반도체 전하이동도 향상 시킨 원거리 도핑기술 개발
반도체 전하이동도 향상 시킨 원거리 도핑기술 개발
  • 이성현 기자
  • 승인 2021.09.29 13:25
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고려대 KU-KIST 융합대학원 이철호 교수팀
밴드 정렬된 원자층 반도체 이종접합구조 모식도
밴드 정렬된 원자층 반도체 이종접합구조 모식도

한국연구재단은 고려대 KU-KIST 융합대학원 이철호 교수 연구팀이 경희대 김영덕 교수, 울산과학기술원 정후영 교수 등과 공동연구를 통해 원자층 반도체, 이황화 몰리브덴의 전하이동도를 향상시킬 수 있는 원거리 도핑기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

원자층 반도체는 원자 한 층 두께로 얇고 전기적 성질이 우수해 투명하고 유연한 소자 등에 쓰일 차세대 반도체 소재로 주목받고 있다.

반도체에 전자 등을 추가로 주입하는 도핑과정을 거치면 특성을 바꾸거나 새로운 특성을 부여할 수 있다. 다만 이 과정에서 불순물이나 결함 등이 생겨나는데 특히 얇은 원자층 반도체의 경우 잔류하는 불순물에 전하가 충돌하면서 전하의 이동이 느려지는 것이 문제였다.

이에 연구팀은 서로 다른 3개의 원자층 반도체를 적층하고 전하가 이들 층간을 이동하도록 함으로써 물질 내부 또는 표면에 자리한 불순물과 충돌을 줄일 수 있는 구조를 설계했다.

전하이동이 실제 이렇게 만들어진 이종접합 소자는 기존 소자보다 전하이동도가 18배 향상됐다.

이번 연구에선 원자층 반도체로 이황화몰리브덴을 사용했으나 연구팀은 이같은 원리는 다양한 도핑방법 및 이종접합 소자구조에서도 적용될 수 있기 때문에 다른 원자층 반도체에도 접목할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이에 연구팀은 원자층 반도체 물질 기반 전자소자의 대면적화와 다른 물질군으로의 확대를 위한 후속연구를 수행하고 있다.

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