본 연구실은 차세대 반도체 소자와 메모리 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. DRAM, 1T-DRAM, AND 및 NOR 타입 플래시 메모리 등 다양한 메모리 소자의 구조와 동작 원리를 심층적으로 연구하며, 이를 통해 고성능, 고집적, 저전력 메모리 소자 구현을 목표로 하고 있습니다. 특히, 플로팅 바디 효과를 활용한 1T-DRAM, 3D 적층형 플래시 메모리, 게이트 타이리스터 기반의 스티프 스위칭 소자 등 혁신적인 소자 구조를 설계하고 특성 분석을 수행합니다. 이러한 연구는 메모리 소자의 신뢰성 향상과 소형화, 그리고 고속 동작을 실현하는 데 중요한 역할을 합니다. 소자 내 잡음(RTN, 1/f noise), 트랩 추출 등 미세 소자에서 발생하는 다양한 물리적 현상을 정밀하게 분석하여, 차세대 메모리 소자의 내구성과 성능을 극대화하는 방법을 모색합니다. 또한, AlGaN/GaN HEMT, SiC 다이오드 및 FET 등 전력 소자 연구도 병행하여, 다양한 응용 분야에 적합한 반도체 소자 개발에 힘쓰고 있습니다. 본 연구실의 연구는 삼성전자, 한국연구재단 등과의 산학협력을 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 기술로 발전하고 있습니다. 이를 통해 국내외 반도체 산업의 경쟁력 강화와 미래 반도체 기술의 패러다임 전환에 기여하고 있습니다.

본 연구실은 메모리와 연산 기능을 통합한 PIM(Processing-In-Memory) 기술과 뉴로모픽 하드웨어 응용 분야에서도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. PIM 기술은 DRAM 어레이, 플래시 메모리 등 기존 메모리 소자에 연산 기능을 직접 구현함으로써, 데이터 이동에 따른 에너지 소모와 지연을 획기적으로 줄일 수 있는 혁신적인 접근법입니다. 본 연구실에서는 PIM 기반의 신개념 연산 소자, 비교기(Comparator), IF 회로, PWM 회로 등 다양한 연산 유닛을 개발하고, 이를 실제 칩에 적용하는 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 하드웨어 기반의 신경망(Neural Network) 구현을 위한 뉴로모픽 소자 및 회로 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 플래시 메모리 기반 시냅스 소자, 스티프 스위칭 디바이스, 양성 피드백 뉴런 소자 등 다양한 소자를 활용하여, 생물학적 뉴런의 동작을 모방하는 하드웨어 신경망을 개발하고 있습니다. 이를 통해 저전력, 고속, 고신뢰성의 인공지능 하드웨어 구현을 목표로 하며, 실제로 여러 특허와 논문을 통해 그 성과를 입증하고 있습니다. 특히, 우주 환경에서의 방사선(양성자, 중성자, 중이온 등) 영향 분석, 신경모방 소자 및 회로의 신뢰성 평가 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 미래 인공지능 반도체, 엣지 컴퓨팅, 우주항공용 전자소자 등 첨단 산업 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.