중앙대 박성규, 고신축성 트랜지스터·집적회로 개발

[서울=뉴시스]박은영 인턴 기자 = 중앙대학교 전자전기공학부·지능형반도체공학과 박성규 교수 연구팀이 '고신축성 무기 반도체 트랜지스터·집적회로' 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

이는 형태를 변환해도 정상 작동하는 반도체, 디스플레이를 현실로 만들 핵심 기술이다.

형태 변환이 가능한 차세대 자유 형상 전자기기를 개발하기 위해서는 형태를 변환해도 성능을 유지할 수 있는 신축성 반도체 소자 개발이 필요하다. 그러나 유연함을 특성으로 하는 유기 반도체나 나노반도체 소재를 기반으로 진행된 기존 연구는 안정성 등 측면에서 적합하지 않다는 평가를 받았다.

기존 반도체 소재의 한계를 극복하기 위해 새로운 산화물 반도체를 활용한 연구들이 주목받았으나, 이 역시 많은 제약이 존재했다. 밀도가 높은 산화물 반도체 소자와 회로를 외력으로부터 보호하면서 변형할 수 있는 새로운 기술과 구조가 필요한 상황이었다.

박성규 교수 연구팀은 분자 맞춤형 기판 소재와 액상 금속 배선을 활용한 고신축성 산화물 트랜지스터와 집적회로를 개발했다. 신축 기판과 강성 섬유 분자 맞춤형 소재를 도입해 강한 결합력을 갖도록 만들어 층 분리 문제를 해결했다. 이중 보호막구조의 트랜지스처를 기판 내부에 위치시켜 소자 안정성도 확보했다.

연구팀이 개발한 집적회로 신축화 기술은 다양한 형태 변형에도 우수한 성능과 안정성을 보였다. 고해상도 액상 금속 배선을 기존 반도체(CMOS) 공정에 호환할 수 있는 일체형 고신축 집적회로 제조 기술도 개발해 쓰임새가 클 것으로 전망된다.

박 교수는 "이번 연구를 통해 기존 신축성 전자소자의 소재와 구조, 공정 기술의 제약을 극복했다"며 "신축성 반도체 집적회로, 디스플레이, 헬스 모니터링 시스템 등 차세대 전자기기의 핵심 기술로도 자리매김할 것"이라고 전했다.

해당 논문은 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 1일 자로 온라인 게재됐다. 상세한 연구 내용은 '대면적 분자 맞춤형 고신축성 무기 트랜지스터 및 집적 회로' 논문을 통해 확인할 수 있다.


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