차세대 로직 및 메모리 반도체 소자 개발은 현대 정보화 사회에서 필수적인 연구 분야로, 본 연구실은 고성능, 저전력, 고집적화가 가능한 새로운 소자 구조와 회로를 설계하고 구현하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 터널링 전계효과 트랜지스터(TFET), 게이트 올 어라운드(GAA) 구조, 나노시트 FET, 그리고 페로브스카이트 기반 소자 등 다양한 차세대 소자 구조를 연구하고 있습니다. 이러한 소자들은 기존 CMOS 한계를 극복하고, 더욱 빠르고 효율적인 연산 및 저장 기능을 제공할 수 있도록 설계됩니다. 본 연구실은 TCAD(Technology Computer-Aided Design) 시뮬레이션을 적극적으로 활용하여 소자의 전기적 특성, 열적 특성, 신뢰성 등을 정밀하게 분석합니다. 이를 통해 소자 구조의 최적화, 재료 선택, 공정 변수의 영향 등을 체계적으로 평가하며, 실험적 검증과 시뮬레이션 결과를 연계하여 신뢰성 높은 연구 결과를 도출합니다. 또한, FinFET, 나노시트 FET, 포크시트 FET 등 다양한 신개념 소자 구조의 동작 원리와 성능 한계를 규명하고, 실제 회로 응용에 적합한 설계 가이드라인을 제시합니다. 이러한 연구는 고성능 모바일, 인공지능, 사물인터넷(IoT) 등 다양한 첨단 IT 분야에 적용될 수 있으며, 미래 반도체 산업의 경쟁력 확보에 중요한 역할을 합니다. 본 연구실은 국내외 학술지 및 특허 출원, 산학협력 프로젝트 등을 통해 연구 성과를 적극적으로 확산시키고 있으며, 차세대 반도체 소자 분야에서 선도적인 연구실로 자리매김하고 있습니다.

컴팩트 모델링은 반도체 소자의 동작 특성을 수학적으로 모델링하여 회로 설계에 적용할 수 있도록 하는 핵심 기술입니다. 본 연구실은 페로일렉트릭 소자, 산화물 반도체 채널 소자, 터널링 소자 등 다양한 차세대 소자에 대한 컴팩트 모델을 개발하고, 이를 기반으로 실제 회로 시뮬레이션 및 시스템 설계에 활용하고 있습니다. 특히, TCAD 시뮬레이션과 실험 데이터를 융합하여 물리 기반의 정확한 모델을 구축하고, 주파수 더블러, TCAM, 신경망 회로 등 다양한 응용 회로에 적용하고 있습니다. 소자 신뢰성 분석 분야에서는 방사선 효과, 자가 발열 효과, 워크펑션 변동, 결함 및 열화 현상 등 소자의 장기적 신뢰성에 영향을 미치는 다양한 요인을 체계적으로 연구합니다. 이를 위해 전기적 특성 측정, 온도 변화 실험, 스트레스 테스트, TCAD 기반 신뢰성 시뮬레이션 등 다양한 방법론을 활용하여 소자의 내구성과 신뢰성 한계를 규명합니다. 또한, 신뢰성 향상을 위한 구조적/공정적 개선 방안을 제시하고, 실제 반도체 공정 및 제품 개발에 적용 가능한 솔루션을 도출합니다. 이러한 연구는 고집적 메모리, 인메모리 컴퓨팅, 신경망 회로 등 미래 지향적 반도체 응용 분야에서 필수적인 기반 기술로, 차세대 반도체 소자의 상용화와 산업적 활용에 중요한 기여를 하고 있습니다. 본 연구실은 국내외 반도체 학회, 산업체와의 협력을 통해 신뢰성 분석 및 모델링 분야에서 활발한 연구 활동을 이어가고 있습니다.