“첨가제없이 열만으로” 반도체 성능↑…페로브스카이트 트랜지스터 구현 성공 작성일 02-10 51 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- POSTECH 노용영 교수 연구팀</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="H9vMLSFY5q"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f3cc4abfc0d33de77a1759ed09731d2c37c1d5b953e3a35a78abc6b6da39edd9" dmcf-pid="X2TRov3G1z" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="POSTECH 화학공학과 박완태(왼쪽부터) 박사, 노용영 교수, 양원렬 박사.[POSTECH 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/10/ned/20260210092245457dmti.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="YdeX0MAiZb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/10/ned/20260210092245457dmti.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> POSTECH 화학공학과 박완태(왼쪽부터) 박사, 노용영 교수, 양원렬 박사.[POSTECH 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="fae942a97ac49bdc8978c65795b5cd8a979bf352784e32a80e2670d80e37c8e6" dmcf-pid="ZXNu9aIkZ7" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 반도체 성능을 높이기 위해 각종 첨가제를 넣는 것은 오랫동안 당연한 선택으로 여겨져 왔다. 그런데 첨가제 없이, ‘열’만으로 성능을 끌어올리는 새로운 반도체 기술이 등장했다.</p> <p contents-hash="b606804bb724ad8ce294cb7fef7f1725d75a329abfaf26971ec84ff7a1bc720a" dmcf-pid="5Zj72NCEGu" dmcf-ptype="general">POSTECH(포항공과대학교) 화학공학과 노용영 교수, 양원렬·박완태 박사 연구팀은 열 증착 공정만으로 차세대 반도체 소자인 고성능 주석 기반 페로브스카이트 P형 트랜지스터를 구현하는 데 성공했다. 이번 연구성과는 재료·전자소자 분야 국제 학술지 ‘Materials Science & Engineering R’에 게재됐다.</p> <p contents-hash="021e522ebc06f2d6c4070e37ec26ac900a1c907a93f88b96065c0b576ab770a3" dmcf-pid="15AzVjhDHU" dmcf-ptype="general">반도체 성능은 ‘박막’이라 불리는 매우 얇은 재료층의 품질에 따라 크게 달라진다. 박막이 얼마나 균일하고 안정적으로 형성되느냐에 따라 전자가 얼마나 빠르게 이동하는지, 또 얼마나 오래 안정적으로 작동하는지가 결정된다. 최근 실리콘을 넘어서는 차세대 소재로 페로브스카이트가 주목받는 이유도 여기에 있다.</p> <p contents-hash="74c93a0442bad06be4e01c645bd0fcbd8bbabff367cd562f55a03eae5be63567" dmcf-pid="t1cqfAlwZp" dmcf-ptype="general">특히 주석(Sn)을 기반으로 한 페로브스카이트는 전자가 빠르게 이동하고 결함에 대한 내성이 뛰어난 장점이 있다. 그러나 실제 반도체 소자로 활용하기에는 한계가 있었다. 양(+)전하를 띤 ‘정공’이 과도하게 생성되면서 전류를 정밀하게 제어하기 어려웠기 때문이다. 이는 마치 수도관 곳곳에 작은 구멍이 생겨 물이 새는 것처럼, 전기가 쉽게 새어나가, 균일하고 안정적인 박막을 만들기 힘들었다.</p> <p contents-hash="9f4aa2c7f3713b000c08856fd088809836daef67bd0362485bccd12e86bb572e" dmcf-pid="FtkB4cSrt0" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 그동안 첨가제, 고온 처리, 용액 공정 등 다양한 방법이 시도됐다. 하지만 이러한 방식들은 대면적의 박막을 균일하게 구현하기 어렵고, 휘어지는 기판에 적용하기 힘들며, 기존 반도체 공정과 호환성도 낮다는 한계를 안고 있었다. 연구 성과가 산업 현장으로 이어지기 어려웠던 이유다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="fc94e2e730534bb0ecde1749b8bb8dfa9bc6172ac73722322e0999cec16e6f59" dmcf-pid="3FEb8kvmZ3" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="열증착 공정으로 개발한 첨가제 없는 순수 포름아미디늄-주석-요오드(FASnI₃) 기반 페로브스카이트 박막 트랜지스터.[POSTECH 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/10/ned/20260210092245722kclm.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="G8GijYu5HB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/10/ned/20260210092245722kclm.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 열증착 공정으로 개발한 첨가제 없는 순수 포름아미디늄-주석-요오드(FASnI₃) 기반 페로브스카이트 박막 트랜지스터.[POSTECH 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="67745786acd1e5ed321069686879dc9f15b59bacd6a0d36b42baa6a7a2fe82ad" dmcf-pid="03DK6ETsHF" dmcf-ptype="general">연구팀은 디스플레이 산업에서 널리 활용되는 열 증착 공정에 주목했다. 주석 기반 페로브스카이트 박막(FASnI₃, 포름아미디늄-주석-요오드)을 제작하는 과정에서 재료를 동시에 증착하는 방식과 순차적으로 증착하는 방식을 비교한 결과, 특정한 조건에서는 첨가제가 없어도 결정 구조가 균일하게 정렬되고 결함이 크게 줄어드는 현상을 확인했다.</p> <p contents-hash="0095018425c400ab4ba91dc24c7b96b6fd4514fa1fbcc4efb795a2731324cccb" dmcf-pid="p0w9PDyOHt" dmcf-ptype="general">연구팀의 P형 트랜지스터는 전류를 정밀하게 켜고 끄면서 전자가 빠르게 이동하는 성능을 보였다. 전기가 얼마나 빠르게 이동하는지를 나타내는 ‘정공 이동도’는 약 14 cm²/V·s, 전기를 켰을 때와 껐을 때 차이를 보여주는 ‘전류 점멸비’는 약 10⁸로 순수 FASnI₃(포름아미디늄-주석-요오드) 기반 페로브스카이트 트랜지스터 중 최고 성능을 기록했다. 기존에는 용액 공정을 기반으로 한 0.61 cm²/V·s가 최고 수치였다.</p> <p contents-hash="8110b55f2ec20d9aa177321e802b1dc7fac80ce1aae1d4e29d7fee947a85c0f3" dmcf-pid="Upr2QwWIZ1" dmcf-ptype="general">이번 연구는 첨가물 없이, 산업 현장에서 이미 사용되고 있는 열 증착 공정을 활용해 유기 양이온 기반 3차원 페로브스카이트 트랜지스터를 구현한 최초 사례다. 이 기술은 대면적 전자소자, 디스플레이 구동 회로, 웨어러블 기기 등 다양한 분야에 활용될 수 있어 차세대 반도체 산업의 새로운 선택지로 기대된다.</p> <p contents-hash="f56dab7d748d99b4a1de8ef725efcef06cc2234851956a4c97352e90a4499926" dmcf-pid="uAKIybRfH5" dmcf-ptype="general">노용영 교수는 “저온 공정 열 증착 기반 첨가제 없는 주석 기반 페로브스카이트 트랜지스터를 구현했다는 점에서 의미가 크다”며 “낮은 온도 공정이 필수인 차세대 전자 시스템에 널리 쓰일 수 있을 것“이라고 말했다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 엑스게이트, AI 기반 차세대 보안기술 특허 출원 02-10 다음 한국 설상 사상 첫 '멀티 메달'…김상겸·유승은 억대 포상금 받는다 02-10 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
