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종이처럼 '휘는' 트랜지스터 개발

최종수정 2007.10.08 13:13 기사입력 2007.10.08 13:13

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KIST의 한 연구원이 기존 트랜지스터와 종이처럼 두께가 얇고 유연해서 손쉽게 접거나 구부릴 수 있는 트랜지스터를 들고 비교하고 있다.
종이처럼 두께가 얇아 손쉽게 접거나 구부릴 수 있는 데다 저전압에서도 작동하는 트랜지스터가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

8일 한국과학기술연구원(KISTㆍ원장 금동화) 에너지재료연구단 김일두ㆍ홍재민 박사팀은 손목에 감는 휴대폰이나 입는 컴퓨터 등의 실용화에 필요한 플렉서블(flexible) 트랜지스터를 제조하는데 성공했다고 밝혔다.

트랜지스터는 전기신호의 증폭작용을 하는 반도체의 핵심부품이다.

연구진은 일반 플라스틱인 PET나 폴리이미드를 500㎛ 정도의 얇은 기판으로 만든 뒤 그 위에 크롬(Cr) 등으로 회로를 구성하고 새로 개발한 무기절연막(BiZnNb)을 상온(常溫)에 증착시키는 방법으로 휘는 트랜지스터를 만들었다.

이 플렉서블 트랜지스터의 가장 큰 특징은 얇고 유연한 플라스틱 기판 위에 상온에서 제조가 가능함에 따라 공정과정에서 플라스틱 기판이 녹거나 변형되는 문제가 해결됐다.

3차원으로 고집적화가 가능해 제조비용도 크게 절감할 수 있게 됐다.

절연막은 트랜지스터 제조에 꼭 필요한 물질로 전기를 잘 통하지 않는 성질인 유전상수가 클수록 트랜지스터 작동전압이 낮아진다.

이번에 연구진이 개발한 무기절연막의 유전상수는 50~60으로 기존의 상온 유기절연막(3~4)보다 10배 이상 크다.

이에 따라 소비전력을 3볼트 이하만 사용해도 작동이 가능하고 고전압 사용에 따른 위험도 줄었다.

이번 연구는 절연막 소재 코팅에서부터 트랜지스터 소자 개발에 이르기까지 KIST와 미국 MIT대학 공동연구로 이루어졌으며 응용물리학회지 5편과 미국전자공학회지 1편 등 저명 학술지에 다수의 논문이 게재됐다.

홍재민 박사가 총괄책임을 맡았던 '플렉서블 전자기기(Flextronics) 소재 및 공정 원천 기술 개발'과제는 2007년 기초기술이사회로부터 최우수 판정을 받는 성과를 거두었다.

홍 박사는 "향후 유기ㆍ무기ㆍ금속 소재의 융합화를 바탕으로 한 원천소재기술과 공정기술을 개발할 계획"이라며 "플렉서블 전자기기분야는 전 세계적으로도 초기연구 단계이며 10년 이내에 IT디바이스 시장의 10% 이상을 차지할 전망이어서 기술선점 및 원천기술 확보가 가능할 것"으로 기대했다.

   
 
좌측으로부터 KIST 에너지재료연구단 홍재민 박사, 김일두 박사가 휘어지는 플라스틱 트랜지스터를 손에 들고 의견을 나누고 있다.

이경호 기자 gungho@newsva.co.kr
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