정성웅 연구실
반도체공학과 정성웅
정성웅 연구실은 반도체공학 분야에서 박막공학과 차세대 메모리 소자 연구를 선도하는 연구실입니다. 연구실은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)과 같은 첨단 박막 증착 기술을 바탕으로, 반도체 소자의 미세화와 고집적화에 필수적인 박막 형성 및 제어 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 금속/절연체 선택적 증착, 표면 개질, 고온 공정에서의 전구체 안정성 등 다양한 박막공정의 근본적인 메커니즘을 실험과 이론을 병행하여 심도 있게 탐구하고 있습니다.
또한, 연구실은 DRAM, ReRAM, STT-MRAM 등 차세대 반도체 메모리 소자와 혁신적인 소자 구조 개발에 집중하고 있습니다. 실리콘온인슐레이터(SOI) 기반의 플로팅 바디 셀, 트렌치 및 핀 구조, 산화물 기반 저항변화 메모리, 스핀트로닉스 기반 메모리 등 다양한 신개념 소자에 대한 연구를 통해, 고집적·저전력·고속·고신뢰성 메모리 구현을 목표로 하고 있습니다. 실제 소자 제작과 특성 평가를 통해 실용화 가능성을 검증하고, 산업계와의 협력을 통해 기술 이전 및 상용화에도 힘쓰고 있습니다.
연구실은 반도체 소자 제조 공정에서의 박막 특성 분석, 신뢰성 평가, 소재 개발 등 다양한 분야에서 다수의 특허와 국제 논문, 학회 발표 실적을 보유하고 있습니다. 이를 통해 국내외 반도체 산업 발전에 크게 기여하고 있으며, 미래 반도체 기술의 핵심 인재 양성에도 앞장서고 있습니다.
정성웅 교수는 SK하이닉스, LG반도체 등 국내 주요 반도체 기업에서 오랜 연구 경력을 쌓았으며, 산학연 협력과 기술 실용화 경험을 바탕으로 연구실의 연구 방향을 산업적 요구와 긴밀히 연계하고 있습니다. 이를 통해 연구실은 실질적인 산업 문제 해결과 미래 기술 선도라는 두 가지 목표를 동시에 추구하고 있습니다.
향후 연구실은 박막공정의 정밀 제어, 신소재 개발, 차세대 메모리 소자 구조 혁신 등에서 더욱 심화된 연구를 이어갈 계획입니다. 이를 통해 글로벌 반도체 산업의 경쟁력 강화와 미래 기술 패러다임 변화에 적극적으로 대응할 것입니다.
Atomic Layer Deposition (ALD)
Magnetoresistive Memory
4D Stacked DRAM
박막공학 및 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD)
정성웅 연구실은 박막공학, 특히 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 기술을 중심으로 첨단 반도체 소자 제조에 필수적인 박막 형성 및 제어 기술을 연구하고 있습니다. ALD는 원자 단위의 두께 제어와 우수한 균일성을 제공하여, 차세대 반도체 소자의 성능 향상과 집적도 증대에 핵심적인 역할을 합니다. 연구실에서는 다양한 금속 및 산화물 박막의 증착 공정 개발, 표면 개질, 선택적 증착 등 ALD의 응용 범위를 넓히기 위한 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 금속/절연체 선택적 증착을 위한 자기조립 단분자막(SAM) 기반 표면 개질 기술, 고온 ALD 공정에서의 전구체 안정성 및 반응 메커니즘 해석, 다양한 기판 위에서의 박막 성장 특성 분석 등이 주요 연구 주제입니다. 이를 위해 실험적 접근과 함께 밀도범함수이론(DFT) 등 계산화학적 방법을 활용하여, 박막 성장의 원자 수준 메커니즘을 규명하고 있습니다.
이러한 연구는 반도체 소자의 미세화 및 고집적화, 신뢰성 향상, 새로운 소자 구조의 구현 등 산업적 요구에 부응하며, 차세대 메모리, 로직 소자, 센서 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있습니다. 연구실의 박막공학 연구는 국내외 반도체 산업 발전에 크게 기여하고 있습니다.
차세대 반도체 메모리 소자 및 소자 구조 혁신
정성웅 연구실은 DRAM, ReRAM, STT-MRAM 등 다양한 차세대 반도체 메모리 소자와 그 구조 혁신에 관한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 기존의 DRAM 한계를 극복하기 위한 새로운 셀 구조(예: 플로팅 바디 셀, 버티컬 셀, 리세스 채널 트랜지스터 등) 개발, 저전력·고속 동작을 위한 소재 및 공정 최적화, 그리고 신뢰성 향상을 위한 소자 특성 분석이 주요 연구 영역입니다.
특히, 나노스케일 실리콘온인슐레이터(SOI) 기반 메모리 셀, 산화물 기반 저항변화 메모리(ReRAM), 스핀트로닉스 기반 STT-MRAM 등 다양한 신개념 메모리 소자에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 셀 구조의 미세화와 집적도 향상을 위한 트렌치, 핀, 튜브형 채널 등 혁신적인 소자 구조를 제안하고, 실제 소자 제작 및 특성 평가를 통해 실용화 가능성을 검증하고 있습니다.
이러한 연구는 반도체 메모리의 고집적화, 저전력화, 고속화, 신뢰성 향상 등 미래 반도체 산업의 핵심 요구를 해결하는 데 중추적인 역할을 하고 있습니다. 연구실은 다수의 특허와 국제 학술지 논문, 주요 국제 학회 발표를 통해 연구 성과를 국내외에 알리고 있으며, 산학협력을 통한 기술 이전 및 실용화에도 적극적으로 참여하고 있습니다.
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Area-selective atomic layer deposition of Ru thin films using phosphonic acid self-assembled monolayers for metal/dielectric selectivity
Lee Seo-Hyun, Lee Jeong-Min, Lee Ji Hun, Kwak Junghun, Chung Sung-Woong, Kim Woo - Hee
MATERIALS LETTERS, 2022
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Role of Cyclopentadienyl Ligands of Group 4 Precursors toward High-Temperature Atomic Layer Deposition
Van Ngoc T.T., Jang D., Jung E., Noh H., Moon J., Kil D.-S., Chung S.-W., Shong B.
Journal of Physical Chemistry C, 2022
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Electric field control of magnetic anisotropy in the easy cone state of Ta/Pt/CoFeB/MgO structures
Park, KW (Park, Kyung-Woong), Park, JY (Park, June-Young), Baek, SHC (Baek, Seung-heon Ch, Kim, DH (Kim, Dae-Hoon), Seo, SM (Seo, Soo-Man), Chung, SW (Chung, Sung-Woong), Park, BG (Park, Byong-Guk)
APPLIED PHYSICS LETTERS, 2016
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