초록 ▼

□ 연구개요
세계 최고 수준의 광반응(기존 100 배) 및 극저잡음전력(1/100 배)을 가지는 트랜지스터-안테나 융합소자 기반 메가-픽셀 (1000 배) 테라헤르츠 (THz) 검출기 개발
: 신개념 트랜지스터-안테나 융합소자 구현를 통해 세계최고 수준의 THz 검출 성능을 달성하고, 최종적으로 실시간 THz 이미징 응용을 위한 증폭기가 필요 없는 극저잡음전력의 메가-픽셀급 플라즈모닉 THz 검출기 개발을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
세계 최초로 THz 검출이 가능한 신개념 트랜지스터(tran

□ 연구개요
세계 최고 수준의 광반응(기존 100 배) 및 극저잡음전력(1/100 배)을 가지는 트랜지스터-안테나 융합소자 기반 메가-픽셀 (1000 배) 테라헤르츠 (THz) 검출기 개발
: 신개념 트랜지스터-안테나 융합소자 구현를 통해 세계최고 수준의 THz 검출 성능을 달성하고, 최종적으로 실시간 THz 이미징 응용을 위한 증폭기가 필요 없는 극저잡음전력의 메가-픽셀급 플라즈모닉 THz 검출기 개발을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
세계 최초로 THz 검출이 가능한 신개념 트랜지스터(transistor)-안테나(antenna) 융복합 “트란테나(trantenna)” 소자를 확립 및 개발함으로 극대화된 반응도와 초소형 pixel 구현이 가능한 창의적인 신소자 구조 제시 등 체계적인 접근방법을 통한 연구목표 달성
- 복잡한 부가 회로단 없이 65-nm CMOS 기술기반 소자자체 비대칭 구조에 의한 THz 반응도 향상 기술 확보 (Rv: 1.5 kV/W, NEP 15 pW/Hz^0.5, CMOS 기술기반 해외 연구그룹과 비교하여 세계최고 수준 달성)
- 세계 최초로 다중-픽셀 THz 검출 모듈 회로 구성을 위한 SPICE 기반 플라즈모닉 픽셀 과도응답 모델링 및 측정 검증을 통해 실시간 이미징이 가능한 픽셀 지연시간 (< 100 nsec) 검증
- "트란테나“ 융합소자 제작 및 트랜지스터 게이트=안테나 융합 동작 검증 및 독립적 design 가능성 제시 (FET 디자인 인자: 소스 구조, 안테나 디자인 인자: 드레인 구조)
- 2x200 라인배열형 검출 모듈 제작 및 실시간(19.2 fps 동작)/대면적(200 mm) 이미징 시연
- 65-nm CMOS 기술 기반 플라즈모닉 “트란테나” 융합소자 제작, 메가-픽셀급 감도(Rv: 8.8 kV/W) 보이는 THz 검출 특성 검증으로 연구목표 달성

□ 연구개발결과의 중요성
- 트랜지스터-안테나 융합소자는 테라헤르츠 검출기의 패러다임을 전환시킬 수 있는 혁신적인 신개념 융복합소자 기술이며, 고주파 소자의 RF/아날로그 응용 분야를 포함하여 초고주파 광대역 통신, 테라헤르츠 이미징, 분광 등에 활용 가능하여, 현재 반도체 산업구조의 다변화를 통한 국가 신성장 동력으로 미래 시장을 선점
- 산업적 파급효과를 갖는 저비용 고집적 CMOS 기술로 기존 THz 이미징 기술의 해상도 한계를 극복할 수 있는 메가-픽셀 단위의 플라즈모닉 테라헤르츠 검출기 개발을 통해, 식품 안전 및 환경 검색, 공항 보안 검색, 의료 영상 등 테라헤르츠 이미징 응용 시장을 선점할 수 있는 와해성 원천기술을 제공함

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 43