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.

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.