초록 ▼

본 연구팀은 “방사선을 이용한 화합물 반도체 및 그래핀 특성 변화 연구”를 통해 하기와 같은 연구 성과를 도출

• 대면적 그래핀 형성 기술 확립 및 체계화
- 화학적 기상 증착법을 이용하여 금속박 위에 성장 된 그래핀을 원하는 기판 위에 전사하는 기술 확립
- 그래핀 겹 수 조절을 통한 투과도, 면저항 특성 제어
- 대면적 그래핀 형성 기술을 토대로 현재의 실리콘 기반을 뛰어넘어 차세대 반도체 시장에 적용 가능 할 것으로 기대

• 화합물 반도체 박막 형성 및 특성 분석
- 차세대 박막

본 연구팀은 “방사선을 이용한 화합물 반도체 및 그래핀 특성 변화 연구”를 통해 하기와 같은 연구 성과를 도출

• 대면적 그래핀 형성 기술 확립 및 체계화
- 화학적 기상 증착법을 이용하여 금속박 위에 성장 된 그래핀을 원하는 기판 위에 전사하는 기술 확립
- 그래핀 겹 수 조절을 통한 투과도, 면저항 특성 제어
- 대면적 그래핀 형성 기술을 토대로 현재의 실리콘 기반을 뛰어넘어 차세대 반도체 시장에 적용 가능 할 것으로 기대

• 화합물 반도체 박막 형성 및 특성 분석
- 차세대 박막 태양전지에 활용 가능한 CdTe 박막을 근접승화법을 이용하여 다양한 조건에 성장 및 특성 분석
- 고품질의 CdTe 박막 형성 기술 확보 및 향후 박막 태양전지 제조에 이용할 수 있을 것으로 기대

• 단일 에너지 방사선 조사
- 시뮬레이션을 통한 다양한 조건에서의 방사선 조사 결과 예측 기술 개발 및 실제 결과와의 대조를 통한 신뢰성 확보
- 대표적 화합물 반도체 물질인 SiC, GaN에 양성자 조사를 수행하고 라만분광법을 통해 자유전자밀도 감소를 확인하고 방사선이 반도체 물질의 결함 생성에 미치는 효과에 대해 연구

• 그래핀 기반 소자 제작 및 방사선 조사 후 특성 분석
- 그래핀을 채널로 활용하여 후면게이트를 포함한 트랜지스터 제작 후, 방사선 조사를 수행
- 2차원 물질인 그래핀이 방사선 조사 후 나타나는 특성 변화를 라만 분광법을 이용하여 관찰. 그래핀에 결함 밀도가 증가함을 확인 하고 이에 따라 외부 물질과 그래핀 표면과의 반응을 통해 트랜지스터의 전기적 특성 변화를 관찰
- 기존의 3차원 반도체 물질과 비교를 통해 방사선 조사가 그래핀에 미치는 영향에 대한 기초 연구 지식 습득

• AlGaN/GaN HEMT 내방사선 특성평가
- 2DEG를 가져 기존의 트랜지스터 보다 고성능을 가지는 HEMT 소자에 방사선 조사를 통해 인위적으로 2DEG에 결함을 형성하는 연구 수행. 시뮬레이션을 통해 특정 깊이에 원하는 결함을 형성시키는 에너지를 찾은 후 실제 실험을 통해 2DEG 인위적 미세 결함을 형성. 소자의 전기적 특성이 나빠지는 결과 도출
- 실제 소자가 방사선 환경에 노출 될 경우 일어날 수 있는 현상 보고 및 결함 생성 메커니즘 분석

• 그래핀-화합물 반도체 융합 소자 제작
- UV 영역에서 기존의 투명전극 물질인 ITO 보다 높은 투과도를 보이는 그래핀을 활용하여 UV-LED의 투명전극으로 이용하여 소자 제작
- 그래핀 영역에서 빛이 발광하는 것을 확인 하였으며 고전압 조건에서 그래핀 Burning 현상은 SiNx 증착을 통해 해결
- 향후 UV-LED에 기존의 물질을 대체하는 신물질로 그래핀을 활용 할 수 있을 것으로 기대

본 연구를 통해 축적된 기술은 향후 방사선을 이용한 그래핀과 화합물 반도체의 미세 결함 생성 연구의 기초 자료로 활용될 수 있으며 나아가 우주 산업에 활용되는 소자 제작의 원천 기술로 이용 될 수 있을 것으로 기대됨