“반도체 전극 맞춤 제작 시대 열린다” 작성일 10-26 49 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- 금속·유기분자 결합 신소재 활용…트랜지스터 23개 정상 작동</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="BoEVRPGhXU"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="55a72f2a8d5dfb155da45feb09447a7302073ddb31abbbfc565f57c983f9eff9" dmcf-pid="bgDfeQHlXp" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="2차원 전도성 MOF 박막을 미세 패터닝해 다양한 전계효과 트랜지스터의 게이트 전극과 소자 어레이에 적용한 개념도.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/26/ned/20261026082346523vnvk.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="z1blXWiPG7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/26/ned/20261026082346523vnvk.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 2차원 전도성 MOF 박막을 미세 패터닝해 다양한 전계효과 트랜지스터의 게이트 전극과 소자 어레이에 적용한 개념도.[KAIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="a6b5368e3061da3fac9d3b1d54c3204e738d9a7f561e0ca27f7610d7620bab28" dmcf-pid="Kaw4dxXSG0" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 반도체의 전류를 켜고 끄는 핵심 부품인 ‘전극’을 원하는 성능에 맞춰 제작할 수 있는 길이 열렸다. 기존 금속 대신 금속과 유기분자를 결합한 신소재를 활용해 반도체 전극을 구현하는 데 성공한 것이다. 향후 전력 소비를 줄이고 반도체 성능을 높이는 맞춤형 전극 개발에 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="7ef71f9c3c49bd436ee851a69125a275521b94e540e239575c06f7b854e0c66a" dmcf-pid="9Nr8JMZvt3" dmcf-ptype="general">KAIST는 화학과 박선아 교수 연구팀이 국립부경대학교, 포스텍(POSTECH), 연세대학교와 공동으로 전도성 금속-유기 구조체(MOF)를 이용한 반도체 게이트 전극을 개발했다고 26일 밝혔다.</p> <p contents-hash="176c4cee5941abe94fe85399898d8ce2d7a29763dc93343ca1771a1933c38b84" dmcf-pid="2jm6iR5THF" dmcf-ptype="general">트랜지스터는 전기 신호에 따라 전류의 흐름을 조절하는 반도체의 기본 소자다. 게이트 전극은 트랜지스터에 전압을 가해 전류를 켜고 끄는 역할을 한다.</p> <p contents-hash="21af1cf81eae23722aa3e7a59e622ad0e33302bb4283eba653c797e5283dd3b2" dmcf-pid="VAsPne1ytt" dmcf-ptype="general">현재 게이트 전극에는 전기가 잘 흐르는 금속이 주로 사용된다. 하지만 금속은 종류에 따라 전자적 특성이 정해져 있어 반도체의 작동 조건에 맞춰 성질을 자유롭게 바꾸기 어렵다는 한계가 있다.</p> <p contents-hash="3d4ec55c97468765e764931678cc9683bbb0a3238fec0898ac5027583d61854a" dmcf-pid="fcOQLdtWG1" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 해결하기 위해 금속과 유기분자를 결합한 전도성 MOF에 주목했다.</p> <p contents-hash="09702a37adcd85853f50a8f8962e309a4fcf5722471b7cbdddc59f76cc8baa19" dmcf-pid="4kIxoJFYX5" dmcf-ptype="general">연구팀은 기체 상태의 원료를 반응시키는 화학기상증착(CVD) 기술을 이용해 MOF를 균일한 박막으로 제작했다. 이어 반도체 제조에 활용되는 포토리소그래피와 식각 공정을 적용해 원하는 형태의 미세 전극을 구현했다.</p> <p contents-hash="2653d640009c031ce6669ef5f3ed74b9e2dce9b7f242058836e958b17995bb2b" dmcf-pid="8H0wSIPKYZ" dmcf-ptype="general">특히 두 종류의 식각액을 순차적으로 사용해 가공 과정에서 소재가 손상되는 문제를 최소화했다. 