성균관대, 유연 디스플레이용 트랜지스터 신뢰성 메카니즘 규명

[테크월드뉴스=조명의 기자]

성균관대 전자전기공학부 최병덕 교수 연구팀(제1저자 반도체 디스플레이 김효중 박사과정)은 삼성디스플레이 박종우 전무와 공동연구를 통해 유연 기판에서 제작된 트랜지스터의 신뢰성 메카니즘을 규명해 유연 디스플레이의 고질적인 문제를 극복했다고 밝혔다.

우선 실제 유리 기판과 유연 기판에서 제작된 트랜지스터에 전기적인 스트레스를 동일하게 인가해 유연 기판에서 제작된 트랜지스터에서 문턱전압 특이 거동이 발생되는 것을 확인했다. 또한 이런 비정상적인 문턱전압의 이동은 디스플레이에서 잔상을 유발시킬 수 있다는 것을 입증했다.

연구팀은 샘플 캐패시터를 제작하고 스트레스 전후 캐패시턴스전압 분석 방법을 사용해 유연기판과 실리콘산화막 사이의 계면에서 극성이 유도됨을 확인했다. 실제 스트레스 전후 유기막과 무기막 계면에서의 축적된 전하를 추출해 시물레이션을 통해 실제 트랜지스터 문턱전압의 비정상인 이동을 유발시키는 원인이 될 수 있다는 것을 검증했다.

나아가 연구팀은 물리적 분석 방법을 통해 유연기판의 충전 현상에 관한 원인이 전기적 스트레스 이후 유연기판에서 기인된 플루오린 이온 때문인 것을 밝혔다.

최병덕 교수는 “유연 기판에서 제작된 트랜지스터의 비이상적인 문턱전압 거동에 대한 원인을 규명한 것으로, 향후 유연기판 기반으로 제작된 유연 소자의 안정성을 획기적으로 개선하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

본 연구는 산업통상자원부 산업혁신인재성장지원사업의 재원으로 한국산업기술진흥원(KIAT)의 지원을 받아 수행됐으며, 연구결과는 권위 있는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 4월 16일자에 게재됐다.