초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 2D 칼코겐 새로운 전구체를 용액상태로 준비하고 이를 인쇄공정에 적용함으로 대면적의 크기, 모양, 두께 및 위치 조절이 가능한 MoS₂ TFT device 제작을 위한 연구를 진행한다. 새로운 소자의 합성방법을 새로 개발하고 그 성장 mechanism과 새롭게 개발한 이차원 MoS2의 printing 기술에 의한 박막화와 패턴화를 연구하여 신소재 물질로서의 새로운 제법과 소자의 개발로 획기적인 기술을 위한 기반을 마련하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본연구의 내용으로는 1차년도 목

□ 연구개요
본 연구에서는 2D 칼코겐 새로운 전구체를 용액상태로 준비하고 이를 인쇄공정에 적용함으로 대면적의 크기, 모양, 두께 및 위치 조절이 가능한 MoS₂ TFT device 제작을 위한 연구를 진행한다. 새로운 소자의 합성방법을 새로 개발하고 그 성장 mechanism과 새롭게 개발한 이차원 MoS2의 printing 기술에 의한 박막화와 패턴화를 연구하여 신소재 물질로서의 새로운 제법과 소자의 개발로 획기적인 기술을 위한 기반을 마련하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본연구의 내용으로는 1차년도 목표는 MoS₂ 전구체 용액 합성 및 대면적 MoS₂ 초박막 coating을 위한 연구로 다양한 precursor의 개발 및 조합한 안정적인 precursor 용액 제조하고. Precursor 및 기판의 표면처리에 따른 대면적 coating uniformity 확보 위한 연구 및 개선 및 균일한 MoS₂ coating 최적화 연구가 있다 2차년도 목표는 결정성 MoS₂ layer 형성을 위한 방법론 및 mechanism 연구로서 용액공정에 따른 MoS₂ layer coating 및 MoS₂ 결정성장 mechanism 연구와 MoS₂ layer 저온 결정화 형성을 위한 방법론 연구가 있다. 3차년도 목표는 Printing 공정에 의한 single MoS₂ layer 형성 과 TFT 소자의 전기적 특성 개선으로, Printing 공정에 의한 MoS₂ layer 형성 및 pattern 최적화를 통한 TFT 제작 및 구조 최적화 연구이다.
본 연구의 목표 대비 결과로는 새로운 합성방법에 의한 CVD-free 용액공정에 의한 MoS₂ 합성법을 개발하였고, 저온 결정화를 위한 다양한 온도의 결정화 방법을 통하여 MoS₂ 박막을 형성하여 Raman, TEM등으로 박막의 형성을 확인 하였다. 또한 EH jet printing을 이용하여 MoS₂ 박막의 pattern을 형성하였고 여러 조건에 따른 MoS₂ 박막의 최적화와 transfer 기술을 통하여 성공적인 pattern을 제작하였다. 개발된 printing에 의한 MoS₂ 박막으로 TFT 소자를 만들었다. 현재 TFT 구조를 최적화하는 연구를 계속 진행중에 있다.

□ 연구개발결과의 중요성
제안된 연구는 반도체 신물질을 대량생산 가능 기술을 개발하는 연구로 기존의 연구들과 다른 접근으로 시도한다. 즉 본 연구에서는 용액공정을 기반으로 한 MoS₂ 제조의 새로운 기술로서 S-rich에 의한 CVD free process를 최초로 설계하고 합성하였다. 또한 새로 개발한 solution process를 EHD Jet printing에 의하여 direct pattern을 형성 하는데 성공하였고, printing 된 이차원 소재를 이용하여 TFT를 제작하는 연구가 진행중에 있다. 부분적으로 연구가 마무리되지 않아 논문으로의 제출이 늦어지고 있으나 본 연구는 2차원 소재연구에서 획기적인 연구 결과를 내었고 좋은 연구논문으로 나올 것을 기대한다.
새로운 아이디어와 다각적인 접근으로 2차원 MoS₂의 새로운 합성법과 pattern 인쇄에 의한 차세대 반도체에 대한 연구의 매우 중요한 전기를 다질 수 있으리라 사료된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가) 차세대 반도체 물질의 필요성 ... 5
• 나) Graphene의 연구 내용 및 한계 ... 5
• 다) 전이금속 디칼코게나이드 (transition-matal dichalcogenides, TMDC) ... 5
• 라) MoS2의 제조 기술 연구 및 TFT 적용 연구 필요성 ... 5
• 마) MoS2 의 용액 공정 및 인쇄 공정 연구의 필요성 ... 6
• 바) 연구의 최종목표 및 내용 ... 6
• 사) 연차별 연구의 목표 및 내용 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 1) MoS2 새로운 합성법 ... 7
• 2) MoS2 합성연구결과 ... 7
• 3) Transfer 공정 ... 10
• 4) MoS2 합성 및 분석 ... 11
• 5) MoS2 대면적 합성 ... 13
• 6) MoS2 Printing (EHD-Jet printing) 기초연구 ... 14
• 7) EHD-Jet printing의한 MoS2 Pattern 및 분석 ... 15
• 8) EHD-Jet printed MoS2 Pattern의 분석 ... 17
• 9) EHD-Jet printed MoS2 TFT device 연구 ... 18
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 33