나노전자소자 연구실 (담당교수: 최병준)
연구분야소개
우리 연구실은 박막재료 및 박막공정에 관한 연구를 토대로, 산화물 저항변화 메모리, III족 질화물 트랜지스터와 같은 반도체 공정 및 소자에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 또한 나노 미터 단위의 두께 조절이 가능한 원자층 증착법에 대한 연구를 바탕으로, 반도체형 가스 센서, 나노 소재의 기능성 코팅과 같은 분야로 연구 영역을 확대해 나가고 있습니다.
수행 프로젝트
A. 저항기반 메모리 (Resistance-based Memory)
- 연구 목표: 차세대 비휘발성 메모리 소자의 Switching 특성 및 Endurance 측정 및 분석
- 관심 주제: 저항변화메모리 (RRAM), 상변화메모리 (PRAM), 저항기반 메모리용 선택소자 (selector)
- 프로젝트: SK하이닉스 산학 위탁 과제 (주관: 서울대학교)
- 관련 논문
- "Thickness-dependent electroforming behavior of ultra-thin Ta2O5 resistance switching layer" by Tae Hyung Park, Seul Ji Song, Hae Jin Kim, Soo Gil Kim, Suock Chung, Beom Yong Kim, Kee Jeung Lee, Kyung Min Kim, Byung Joon Choi, and Cheol Seong Hwang, Physica Status Solidi - Rapid Research Letters Volume 9, Issue 6, 362–365, June 2015.
B. Atomic Layer Deposition
원자층 증착법 (Atomic Layer Deposition): 소스와 반응가스를 교대로 주입해 원자 층 단위로 매우 균일하게 박막을 형성하는 기술
a) III족 질화물 전자 소자 (III-Nitride electronics)
- 연구 목표: III족 질화물 반도체는 고성능, 저에너지 소모의 특성으로 무선통신기기, 전력 반도체 등에 널리 쓰이고 있다. 본 연구에서는 고품질의 III족 질화물을 성장 시키는 1000도 이상의 고온화학 공정을, 200도 이하의 저온 ALD 기술을 이용해 대체하고자 한다. 이 연구를 통해 AlN, GaN, AlGaN 등의 III족 질화물 반도체를 사용하는 고주파, 저에너지 소모의 고성능 트랜지스터를 실리콘 및 고온에 취약한 기판 (유리 또는 유연 기판)에 구현하여 질화물 소자의 응용 가능성을 모색하고자 한다.
- 관심 주제: Thermal ALD of AlN, GaN, and AlGaN
- 프로젝트: 일반 연구자 사업(한국연구재단)
b) Plasma enhanced Atomic Layer Deposition
- 연구 목표: Plasma enhanced ALD는 plasma에서 형성된 높은 반응성을 갖는 radical 들이 형성되어 co-reactant로 작용하고, 기존 ALD 대비 더 낮은 온도 범위에서 공정이 가능하며 우수한 박막 특성이나 조성의 제어가 가능하 다. 본 연구에서는 기존에 Thermal ALD로 연구진행 중인 다양한 물질들의 PEALD 공정 시 특성 향상이나 조성 변화 등을 탐색하며, Thermal ALD로 증착이 어려웠던 물질들에 대한 다양한 특성 분석을 진행하고자 한다.
- 관심 주제: Plasma enhanced ALD of TiN, AlN, HfN, Al2O3, and HfO2
c) Area Selective Atomic Layer Deposition
- 연구 목표: Area selective ALD 공정은 반도체 제조 공정 시 대면적의 wafer에 nano-scale의 patterning과 material align 등에 이용 가능하며 공정의 복잡성 감소, 물질 낭비 방지, 에너지 효율의 향상 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 Area selective ALD의 구현과 물질, 기판, 전 처리 등에 따른 반응성 등 다양한 특성에 대해 연구하고자 한다.
- 관심 주제: Area selective ALD of AlN
C. Thermoelectric Device
- 연구 목표: 분말 상 열전 재료에 박막 도입을 통한 열전 소자 성능 향상
- 관심 주제: 열전 소자, powder ALD
- 프로젝트: Seoultech 미래핵심선도 프로젝트
연구장비