초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
고성능 유무기 복합 절연막 개발 및 이를 활용한 소프트 소자 개발
○ iCVD 공정을 이용한 유/무기 나노 복합막 합성 및 증착 공정 개발
○ 다양한 무기물 전구체를 이용한 고유전율/고유연성 나노 복합체 합성
○ EOT 5nm 이하 (700nF/cm²)에서도 누설 전류 10^-7A/cm²의 우수한 절연막 개발
○ 2.5% 이상의 strain에서도 10^-7A/cm² 수준의 낮은 누설 전류

□ 연구의 목적 및 내용
고성능 유무기 복합 절연막 개발 및 이를 활용한 소프트 소자 개발
○ iCVD 공정을 이용한 유/무기 나노 복합막 합성 및 증착 공정 개발
○ 다양한 무기물 전구체를 이용한 고유전율/고유연성 나노 복합체 합성
○ EOT 5nm 이하 (700nF/cm²)에서도 누설 전류 10^-7A/cm²의 우수한 절연막 개발
○ 2.5% 이상의 strain에서도 10^-7A/cm² 수준의 낮은 누설 전류 유지
○ 표면거칠기 1nm 이하, 유기반도체 물질과 우수한 계면형성 확인

iCVD를 이용한 소프트 소자 직접화 기술 개발
○ 균일하고 우수한 절연 특성을 갖는 50nm 두께의 iCVD 고분자막 패터닝 기술 개발
○ 패턴된 iCVD 절연막 기반의 TFT array에서 85% 이상의 수율 확보
○ NAND, NOR, Exclusive OR 등의 다양한 유기 논리 회로 설계 및 10V 이하 구동
○ 고유연성의 2D 반도체 물질 기반 소프트 소자 및 회로 개발

소프트 소자를 위한 iCVD 나노 접착 물질 및 기술 개발
○ iCVD 고분자 기반, 빠른 시간 (80℃ 10 min, 120℃ 1 min) 내에 강한 접착 (전단 강도(shear strength) 250 N/cm² 및 박리강도(peel strength) 32.5 N/25mm) 확보가 가능한 나노미터 두께의 접착 물질 개발
○ 화학적 내구성 및 굽힘에 대한 내구성을 갖는 저온 나노접착 공정 개발

□ 연구개발성과
- iCVD 공정 기반의 소프트 집적 회로 기술, 나노 복합 절연막 합성 관련 특허 국내 등록 6건, 국내 출원 15건, 국외 출원 5건
- 고유전성 나노 유/무기 복합막 기반의 소프트 소자와 소프트 직접 회로 제작에 관하여 SCI 급 논문 20편 및 학술학회 19건 발표

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
- 기존의 기술로는 달성하기 어려웠던 유기물 기반 소프트 소자의 집적화 문제를 iCVD 공정 기술을 통해 해결할 수 있는 방안 제시 및 새로운 공정을 통한 고성능 소프트 집적회로 구현
- 우수한 기계적/전기적 성능의 나노 복합 절연막의 개발로 차세대 고성능 소프트 일렉트로닉스 산업화에 기여할 수 있는 원천 기술 확보
- 유기 반도체 물질 뿐만 아니라 다양한 2D 물질에도 적용이 가능하고, 제작된 소자의 성능을 극대화할 수 있도록 맞춤형 표면특성 제어가 가능한 공정이 될 것으로 기대됨
- 웨어러블, 일회용 전자소자 등 다양한 형태의 일렉트로닉스를 의료, 가전 및 국방 등 여러 응용분야로의 적용 가능성을 확장시킬 수 있을 것으로 기대됨
- 접착 기술 관련하여 바이오칩 전문회사 M사, 유무기 복합막 증착 시스템 관련 국내 장비제조 회사 P사, 유기 소자 제작 기술과 관련하여 S사 등과의 기술이전, 산학과제 협의 등 다양한 산업체와의 연계 진행 중

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
Development of high-performance organic/inorganic nano-hybrid dielectric and its soft electronics application
○ Synthesis of organic inorganic nano-hybrid dielectric using iCVD process
○ Synthesis of the nano-hybrid dielectric using various inorganic precursors
○ Ach

□ Purpose & Contents
Development of high-performance organic/inorganic nano-hybrid dielectric and its soft electronics application
○ Synthesis of organic inorganic nano-hybrid dielectric using iCVD process
○ Synthesis of the nano-hybrid dielectric using various inorganic precursors
○ Achieve low leakage current density (<10^-7A/cm²) at EOT less than 5 nm
○ Maintain low leakage current density under 2.5% tensile stress condition
○ Achieve low surface roughness, compatible interface with organic semiconductors
Development of soft electronics integration technique using iCVD system
○ Development of iCVD dielectric polymer patterning technique with uniformity
○ Achieve more than 85% yield in patterned iCVD dielectric based TFTs
○ Design and operate organic logic circuit (NAND, NOR, Exclusive OR) based on the patterned iCVD dielectric at 10 V of operating voltage
○ Development of 2D material based highly flexible soft device and circuit
Development of nano adhesive for soft device integration uisng iCVD process
○ Development of fast curable (80℃ 10min, 120℃ 1min) nanometer thick polymer adhesive with high shear strength 250 N/cm², peel strength 32.5 N/25mm
○ Development of nano-adhesive system with high chemical resistance and bending robustness at low curing temperature

□ Results
- More than 26 patent applications for soft ICs fabrication and nano-hybrid dielectric syntheis using iCVD process
- Publish more than 20 SCI papers by fabrication of nano-hybrid insulating layer with high dielectric constant and its soft device and circuit

□ Expected Contribution
- This iCVD based synthesis and integration technology can give direction to the fabrication of future soft electronic ICs by solving the conventional issues in integration of organic circuit
- The technology can expand and actualize the application of wearable, disposable electronics to various fields such as healthcare, home-electronics and military
- Several consultation process for industry-academy cooperation related to the nano-adhesive and organic/inorganic hybrid deposition system in progress

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1. 연구개발 목적 ... 7
• 2. 연구개발의 필요성 ... 7
• 3. 연구개발 범위 ... 8
• 제2장. 연구수행내용 및 성과 ... 9
• 1. 연구 배경 ... 9
• 2. 연구 범위 및 추진체계 ... 18
• 3. 연구 수행 내용 및 결과 ... 18
• 제3장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 33
• 1. 목표 ... 33
• 2. 목표 달성 여부 ... 33
• 3. 관련분야 기여도 ... 34
• 4. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 35
• 제4장. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 37
• 제5장. 연구개발성과의 보안등급 ... 37
• 제6장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 37
• 제7장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 38
• 1) 기술적 위험요소 ... 38
• 2) 안전 관리 대책 ... 38
• 제8장. 연구개발과제의 대표 연구 실적 ... 39
• 제9장. 기타 사항 ... 45
• 제10장. 참고문헌 ... 46
• 끝페이지 ... 47