하태준 교수(전자재료공학과) 연구팀, PECVD로 증착된 NO 대체가스 기반의 SiO2 절연막을 갖는 

고성능 산화물 박막 트랜지스터 개발 및 논문 표지 선정

  

(좌측부터) 석박사 통합과정 박세룡, 석박사 통합과정 김은하, 하태준 교수

모교 하태준 교수(전자재료공학과) 연구팀은 성균관대학교 이준신, 김영훈 교수 연구팀과 함께 plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD)으로 증착된 NO 대체가스 기반 SiO2 절연막을 제작하고, post-annealing을 통해 절연막의 절연 특성을 개선하여 고성능의 산화물 반도체 -indium-gallium-zinc oxide (IGZO)- 박막 트랜지스터를 제작하는데 성공했다. 이번 연구 결과는 Royal Society of Chemistry에서 발행하는 응용 물리학 분야에서 널리 알려진 국제 학술지인 Journal of Materials Chemistry C (IF: 5.7, JIF ranking: 80.7%)에 “Enhanced dielectric properties of alternative NO-gas-based SiO2 films via plasma-enhanced chemical vapor deposition for high-performance indium–gallium–zinc oxide thin-film transistors” 제목으로 게재되었으며, outside back cover에 선정되었다.(참조: https://doi.org/10.1039/D5TC00213C) 

SiO2 박막은 일반적으로 높은 증착 속도와 낮은 공정 온도를 가지며, 결함 형성이 억제된 고품질 박막 제조가 가능한 PECVD 방법으로 제작된다. 그러나, 최근 반도체 산업에서는 PECVD 공정에 사용되는 기존 N2O 가스가 지구 온난화를 악화시킬 수 있는 온실가스라는 우려가 제기되었다. 이에 하태준 교수 (전자재료공학과) 연구팀은 성균관대학교 이준신, 김영훈 교수 연구팀과 함께 PECVD 공정의 대체가스로서 NO를 이용하여 SiO2 박막을 제작하여, 후처리 공정 최적화를 통해 누설전류 및 정전용량 등 SiO2 박막의 절연 특성을 향상시키는데 성공하였다. 또한, 최적화된 SiO2 게이트 절연막을 적용하여 고성능의 산화물 반도체 박막 트랜지스터를 제작하였고, 향상된 전기적 특성과 전하 전이 특성 및 동작 안정성을 체계적으로 분석하였다. 

한편, 이번 연구는 하태준 교수가 연구소장으로 있는 교내 인터렉티브 디스플레이 중점연구센터에서 얻은 성과이며 산업통상자원부가 주관하는 탄소중립 산업핵심기술개발사업 지원으로 수행되었다. 삼성 디스플레이를 수요기업으로 2023년부터 2030년까지 8년간 수행되는 이 사업에서 하태준 교수 연구팀은 산화물 반도체 트랜지스터 소자 및 공정 개발을 담당하고 있다. 하태준 교수 연구팀은 삼성 디스플레이와 함께 산화물 반도체를 기반으로한 차세대 디스플레이용 소자 및 공정 개발과 관련하여 폭넓은 연구를 진행하고 있으며, 지금까지 약 130여편의 SCI 저널 게재 및 40여건의 국제/국내 특허 실적을 가지고 있다.

Journal of Materials Chemistry C에 게재된 Outside back cover

출처 : 광운대학교 최신연구성과 (kw.ac.kr)