청주대, 새로운 산화물반도체 개발 ‘주목 받아’

청주대학교 반도체공학과 이상렬 교수 연구팀이 최근 새로운 산화물반도체를 개발해 세계저명 학술지에 게재해 크게 주목받고  있다.

7일 청주대에 따르면 이 교수 연구팀은 삼성종합기술연구원과 공동으로 차세대 디스플레이와 반도체에 사용가능한 새로운 비정질 산화물반도체를 개발 분석한 논문을 최근 세계 저명 학술지인 네이처(Nature) 자매지 ‘사이언티픽 리포트’에 게재했다.

이 연구는 차세대반도체 물질로 주목받고 있는 비정질 산화물반도체에 실리콘을 도핑한 새로운 반도체를 개발해 특성을 제어하고 향상시켜 차세대 디스플레이용 박막트랜지스터 및 차세대 반도체 메모리를 구성하는 핵심소자로 응용될 것으로 기대되고 있다.

미래형 디스플레이 및 메모리가 고해상도 및 용량을 요구하는 등 면적은 커지고 집적도는 높아지는 추세에 따라 높은 전하 이동도를 가지면서 안정적인 구성이 가능한 산화물 반도체의 중요성이 높아짐에 따라 그 개발이 활발하게 이뤄지고 있다.

연구팀은 실리콘을 첨가했을 때 일어나는 밴드갭 내에 일어나는 변화를 삼성종합기술원과 공동으로 EELS, UPS, KP 분석방법을 통해 직접적으로 분석했으며 이를 통해 실리콘 양에 따라 Fermi-Level이 변화하는 것을 관찰했다.

이번 연구로 개발된 분석을 이용해 전 세계적으로 주목받고 있는 차세대 디스플레이 구현의 핵심물질인 산화물반도체의 거동을 이해함으로써, 이동도의 한계와 신뢰성 문제 해결이 가능할 것으로 기대되고 있다.

이 논문은 청주대 반도체공학과 이상렬 교수(책임저자)와 제1저자인 최준영(청주대 차세대반도체융합기술연구소 연구원, 현재 고려대 전기전자공학과 박사과정)연구원, 삼성종합기술연구원 등이 공동 연구를 통해 개발했다.

이 연구는 미래창조과학부 중견연구자지원사업과 광역경제권거점기관 지원사업으로 수행됐다.

이상렬 교수는 “비정질 실리콘이 지닌 재료적인 한계를 극복할 수 있는 산화물반도체야 말로 대면적화, 고화질, 유연화를 모두 가능하게 하는 차세대 반도체”라고 말했다.