［중부매일 정구철 기자］한국교통대학교(총장 박준훈) 신소재공학전공 정용진 교수와 영남대 화학공학부 김세현 교수 공동연구팀이 유기집적회로용 게이트 절연막의 프린팅 공정 기술을 개발했다.

게이트 절연막은 트랜지스터 및 논리회로 소자의 게이트 전극과 반도체 채널층 사이에 주로 삽입되어 전류를 제어하는데 기여하는 소재로 쓰임에 따라 유전특성이 조절된 다양한 소재가 범용돼 왔다.

차세대 전자소자의 유연 특성 부여와 공정단가 절감을 위해 게이트 절연막 소재의 용액공정화와 효과적인 패터닝이 필요한 상황으로 인쇄기술을 접목한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.

정용진 공동연구팀은 다양한 게이트 절연막 후보 소재를 전기수력학 프린팅 공정을 통해 효과적으로 패터닝하여 트랜지스터의 게이트 전극과 반도체 채널층의 누설전류를 방지하고 소자 성능을 제어할 수 있는 기술을 개발했다.

저유전성·고유전성 절연막 소재 뿐 아니라 유기물 강유전체, 유·무기 나노하이브리드 절연막 소재에 이르는 다양한 소재를 선택적으로 패터닝해 하나의 기판 위에 n-형, p-형 트랜지스터, 메모리 소자 각각에 적합한 절연막을 가진 회로를 구현하고 단위소자의 구동전압 및 기능 특성을 확인했다.

연구팀은 이러한 공정 기술 연구를 확장시켜 유연 기판 위에 메모리 소자와 구동소자을 집적하거나 NAND, NOR 와 같은 논리회로 소자를 제작하여 유연 집적 회로의 실제적 상용화를 위한 공정 단가 절감 기술의 적용 가능성을 확인했다.

이번 연구 결과는 소재 관련 저명한 저널인 ACS(Applied Materials and Interfaces) 1월호에 게재됐고 정용진 교수는 교신저자로 참여했다.