 경쟁력을 확보할 수 있다”고 내다봤다.
배옥진 디스플레이 전문기자 withok@etnews.com
