초록 ▼

연구개요
3진 회로는 트리트(trit)를 단위로(2진법의 단위는 비트(bit)) 2진 회로에 비해(0, 1) 단위당 하나의 값을 추가로 가져(0, 1, 2), 점차 더 많은 양의 데이터와 높은 비트 밀도가 요구되는 4차산업혁명 시대에 회로의 복잡도(interconnect와 소자의 수 등)를 크게 줄이고 연산 효율을 높일 수 있는 차세대 반도체 기술로 크게 주목받고 있다.
본 연구에서는 대면적에 재현성 있게 3진법 집적회로 구현이 가능한 원천 기술을 잉크젯 프린팅을 이용하여 개발하는 것을 목표로 하였다. 이 때, 3진 회로

연구개요
3진 회로는 트리트(trit)를 단위로(2진법의 단위는 비트(bit)) 2진 회로에 비해(0, 1) 단위당 하나의 값을 추가로 가져(0, 1, 2), 점차 더 많은 양의 데이터와 높은 비트 밀도가 요구되는 4차산업혁명 시대에 회로의 복잡도(interconnect와 소자의 수 등)를 크게 줄이고 연산 효율을 높일 수 있는 차세대 반도체 기술로 크게 주목받고 있다.
본 연구에서는 대면적에 재현성 있게 3진법 집적회로 구현이 가능한 원천 기술을 잉크젯 프린팅을 이용하여 개발하는 것을 목표로 하였다. 이 때, 3진 회로의 핵심 구성 요소로서 음의 트랜스컨덕턴스(negative transconductance) 특성을 가지는 반양극성 (anti-ambipolar) 이형접합(heterojunction) 트랜지스터를 이용하고자 하였다.

연구 목표대비 연구결과
- 플라즈마 표면 처리 기술을 이용해 인듐 산화물층과 탄소 나노튜브층이 일부 중첩된 pn 이형접합 형성.
- 이형접합 기반 반양극성 트랜지스터를 잉크젯 프린팅으로 제작하여 음의 트랜스컨덕턴스 특성을 확인.
- 대면적에 수십 개의 반양극성 트랜지스터를 안정적으로 제작하고 그 소자 특성이 균일하게 분포함을 확인.
- 프린팅 횟수 조절을 통해 반양극성 트랜지스터 소자 특성을 조절.
- 프린팅 기법으로 만들어진 3진 인버터를 최초로 보고하고 안정적인 3가지 논리 값을 가짐을 보임.
- 프린팅 횟수를 조절하여 3진 인버터의 중간 전압 레벨을 용이하게 조절할 수 있는 기술을 개발함.

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 2차원 물질을 이용한 pn 이형접합 형성 기술이 대면적에 재현성 있는 소자 제작에 한계를 가지고 있는데 본 연구 결과를 통해 pn 이형접합을 안정적으로 재현성 있게 제작함으로써 3진 논리회로의 대면적 집적 가능성을 확인함.
- 1차원 물질과 3차원 물질의 조합으로 이형접합을 안정적으로 형성할 수 있음을 보임으로써 용액 공정 가능한 다양한 반도체 소재들의 조합으로 pn 이형접합 형성이 가능함을 보임.
- pn 접합을 이용한 다양한 소자(광센서, 태양전지 등)로의 응용 분야 확대가 가능.
- 잉크젯 프린팅은 대면적 확장과 저비용 제작이 가능한 기술로서 3진 논리회로를 플라스틱과 같은 유연 기판에 제작할 수 있어 웨어러블 기기에 적용 가능.
- 물리적인 한계에 도달한 스케일링을 통한 집적도 향상에 대한 대안으로 주목받고 있는 다치 논리소자 분야의 원천 기술을 확보.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 1차년도(2019.06.01 ~ 2020.02.29) ... 4
• 2) 2차년도(2020.03.01 ~ 2021.02.28) ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 참고문헌 ... 12
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 14
• 끝페이지 ... 21