2024년 8월 9일 15시 30분 EE 타임스 재팬에 게재됨
일본 홋카이도 대학 연구팀이 고치 공업대학 연구팀과 공동으로 전자 이동도 78cm²/Vs, 뛰어난 안정성을 갖춘 ‘산화물 박막 트랜지스터’를 개발했습니다. 이 트랜지스터는 차세대 8K OLED TV 화면을 구동하는 데 사용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
활성층 박막 표면은 보호막으로 덮여 있어 안정성이 크게 향상됩니다.
2024년 8월, 홋카이도대학교 전자과학연구소의 교 유사쿠 조교수와 오타 히로미치 교수를 비롯한 연구진은 고치공업대학교 과학기술대학의 후루타 마모루 교수와 공동으로 전자 이동도 78cm²/Vs에 달하는 뛰어난 안정성을 지닌 ‘산화물 박막 트랜지스터’를 개발했다고 발표했습니다. 이 트랜지스터는 차세대 8K OLED TV 화면을 구동할 수 있을 것으로 기대됩니다.
현재 4K OLED TV는 산화물 IGZO 박막 트랜지스터(a-IGZO TFT)를 사용하여 화면을 구동합니다. 이 트랜지스터의 전자 이동도는 약 5~10 cm²/Vs입니다. 그러나 차세대 8K OLED TV의 화면을 구동하려면 70 cm²/Vs 이상의 전자 이동도를 가진 산화물 박막 트랜지스터가 필요합니다.
마고 조교수와 그의 연구팀은 박막을 이용하여 140 cm2/Vs의 전자 이동도를 갖는 TFT를 개발했습니다.산화인듐(In2O3)활성층에 사용되었지만, 공기 중 기체 분자의 흡착 및 탈착으로 인해 안정성(신뢰성)이 매우 떨어져 실용화되지 못했습니다.
이번 연구에서 연구팀은 공기 중의 가스가 활성층에 흡착되는 것을 방지하기 위해 얇은 활성층 표면을 보호막으로 덮기로 결정했다. 실험 결과, 보호막이 있는 TFT는 활성층 표면보다 우수한 성능을 보였다.이트륨산화물그리고산화에르븀매우 높은 안정성을 보였다. 더욱이 전자 이동도는 78 cm2/Vs였으며, ±20V의 전압을 1.5시간 동안 인가해도 특성 변화가 없이 안정적인 상태를 유지했다.
반면, 하프늄 산화물을 사용한 TFT에서는 안정성이 향상되지 않았습니다.산화알루미늄보호막으로서의 역할을 한다. 전자 현미경으로 원자 배열을 관찰한 결과, 다음과 같은 사실이 밝혀졌다.산화인듐 그리고이트륨산화물 원자 수준에서 단단하게 결합되어 있었다(이종 에피택셜 성장). 반면, 안정성이 향상되지 않은 TFT에서는 산화인듐과 보호막 사이의 계면이 비정질인 것으로 확인되었다.