전북대와 아주대 공동연구팀이 ‘문턱전압’을 정밀하게 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 이 연구는 차세대 저전력 반도체와 유연 전자시스템 개발의 핵심 기반 기술이 될 것으로 기대된다.
20일 전북대에 따르면 김태욱 교수(유연인쇄전자전문대학원)와 아주대 박성준 교수(지능형반도체공학과) 연구팀이 단결정 은(Ag) 나노시트를 활용한 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 문턱전압을 정밀하게 제어하는 데 성공했다.
이번 연구는 전북대 주현지 연구원(석사, 지도교수 김태욱)이 주도했으며, 재료과학 분야 세계적 권위 학술지 『ACS Nano』 (IF=16.1, JCR 상위 6%) 2025년 최신호에 게재됐다.
연구팀은 은(Ag) 원자들이 가장 안정적으로 배열된 단결정 (111) 면 구조를 가진 은 나노시트를 초음파 조립 공정을 통해 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO) 트랜지스터의 반도체층과 절연층 사이에 삽입했다. 이 나노시트는 전류 스위치의 민감도를 조절하는 핵심 역할을 하며, 채널 영역 내 은 나노시트의 피복도(coverage)에 따라 문턱전압을 정밀하게 조정할 수 있다.
이 기술은 상온·상압 조건에서 간단한 공정만으로도 전압 제어가 가능하고, 소자의 성능과 안정성이 그대로 유지되는 등 기존의 한계를 극복했다는 점에서 큰 의미를 갖는다.
연구팀은 이 기술을 적용한 NMOS 인버터 회로를 직접 구현함으로써 다양한 전자 소자와 회로 설게에 폭넓게 적용될 수 있음을 입증했다.
김태욱 교수는 “이번 연구는 단결정 금속 나노물질과 간단한 초음파 공정만으로 반도체의 핵심 특성을 정밀하게 제어한 연구로, 차세대 저전력 반도체 및 유연 전자시스템 개발의 중요한 기반 기술이 될 것”이라고 밝혔다.
/장은성 기자
