전자소자연구실은 강유전체 HfO2(Hafnium Oxide) 기반의 차세대 메모리 소자 개발에 중점을 두고 있습니다. 최근 반도체 산업에서 요구되는 저전력, 고신뢰성, 고집적 메모리 소자 구현을 위해 HfO2와 ZrO2의 조성비 조절, 산화제(예: H2O2, O3) 선택, 어닐링 공정 최적화 등 다양한 공정 변수를 체계적으로 연구하고 있습니다. 이를 통해 3nm 이하의 초박막 강유전체 박막을 구현하고, BEOL(Back-End-Of-Line) 공정과의 호환성을 확보하여 실제 반도체 제조 공정에 적용 가능한 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 기술을 활용하여 박막의 두께와 조성을 정밀하게 제어하고, 전기적 특성 및 내구성 향상을 위한 전극 재료(예: TiN, W)와의 계면 공학 연구도 활발히 진행 중입니다. 최근에는 머신러닝 기반의 공정 최적화, 저온 공정(300~400℃ 이하)에서의 결정화 및 강유전 특성 향상, 극저온 환경에서의 소자 특성 평가 등 첨단 연구가 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 DRAM, FRAM, 인메모리 컴퓨팅 등 다양한 차세대 메모리 응용 분야에 직접적으로 기여하고 있으며, 국내외 주요 학술지 및 학회에서 다수의 표지 논문, 우수 논문상, 특허 출원 및 등록 등 탁월한 성과를 창출하고 있습니다.

본 연구실은 산화물 반도체 기반 박막 트랜지스터(Thin-Film Transistor, TFT)와 인쇄 및 플렉서블 전자소자 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. IGZO, In-Zn-O, In-Ga-Zn-O 등 다양한 산화물 반도체를 활용하여 저온 공정, 용액공정, 플렉서블 기판 적용 등 차세대 디스플레이 및 웨어러블 전자기기에 적합한 소자 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 박막 트랜지스터의 전기적 안정성, 신뢰성, 저전력 구동 특성 향상을 위한 패시베이션, 도핑, 계면 제어 등 다양한 소재 및 공정 연구가 이루어지고 있습니다. 또한, 인쇄전자 및 플렉서블 전자소자 분야에서는 유연한 기판 위에 직접 소자를 형성하는 기술, 바이오센서와 연계된 FET 기반 DNA 바이오센서 개발, 대면적 웨이퍼 스케일 특성 평가 등 실용화에 가까운 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 기술은 차세대 디스플레이, 웨어러블 헬스케어, IoT 센서 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 연구실은 관련 특허 다수 보유, 국내외 기업(삼성전자, SK하이닉스, Tokyo Electron Korea 등)과의 산학협력, 정부 및 연구재단 프로젝트 수행을 통해 실질적인 기술 이전과 산업적 파급효과를 창출하고 있습니다.

전자소자연구실은 박막 트랜지스터 및 강유전체 소자 기술을 기반으로 한 바이오센서 및 융합 소자 응용 연구도 활발히 수행하고 있습니다. FET 기반 DNA 바이오센서, 라벨프리 전기적 검출 시스템, 플렉서블 바이오센서 등 차세대 바이오헬스 및 의료융합 분야에 적용 가능한 소자 개발에 집중하고 있습니다. 저온 용액공정 및 다층 산화물 박막 구조를 활용하여 고감도, 고신뢰성, 저비용 바이오센서 플랫폼을 구현하고 있습니다. 특히, 인체 친화적이고 유연한 바이오센서 개발을 위해 플렉서블 기판, 인쇄전자 기술, 나노소재 응용 등 다양한 융합기술을 접목하고 있습니다. 이러한 연구는 바이오마커 검출, 질병 진단, 스마트 헬스케어 기기 등 다양한 실용적 응용 분야로 확장되고 있습니다. 연구실은 바이오센서 분야에서의 다수의 특허, 국내외 학술 발표, 산학협력 프로젝트 등을 통해 바이오-전자 융합 분야의 선도적 연구그룹으로 자리매김하고 있습니다.