소비전력을 낮추고 최대 전류를 높이는 등으로 인쇄형 트랜지스터 성능을 극대화하는 기술을 활용했다고 덧붙였다.
그동안 유기 반도체 분야는 트랜지스터 사이즈가 크고 집적도가 낮아 상용화에 어려움이 있어 왔다.
이에 연구팀은 단 하나의 게이트로 이뤄진 단일 박막트랜지스터를 평면적으로 인쇄해 집적도가 낮다는 데 착안해 세계 최초로 서로 돕는 양방향 구조의 듀얼 게이트 트랜지스터를 3차원으로 쌓아 올려 다양한 3차원의 디지털 논리회로를 제작했다.
이 듀얼 게이트 소자구조를 도입하면 인쇄형 트랜지스터의 성능이 극대화되면서 게이트를 하나만 사용했을 때에 비해 2배이상의 전류가 흐르고 동작이 빨라지는 등 효율이 향상된다.
이 같은 3차원 적층 기법을 통해 플라스틱 위에 전자소자와 회로를 쌓으면 반도체의 집적도를 비약적으로 높일 수 있어 많은 수의 트랜지스터가 필요한 유연 전자 회로의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
공정 온도가 낮아 비용도 적게 들고 웨어러블 전자 기기에 빠르고 쉽게 활용이 가능해 이 분야 상용화에도 도움을 줄 것으로 기대된다.
이번 연구 결과는 네이처 자매지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 최근호에 게재됐다.이 연구는 과학기술정보통신부의 IT명품인재양성사업과 글로벌프론티어사업, 나노 기반 소프트일렉트로닉스 센터의 지원을 받아 수행됐다.
정성준 교수는 “차세대 기술 중 하나로 손꼽히고 있는 인쇄형 플렉시블 박막 트랜지스터를 3차원으로 집적하는 데 성공했다”며 “이를 통해 인쇄형 반도체의 지속적 기술성장 계기를 세계 최초로 증명해 냈다”고 연구의 의의를 밝혔다.
[email protected]