Jeong-Gil Kim's Lab
반도체학과
김정길
Jeong-Gil Kim 교수 연구실은 동아대학교 반도체학과에 소속된 질화물 반도체 소자 연구실로, GaN(질화갈륨) 기반 고전자이동도 트랜지스터(HEMTs) 및 다양한 전력, RF, 나노 소자 개발에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 GaN의 우수한 전기적 특성을 활용하여 차세대 고전력, 고주파 응용 소자 개발을 목표로 하고 있습니다.
연구실에서는 AlGaN/GaN, AlN/GaN 등 다양한 이종접합 구조와 고품질 버퍼층, 패시베이션 기술을 적용하여 소자의 항복 전압, 전류 분산, 동적 온저항 등 주요 성능 지표를 극대화하고 있습니다. 또한, 미세 가공 및 에피택셜 성장 기술을 접목하여 소자의 신뢰성과 상용화 가능성을 높이고, 실제 산업 현장에 적용할 수 있는 실용적인 기술 개발에 힘쓰고 있습니다.
최근에는 FinFET, 나노와이어 MOSFET, 터널링 FET 등 차세대 소자 구조 연구와 더불어, 트래핑 현상 억제, 열화 방지, 고품질 패시베이션 등 소자 신뢰성 향상에도 많은 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 연구 결과는 다수의 SCI 논문, 특허, 국제 학회 발표를 통해 국내외적으로 인정받고 있으며, 산학협력 및 국제 공동 연구를 통해 기술의 실용화와 산업적 파급 효과를 극대화하고 있습니다.
연구실은 반도체 소자 제작 및 특성 평가에 필요한 첨단 공정 기술을 보유하고 있으며, 전력전자, RF 통신, 나노기술 등 다양한 분야에 적용 가능한 핵심 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 차세대 반도체 산업의 혁신을 선도하고, 미래 사회의 에너지 효율 및 통신 인프라 발전에 기여하고자 합니다.
Jeong-Gil Kim 교수 연구실은 우수한 연구 인프라와 전문 인력을 바탕으로, 반도체 소자 분야의 세계적 경쟁력을 확보하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 연구 개발과 산학협력을 통해 반도체 산업의 발전과 인재 양성에 앞장설 것입니다.
GaN 기반 고전자이동도 트랜지스터(HEMTs) 연구
본 연구실은 GaN(질화갈륨) 기반 고전자이동도 트랜지스터(HEMTs)에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. GaN은 넓은 밴드갭과 높은 전자 이동도를 바탕으로 고전력 및 고주파 응용에 적합한 반도체 재료로 각광받고 있습니다. 이러한 특성 덕분에 GaN HEMT는 기존의 실리콘 기반 트랜지스터에 비해 더 높은 전력 효율과 내구성을 자랑하며, 전력 변환, RF 증폭기, 통신 장비 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
연구실에서는 GaN HEMT의 구조 최적화, 에피택셜 성장, 버퍼층 설계, 소자 특성 향상 등 다양한 측면에서 연구를 진행하고 있습니다. 특히, AlGaN/GaN 이종접합 구조, AlN 버퍼층, In situ SiN 패시베이션 등 첨단 소재와 공정 기술을 적용하여 소자의 항복 전압, 전류 분산, 동적 온저항 등 핵심 성능 지표를 극대화하는 데 주력하고 있습니다. 또한, 고품질 에피층 성장과 미세 가공 기술을 접목하여 소자의 신뢰성과 상용화 가능성을 높이고 있습니다.
이러한 연구는 최근 발표된 논문과 특허, 국제 학회 발표 등을 통해 그 우수성이 입증되고 있습니다. GaN HEMT의 성능 개선은 차세대 전력전자 및 RF 시스템의 효율성과 소형화에 크게 기여할 것으로 기대되며, 본 연구실은 관련 분야의 선도적 역할을 수행하고 있습니다.
GaN 기반 전력 및 RF, 나노 소자 제작 기술
본 연구실은 GaN 기반 전력 소자, RF 소자, 나노 소자 등 다양한 응용 분야를 위한 소자 제작 및 특성 평가 기술을 개발하고 있습니다. GaN 기반 전력 소자는 높은 항복 전압과 낮은 온저항을 바탕으로 전력 변환 효율을 극대화할 수 있으며, 이는 전기차, 신재생에너지, 산업용 전력 시스템 등에서 핵심적인 역할을 합니다. RF 소자는 고주파 특성이 우수하여 5G, 위성통신, 레이더 등 첨단 통신 분야에 적용되고 있습니다.
연구실에서는 미세 가공, 에칭, 패시베이션, 금속 접합 등 다양한 공정 기술을 활용하여 GaN 기반 소자의 성능을 극대화하고 있습니다. 특히, FinFET, 나노와이어 MOSFET, 터널링 FET 등 차세대 소자 구조를 도입하여 소형화와 고성능을 동시에 달성하고자 노력하고 있습니다. 또한, 소자 제작 과정에서 발생할 수 있는 트래핑, 전류 분산, 열화 현상 등을 억제하기 위한 소재 및 공정 최적화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
이러한 연구는 실제 소자 제작 및 상용화에 직접적으로 연결되며, 다양한 국제 공동 연구 및 산학협력을 통해 기술의 실용화와 산업적 파급 효과를 극대화하고 있습니다. 본 연구실의 소자 제작 기술은 반도체 산업의 미래를 선도할 핵심 역량으로 자리매김하고 있습니다.
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Optimization of Epitaxial Structures on GaN-on-Si(111) HEMTs with Step-Graded AlGaN Buffer Layer and AlGaN Back Barrier
Jeong-Gil Kim
Coatings, 2024
2
Optimized recess etching criteria for T-gate fabrication achieving ft = 290 GHz at Lg = 124 nm in metamorphic high electron mobility transistor with In0.7Ga0.3As channel
Jong Yul Park, Byoung-Gue Min, Jong-Min Lee, Woojin Chang, Dong Min Kang, E-San Jang, Junhyung Kim, Jeong-Gil Kim
Electronics Letters, 2023
3
Improvement of Dynamic On-Resistance in GaN-Based Devices with a High-Quality In Situ SiN Passivation Layer
Jeong-Gil Kim, Jun-Hyeok Lee, Dong-Min Kang, Jung-Hee Lee
Micromachines, 2023
1
3차원 반도체(FinFET) 기반 수직형 GaN 전력소자 국제공동 연구
