초록 ▼

연구의 목적 및 내용:
『신개념의 융합증착기술(NanoClusterDeposition)에 의한 유비쿼터스 유연성 전자소자의 개발 및 원천기술의 확보』를 목표로 한다.
- 이동통신용 부품적용을 위한 고유전율 임베디드 캐패시터 증착기술 개발
- 유연성 디스플레이 및 염료감응 태양전지 소자개발용 대면적 투명전도막 증착기술 개발
- 고직접화 된 50nm 패턴 증착과 StepCoverage를 확보하여 Giga급 이상의 대면적 차세대 비휘발성 저항변화 메모리 소자(Phase Change Memory (PRAM)) 증착기술

연구의 목적 및 내용:
『신개념의 융합증착기술(NanoClusterDeposition)에 의한 유비쿼터스 유연성 전자소자의 개발 및 원천기술의 확보』를 목표로 한다.
- 이동통신용 부품적용을 위한 고유전율 임베디드 캐패시터 증착기술 개발
- 유연성 디스플레이 및 염료감응 태양전지 소자개발용 대면적 투명전도막 증착기술 개발
- 고직접화 된 50nm 패턴 증착과 StepCoverage를 확보하여 Giga급 이상의 대면적 차세대 비휘발성 저항변화 메모리 소자(Phase Change Memory (PRAM)) 증착기술 개발
- Nano-Dot 크기 및 분포 제어 기술 확보를 통한 대면적 차세대 NFGM 메모리 소자 증착기술 개발
연구결과:
▣ 저온(100℃ 이하)에서 유연성 기판위에 결정화된 박막을 증착하는 신개념의 대면적 융합증착 기술(NanoCluster Deposition : NCD법) 개발 및 유연성 전자소자 개발
1. 이동통신용 부품적용을 위한 임베디드 캐패시터 증착기술 개발 및 Decoupling Capacitor 제작
- 상온에서 Bi₂Mg₂/₃Nb₄/₃O₇ 박막을 증착하여 유전율 45, 누설전류밀도 10^-8 A/㎠ at 10V 달성
- 그래핀 전극을 이용하여 투명하고 유연한 박막 케페시터를 개발하였음
- Bending 특성평가를 통해 그래핀 전극위에 형성된 박막케페시터의 유연성 확보
2. 유연성 디스플레이 및 염료태양전지 소자개발용 대면적 투명전도막 증착기술 및 유기태양전지 제작
- AZO/Ag/AZO 다층 투명전도막의 투명도 (90% at 550 nm) 와 비저항, 7.0 x 10^_-5 ohm-cm 달성
- NCD 를 이용하여 TiO₂/ITO/SWCNT 나노 복합체를 제조하여 광전기효율을 약 60% 이상 확보 하였음.
- 다양한 blocking layer를 NCD 로 증착하여 염료감응 태양전지의 효율을 약 9% 까지 향상하였음.
- TiO₂ 광전극에 아세틸렌블랙을 첨가하여 염료감응 태양전지의 효율을 약 10%내외로 향상하였음.
3. 고집적화를 위한 50nm 패턴증착 및 Step-Coverage 확보를 통한 차세대 비휘발성 메모리 개발 (PRAM, PMCM)
- 250℃ 의 저온에서 트렌치구조를 완벽하게 채운 IST 박막증착공정을 확립하였음: 메모리특성 확인
- 저온공정에서 압력만을 변화시켜 박막과 나노와이어를 선택적으로 증착공정 확립: 나노와이어의 메모리특성 확인
4. 고집적화를 위한 40nm 이하 구조에서 Nano-Cluster 증착기술 개발을 통한 차세대 비휘발성 NFGM 소자 개발
- Nano-floating gate layer 로서 상온에서 간단하게 BMNO-Bi 구조를 개발하였음.
- 200℃ 이하의 공정에서 메모리 소자의 동작이 가능한 NFGM 소자를 개발하였음.
- 투명한 NFGM 개발이 완료.
연구결과의 활용계획:
- 새로운 대면적 융합박막증착 공정기술의 개발을 통한 차세대 유비쿼터스 유연성 전자소자의 세계적인 기술경쟁력 확보
- 임베디드 캐패시터 기술을 통한 System-on Package를 실현함으로써 전자소자의 고집적화 기술로 활용
- 유연성 디스플레이 시장이나 차세대 대체에너지원인 태양전지의 박막화 사업에 대한 원천기술을 확보하여 생계형 또는 모바일 전자기기 및 모든 에너지원 산업의 기반기술로 확대
- 고부가가치 산업의 핵심인 차세대 비휘발성 저항변화 메모리 시장경쟁에 있어 기술적 우위확보 및 모바일 정보소자용 차세대 메모리로 활용

Abstract ▼

Purpose & contents:
Main Purpose
: Establishment of the Fundamental Technology and Development of Ubiquitous Flexible Electronic Devices by Nano-Cluster Deposition(NCD) Technique
- Development of deposition technology for a high dielectric constant embedded capacitor and a decoupling capaci

Purpose & contents:
Main Purpose
: Establishment of the Fundamental Technology and Development of Ubiquitous Flexible Electronic Devices by Nano-Cluster Deposition(NCD) Technique
- Development of deposition technology for a high dielectric constant embedded capacitor and a decoupling capacitor.
- Development of deposition technology for large-area transparent conducting oxide thin films used in flexible display and dye-sensitized solar cell.
- Development of deposition technology for large-area nonvolatile resistance change memory devices (Phase Change Memory(PRAM)) above Giga level.
- Development of deposition technology for large-are nonvolatile nano floating gate memory structure below 40nm gate length
Result:
▣ Development of flexible electronic devices through the large-area nano-cluster deposition(NCD) technology for the crystallized thin films deposited on flexible substrates at low temperature (below 100℃)
1. Development of flexible embedded capacitor
- BMNO capacitor prepared at room temperature : dielectric constant, 50; leakage current density, 10^-8 A/㎠ at 10 V.
- Flexible and transparent capacitors using graphene bottom electrode were developed.
- Flexibility of the capacitors using graphene was developed through a bending test.
2. Development of transparent conducting oxide films and die-sensitized solar cell using TCO
- AZO/Ag/AZO multi layer TCO was developed: Transmittance of 90% at 550nm, Resistivity: 7.0x10^-5 Ohm-cm
- Fabrication of TiO₂ /ITO/CNT nano-composite by NCD : Photo-conversion efficiency above about 60%
- Development of various blocking layers for DSSCs : Solar cell efficiency of about 9% was developed.
- Addition of acetylene black into the TiO₂ layer : Solar cell efficiency of about 10% was developed.
3. Development of non-volatile memory devices using IST chalcognide films by NCD
- Deposition technology for complete filling into the trench structure was developed: Operation of memory cell.
- Selective deposition of thin films and nano-wires through variations in working pressure: memory cell operation using nano-wires was developed.
4. Development of non-volatile memory NFGM devices.
- Nano-floating gate layer of BMNO-Bi composites by a simple process at room temperature was developed. Transparent NFGM devices were operated with memory properties.
- Transparent NFGM devices were developed.
Expected Contribution:
- Establishment of the competitive power in thin technology of future ubiquitous flexible electronic devices through the new large-area deposition technology at low temperature.
- Applications for high-density integration technology of electronic devices by a realization of system-on-package through the embedded capacitor technology.
- Establishment of the basic technology for the mobile electronic devices in the fields of flexible display and solar cell.
- Establishment of the technological priority in the market competition of the future nonvolatile resistance change memory devices.