ETRI, 고해상도 디스플레이용 p형 반도체 소재 개발

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(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국전자통신연구원(ETRI)은 고해상도 디스플레이에 적용할 수 있는 p형 반도체 소재와 이를 이용한 박막 트랜지스터를 개발했다고 23일 밝혔다.

순수한 상태의 진성 실리콘 반도체는 전압을 걸어도 전류가 흐르지 않는다.

불순물을 첨가하는 도핑 공정을 통해 반도체의 전기전도도를 조절하는데, 주입하는 불순물에 따라 전자가 많은 n형 반도체와 정공이 많은 p형 반도체로 나뉜다.

현재 디스플레이 분야에 주로 쓰이는 소재는 인듐갈륨아연산화물 기반 n형 산화물 반도체다.

p형 산화물 반도체는 전기적 특성을 확보하기 위해 저온 다결정실리콘 산화물을 쓰고 있는데, 비용이 많이 들고 기판 크기에 제약이 있다는 한계가 있다.

최근 고해상도 디스플레이 분야에서 240㎐ 이상의 주사율을 구현할 수 있는 p형 반도체에 대한 관심이 높아지고 있다.

주사율은 1초에 표현할 수 있는 화면의 횟수를 나타내는데, 주사율이 240Hz면 1초 동안 정지화면 240개가 빠르게 바뀌면서 영상 속 움직임이 표현된다는 의미다.

기존 n형 반도체 기반 트랜지스터만으로는 높은 주사율을 갖는 디스플레이 구현에 한계가 있어 n형 특성에 뒤지지 않는 p형 반도체에 대한 수요가 커지고 있는 것이다.

연구팀은 기존 텔레륨(Te) 기반 p형 반도체에 셀레늄(Se)을 첨가, Se-Te 합금 트랜지스터를 개발했다.

이종접합 구조를 통해 기존 p형 반도체의 낮은 이동도 문제를 개선하고 안정성을 높였다.

이번에 개발한 기술은 반도체의 집적도를 높이기 위해 쓰이는 기존 반도체 칩 적층 방식(TSV)과 달리 하나의 웨이퍼(기판) 위에 소재를 쌓아 올리는 '모놀리틱 3D'(M3D) 방식으로, M3D의 상용화 가능성도 높였다.

조성행 ETRI 책임연구원은 "고해상도와 저소비 전력을 동시에 만족시키는 차세대 디스플레이 개발에 기여할 것"이라고 기대했다.

jyoung@yna.co.kr

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