[등록일: 2019-10-15]

전기전자공학부 김현재 교수 연구팀의 ‘산화물 기반 CMOS 이미지 센서의 디스플레이 패널 임베디드를 통한 지능형 디스플레이 기반기술 개발’이 과학정보통신부 및 한국과학기술기획평가원에서 선정한 국가연구개발 우수성과 100선 중 최우수 성과에 선정되었다.

이러한 산화물 기반 CIP (CMOS image-sensor on panel)기술을 구현하기 위해서는 CMOS 이미지 센서의 기본 요소인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 광 다이오드 개발이 필수적으로 요구되는데, 이번 연구에서는 기존의 한계점들을 혁신적으로 극복한 점에서 그 우수성을 지닌다.

박막트랜지스터는 나노 스케일의 얇은 박막 층들로 구성되며, 디스플레이 분야에 주로 사용되는 반도체 소자이다. 현재는 기존의 비정질 실리콘 (amorphous silicon) 기반 박막트랜지스터를 대신하여 산화물 반도체를 사용하는데, 산화물 반도체의 종류에 따라 N형과 P형이 존재한다. 위 연구는 상대적으로 연구가 부족한 P형 산화물 박막트랜지스터의 성능 향상에 대한 연구를 주로 진행하였는데, P형 산화물 반도체 내 다양한 물질 도핑 및 구조적인 연구를 통한 패시베이션 층 도입등을 통하여 고성능의 P형 산화물 박막트랜지스터 구현에 성공하였다.

광 다이오드는 특정 파장의 빛을 흡수하여 전류를 흐를 수 있게 해주는 소자인데, 기존 산화물 기반 광 다이오드는 산화물 자체의 높은 밴드갭 에너지로 인하여 일부 가시광선 빛을 흡수하지 못한다는 한계점이 존재하였다. 이에, 이번 연구에서 추가적인 광 흡수층 도입 및 mesh구조를 통한 표면 텍스쳐링 효과를 적용하여 가시광선 대부분 영역에서 빛 흡수가 가능해졌고 광 센서 특성이 크게 향상되었다.

본 연구진의 CIP 기술을 활용한다면, 사물인터넷의 가시화에 따른 다양한 스마트 전자기기 시장의 변화에 발맞추어 기존 디스플레이의 일방적인 정보전달과는 다르게 사용자와의 교감이 가능한 교감형 디스플레이의 기초가 될 것이고, 디스플레이 시장의 성장 둔화 현상을 해결함과 동시에 시장의 새 전기를 마련해 줄 것으로 기대된다.