반도체 및 나노소자 연구실

전자재료공학과 구상모

반도체 및 나노소자 연구실(SNDL)은 고에너지갭(Wide Bandgap, WBG) 반도체를 기반으로 한 차세대 전력반도체 소자 및 응용 기술을 선도적으로 연구하는 국내 최고 수준의 연구실입니다. 본 연구실은 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨 나이트라이드(GaN), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 갈륨 옥사이드(Ga2O3), 다이아몬드 등 다양한 WBG 소재를 활용하여, 기존 실리콘 반도체의 한계를 극복하고 고전압, 고온, 고주파 환경에서도 안정적으로 동작하는 첨단 소자 개발에 집중하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 WBG 반도체 소재의 성장 및 특성 분석, 고효율 파워 반도체 소자(다이오드, MOSFET, 트랜지스터, 센서 등) 설계 및 제작, 소자 공정 및 계면 결함 제어, 그리고 소자-회로-시스템 통합 응용까지 폭넓게 확장되어 있습니다. 특히, 에어로졸 증착, RF 스퍼터링, 미스트 CVD 등 다양한 박막 증착 및 나노/마이크로 가공 기술을 활용하여 고품질의 박막 및 이종접합 구조를 구현하고, 이를 기반으로 한 소자의 전기적·열적 특성을 체계적으로 분석합니다. 본 연구실은 DLTS, AFM, XPS, TEM 등 첨단 분석 장비를 활용하여 소재 및 소자 내 결함의 에너지 준위, 농도, 분포 등을 정밀하게 측정하고, TCAD 시뮬레이션을 통해 결함이 소자 특성에 미치는 영향을 예측합니다. 이를 바탕으로 소자의 온저항, 항복 전압, 스위칭 특성, 장기 신뢰성 등 핵심 성능 지표를 획기적으로 개선하고 있습니다. 또한, 소재-소자-회로의 연계 연구를 통해 고에너지갭 반도체 기반의 파워 소자를 실제 전력 변환 회로에 적용하고, 시스템 수준에서의 효율 및 신뢰성 향상 방안을 모색합니다. 이러한 연구 성과는 전기차, 신재생에너지, 스마트 그리드, 산업용 전력 변환 시스템 등 다양한 첨단 산업 분야에서 요구되는 고효율·고신뢰성 전력 반도체 소자 개발에 핵심적인 역할을 하며, 미래 에너지 및 모빌리티 혁신을 선도할 수 있는 기반 기술로 자리매김하고 있습니다. 연구실은 국내외 유수의 반도체 기업 및 연구기관과의 산학협력, 국제 공동연구, 정부과제 수행 등 활발한 대외 협력 활동을 통해 연구의 실용화와 산업적 파급력을 극대화하고 있습니다. SNDL은 창의적이고 도전적인 연구 환경을 바탕으로, 반도체 분야의 세계적 전문가 양성과 첨단 기술 혁신을 목표로 하고 있습니다. 고에너지갭 반도체 및 차세대 전력반도체 기술에 열정을 가진 학생과 연구자라면 누구나 환영하며, 함께 미래 반도체 산업의 패러다임을 이끌어갈 수 있습니다.