웨어러블 일렉트로닉스를 위한 직물 기반 산화물 반도체의 신뢰성 연구

Abstract

최근에 과학 기술은 급격한 발전을 해왔고 특히 디스플레이 분야에서는 CRT, 진공관 같은 음극선관부터 LCD, PDP와 같은 평판디스플레이를 거쳐 현재 주를 이루고 있는 OLED와 같은 자발광 디스플레이에 이르게 되었다. 이러한 자 발광 디스플레이는 유연성, 투명성을 가질 수 있으며 이는 곧 이제까지는 상상만 해왔던 웨어러블 디스플레이, 전자장치를 실현 할 수 있게끔 하였다. 전자장치의 가장 기본적인 소자는 트랜지스터이며, MOSFET, BJT를 거쳐 현재는 TFT가 대두 되고 있다. 현재 TFT에서 상용화된 물질은 a-Si:H, 폴리 실리콘, 비정질 산화물이 있으며 이중에서 비정질 산화물은 $10$ $cm^2/v$∙$s^{-1}$ 이상의 높은 이동도, 높은 균일성, 가시광 영역에서의 투명성 등의 장점으로 인해 각광받고 있다. 본 연구에서는 비정질 산화물 중에서 비정질 In-Ga-Zn-O (a-IGZO)를 이용하여 150 ℃ 이하의 저온공정으로 직물 기판 위에 산화물 반도체를 구현하였으며 유리와 같은 고형 기판이나 플라스틱 기판 위에 제작된 산화물 반도체에 뒤떨어지지 않는 성능을 보임을 확인하였다. 또한 직물 기판에 제작된 산화물 반도체의 기계적, 전기적 스트레스에 대한 신뢰성 연구를 진행하여 웨어러블 디스플레이, 전자장치의 구현의 가능성을 살펴보았다.