정재경 한양대 융합전자공학부 교수팀이 생산원가와 소비전력을 개선할 수 있는 '산화물 반도체 채널 트랜지스터 소자'를 개발했다.
최근 플래그십 스마트폰에는 고해상도 디스플레이를 구현하면서 소비전력을 감소시킬 수 있는 저온다결정산화물(LTPO) 유기발광다이오드(OLED) 기술이 적용되고 있다.
이때 LTPO는 전자 이동도는 높으나 누설전류가 많은 저온다결정실리콘(LTPS)와 반대로 전자 이동도는 낮지만 누설전류가 적은 비정질산화물(IGZO)의 두 반도체 채널 공정을 상호 보완 결합한 기술이다. 하지만 결합 공정 난이도가 높아 많은 비용이 든다는 단점이 있다.
정 교수팀은 LTPO와 IGZO의 단점을 동시 극복할 수 있는 반도체 채널 트랜지스터 소자를 개발했다. 기존 LTPO공정에서 두 반도체 채널을 결합하던 방식을 단일 채널 방식으로 대체해 제조공정을 크게 단순화할 수 있게 됐다.
연구팀은 금속 촉매를 효과적으로 사용하여 300도 이하 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 확인했다.
정 교수는 “향후 최첨단, 저전력, 초고해상도 모바일 디스플레이 산업에 활용이 가능할 것”이라고 전망했다. 연구는 산업통상자원부 산업기술혁신사업 및 삼성디스플레이 지원을 받아 진행됐으며, 연구결과는 소재 분야 세계적인 학술지인 'Small methods'에 3월에 발표됐다.
김명희기자 noprint@etnews.com
