한국연구재단은 함문호 광주과학기술원 교수 연구팀이 값비싼 희토류 대신 보다 저렴한 리튬을 산화물 박막트랜지스터 생산기술을 개발했다고 13일 밝혔다.
그동안 보다 화면이 크면서도 전자가 보다 빠르고 손실 없이 흐르는 디스플레이 화면을 만들기 위해서는 용액 상태의 원료에 희토류 원소의 한 종류인 인듐을 첨가(도핑)해야 했다. 그러나 인듐은 고가인데다가 이를 재료용액에 섞으면 엉겨서 뭉치는 응집 현상이 발생해 산화물 박막트랜지스터 기술의 상용화에 어려움이 뒤따랐다.
함 교수 연구팀은 인듐을 리튬으로 대체하는 기술을 개발해 이 문제를 해결했다. 특히 산(acid) 처리 공정을 적용해 리듐이 원료 용액에서 응집되지 않고 골고루 잘 섞이도록 하는 방법을 내놓았다. 일반적으로 박막트랜지스터는 프린터가 종이 위에 잉크를 분사해 글자 등을 인쇄를 하듯 각종 원료를 녹인 용액을 반도체기판 위에 분사하는 방식으로 제조된다.
이번 기술이 적용된 산화아연 박막 트랜지스터는 전자의 이동속도(전하이동도)가 산화아연이나 단순히 리듐만 첨가한 산화아연에 비해 각각 20배와 5배 높았다고 연구팀은 소개했다. 함 교수는 “이번 연구 성과는 저가 용액 공정에 기반을 둔 박막 트랜지스터 생산의 가능성을 제시한 것”이라고 말했다. 산화물 박막트랜지스터는 일반적인 디스플레이제품 뿐 아니라 휘는 디스플레이, 투명 디스플레이 등 차세대 화면표시장치 개발에도 유용하게 쓰일 수 있다.
이번 연구 결과는 저명한 재료과학 학술지인 ‘스몰(Small)’에 지난 2월 9일자로 게재됐다. 이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌프론티어사업과 교육부의 이공학개인기초연구지원사업(기본연구) 등의 지원을 받아 이뤄졌다.