가공 후에도 MOF의 구조와 전기적 특성이 대부분 유지되는 것을 확인했다.</p> <p contents-hash="29c10e45398083f2771d6bfa4ad0beed4d440d58ca9d875b43d77c14fc87d7d0" dmcf-pid="6XprvCQ9tX" dmcf-ptype="general">연구팀은 개발한 전극을 이황화몰리브덴(MoS₂), 이텔루륨화몰리브덴(MoTe₂), 산화물 반도체(IGZO) 등 서로 다른 3종의 반도체에 적용했다.</p> <p contents-hash="a64eca425fd95901b5b7f25774fd671b28ef742fb93908856511e17fa0df7c8f" dmcf-pid="PZUmThx2YH" dmcf-ptype="general">실험 결과 MOF 전극을 적용한 트랜지스터는 기존 백금 전극을 사용한 소자와 비슷한 전류 제어 성능을 보였다.</p> <p contents-hash="d483a6ef756a6551fc2a9d35fd34b9f2c1632aa3f88c285e2e3439ca5225af8d" dmcf-pid="Q5usylMVYG" dmcf-ptype="general">여러 소자를 동시에 제작하는 실험에서도 성과를 거뒀다. 하나의 기판에 IGZO 트랜지스터 23개를 제작하고 MOF 전극을 적용한 결과, 23개 모두 정상적으로 작동했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="36ec44f31fa26e8a4270b9ab993b1e104d0a3278eb241fa8952f3dcd71c1ad93" dmcf-pid="x17OWSRf5Y" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 공동 연구진. 이현우(왼쪽부터 POSTECH 화학과 박사, 최희철 POSTECH 화학과 교수, 박지훈 국립부경대 교수, 박선아 KAIST 화학과 교수.[KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/26/ned/20261026082346742bgfc.png" data-org-width="617" dmcf-mid="q17OWSRf5u" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/26/ned/20261026082346742bgfc.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구를 수행한 공동 연구진. 이현우(왼쪽부터 POSTECH 화학과 박사, 최희철 POSTECH 화학과 교수, 박지훈 국립부경대 교수, 박선아 KAIST 화학과 교수.[KAIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="424b1235b3c3cbbede9a20275dd0cc9b3505ef9551177e19be5d47011c2d01dc" dmcf-pid="yLk2M6YCGW" dmcf-ptype="general">내구성도 확인했다. IGZO 트랜지스터는 게이트 전압을 400회 연속으로 가한 뒤에도 안정적인 성능을 유지했다. MoS₂ 트랜지스터 역시 약 1년간 대기 중에 보관한 이후에도 전극의 작동 특성이 유지됐다.</p> <p contents-hash="df66611bc038b45f8e0eaa9acf33ca0e521ad2502914749bb1806d82f74bb7f6" dmcf-pid="WoEVRPGhty" dmcf-ptype="general">연구팀은 앞으로 다양한 MOF 소재를 적용하고 대면적 박막 제작과 미세 가공 정밀도, 장기 신뢰성을 검증할 계획이다. 게이트 전극뿐 아니라 소스·드레인 전극과 반도체 채널 등으로 활용 범위도 확대할 방침이다.</p> <p contents-hash="b2309808079572b6a286b76e4d7936ad02daa3d5bba427382d74f7937f167aed" dmcf-pid="YgDfeQHl5T" dmcf-ptype="general">박선아 교수는 “이번 연구는 전도성 MOF를 기존 반도체 공정으로 가공해 실제 트랜지스터 전극으로 사용할 수 있음을 보여줬다”며 “앞으로 소자의 목적에 맞춰 전자적 특성을 설계할 수 있는 맞춤형 전극으로 발전시켜 차세대 반도체에 폭넓게 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="999e1e036aee88e69f4ec719d53e259aa8c982ebd9761e597421a2cb231c19e4" dmcf-pid="Gaw4dxXSGv" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 9월 15일자에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 인스파이어 아레나, 12월부터 ‘네이버 아레나’로…3년간 명명권 계약 10-26 다음 전 세계 선거 딥페이크 27% 증가…한국, 누적 사례 세계 3위 10-26 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
