EDIRAK, 전자 이동도·신뢰성 개선 '질산화물 반도체' 개발

[양태훈기자] 한국디스플레이연구조합(이사장 한상범, EDIRAK)은 9일 한양대학교 정재경, 박진성 교수 및 충남대학교 김현석 교수 연구팀이 질산화음이온 처리를 이용, 기존 대비 전자 이동도와 신뢰성을 높인 질산화물 반도체 개발에 성공했다고 발표했다.

이는 산업통상자원부(이하 산업부) 및 민간기업의 협력 투자로 발족된 '미래 디스플레이 핵심 원천기술 개발(KDRC)' 사업의 일환으로 진행, 과학적 성과를 인정받아 지난 달 21일자 네이처 자매지 사이언티픽 리포트에 게재됐다.

연구팀은 기존에 사용하던 고가의 저온 폴리 실리콘 박막 트랜지스터 소자 기술을 대체할 수 있는 대안 기술이라는 점에서 연구 성과가 크다고 전했다.

기존의 산화물 반도체는 고가의 인듐·갈륨을 활용하는데다 산소 결함 등의 문제로, 전자 이동도가 증가할수록 신뢰성이 떨어지는 단점이 있었다.

이에 연구팀은 질소 치환 반응을 통한 스퍼터링 기법을 이용, 저가의 아연 금속 재료로 산소 결함을 근본적으로 제어해 높은 전자 이동도(100㎠/Vs)와 신뢰성을 향상시키는데 성공했다.

충남대학교 김현석 교수는 이에 대해 "본 질산화물 반도체 소재와 공정은 기존 디스플레이 양산 공정에 적용되는 스퍼터링 증착법이 사용됐다"며, "추가비용 없이 적용이 가능해 산업적 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다"고 설명했다.