세종대학교
전자정보통신공학과
우형수
세종대학교 AI융합전자공학과 연구실은 나노전계방출소자 및 탄소나노튜브(CNT) 기반 전기적 특성 개선 연구를 중심으로 첨단 반도체 소자와 이미지 센서 기술 개발에 주력하고 있습니다. 본 연구실은 나노미터 크기의 전계방출소자와 CNT 소재의 우수한 특성을 활용하여 차세대 디스플레이, 진공 전자소자, 고성능 센서 등 다양한 응용 분야에 적용 가능한 핵심 기술을 개발하고 있습니다.
특히, 탄소나노튜브의 성장 조건, 표면 처리, 금속 코팅 등 다양한 공정 변수를 정밀하게 제어하여 전계방출 특성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 플라즈마 화학기상증착법, 촉매 두께 조절, 플라즈마 전처리, 금속(티타늄 등) 코팅 등 다양한 방법을 통해 CNT의 밀도, 길이, 표면 상태를 최적화함으로써 방출 전류의 증가와 안정성 향상을 달성하고 있습니다. 이러한 연구는 전계방출 디스플레이(FED)와 진공 마이크로전자소자 등 산업적 응용에 직접적으로 연결됩니다.
반도체 소자 분야에서는 이미지 센서, DRAM, 커패시터 등 다양한 소자의 설계와 공정 기술 개발이 이루어지고 있습니다. 고감도, 저전압, 저소음 이미지 센서 개발을 위한 회로 설계와 소자 구조 최적화, DRAM의 데이터 유지 시간 향상, 고집적 커패시터 설계 등 첨단 반도체 공정 기술이 연구되고 있습니다. 또한, 금속 실리사이드, 산화막, 절연막 공정 기술을 활용하여 소자의 신뢰성, 집적도, 전기적 특성을 개선하는 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
연구실은 다수의 논문 발표와 특허 출원, 국내외 학회 발표, 산학협력 경험을 바탕으로 반도체 및 나노소자 분야에서 높은 전문성과 혁신성을 인정받고 있습니다. 이러한 연구 성과는 차세대 디스플레이, 고성능 전자소자, 모바일, IoT 센서 등 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다.
앞으로도 본 연구실은 나노소자와 반도체 기술의 융합을 통해 미래 전자공학의 발전을 선도하고, 실용화 가능한 혁신 기술 개발에 지속적으로 기여할 것입니다.
Field Emission
Image Sensors
Carbon Nanotubes
나노전계방출소자 및 탄소나노튜브 기반 전기적 특성 개선
본 연구실은 나노전계방출소자와 탄소나노튜브(CNT)를 활용한 전기적 특성 개선 연구에 중점을 두고 있습니다. 나노전계방출소자는 전계 방출 현상을 이용하여 전자를 방출하는 소자로, 고해상도 디스플레이, 진공 전자소자, 센서 등 다양한 첨단 응용 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 특히, 탄소나노튜브는 우수한 전기적, 기계적, 화학적 특성으로 인해 차세대 전계방출소자의 소재로 각광받고 있습니다.
연구실에서는 탄소나노튜브의 성장 조건, 표면 처리, 금속 코팅 등 다양한 공정 변수를 제어하여 전계방출 특성을 극대화하는 방법을 탐구하고 있습니다. 예를 들어, 플라즈마 화학기상증착법(PECVD)이나 촉매 두께 조절, 플라즈마 전처리, 금속(티타늄 등) 코팅을 통해 CNT의 밀도, 길이, 표면 상태를 정밀하게 제어함으로써 방출 전류의 증가와 안정성 향상을 달성하고 있습니다. 이러한 연구는 실제로 전계방출 디스플레이(FED)나 진공 마이크로전자소자 등 다양한 산업적 응용에 직접적으로 연결됩니다.
또한, CNT 기반 전계방출소자의 신뢰성 향상과 장기 구동 특성 개선을 위한 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 금속 코팅을 통한 일함수 조절, 기판과의 접착력 강화, 전계 방출 전류의 요동 감소 등은 소자의 실용화에 필수적인 요소로, 연구실은 이와 관련된 다수의 논문과 특허를 보유하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 차세대 디스플레이, 고성능 전자소자 개발에 중요한 기여를 하고 있습니다.
반도체 소자 및 이미지 센서 기술 개발
본 연구실은 반도체 소자, 특히 이미지 센서 및 DRAM, 커패시터 등 다양한 반도체 소자의 설계와 공정 기술 개발에도 주력하고 있습니다. 이미지 센서 분야에서는 CMOS 및 CCD 기반의 고감도, 저전압, 저소음 센서 개발을 위한 회로 설계와 소자 구조 최적화 연구가 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 소스 폴로워 회로의 능동 이득 제어, 리셋 동작 최적화, 포토다이오드의 핀치오프 전압 제어 등 다양한 기술적 접근을 통해 이미지 센서의 성능을 극대화하고 있습니다.
또한, DRAM과 같은 메모리 소자의 데이터 유지 시간 향상, 고집적 커패시터 설계, 트렌치 구조 및 자기정렬 콘택패드 형성 등 첨단 반도체 공정 기술 개발도 중요한 연구 주제입니다. 연구실은 다양한 금속 실리사이드, 산화막, 절연막 공정 기술을 활용하여 소자의 신뢰성, 집적도, 전기적 특성을 개선하고 있습니다. 이러한 연구는 실제로 삼성전자 반도체연구소 등과의 협업 및 산업체 적용으로 이어지고 있습니다.
특히, 이미지 센서의 소형화 및 고해상도 구현을 위한 미세공정 기술, 포토다이오드의 전기적 특성 제어, 신호 대 잡음비 개선 등은 차세대 모바일, 카메라, IoT 센서 등 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 연구실의 다수의 논문, 특허, 산학협력 경험은 반도체 소자 및 이미지 센서 분야에서의 높은 전문성과 혁신성을 보여줍니다.
1
Enhanced field emission properties from titanium-coated carbon nanotubes
Uh, HS, Park, S, Kim, B
DIAMOND AND RELATED MATERIALS, 2010
2
Radio Frequency Source Power-Induced Ion Energy Impact on SiN Films Deposited Using a Room Temperature SiH4-N2 Plasma
우형수, 김병환, 권상희, 김정, 정상철
Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2009
3
The effect of size on photodiode pinch-off voltage for small pixel CMOS image sensors
Park S., Uh H.
Microelectronics Journal, 2009