임연호 연구실은 플라즈마를 이용한 반도체 식각 및 증착 공정의 해석과 최적화에 중점을 두고 있습니다. 플라즈마 공정은 반도체 제조에서 미세 패턴 형성, 고종횡비 구조 구현, 표면 개질 등 다양한 핵심 기술에 필수적으로 적용되고 있습니다. 본 연구실은 플라즈마의 물리적·화학적 반응 메커니즘을 심층적으로 분석하여, 실제 공정에서 발생하는 다양한 현상을 이론적·실험적으로 규명하고 있습니다. 특히, 3차원 프로파일 시뮬레이션, 표면 반응 모델링, 전산모사 플랫폼 개발 등 첨단 시뮬레이션 기법을 활용하여 플라즈마 식각 및 증착 공정의 정밀한 예측과 최적화를 실현하고 있습니다. 최근에는 디지털 트윈 기술을 접목하여 실제 반도체 제조 현장의 공정 데이터를 실시간으로 반영하고, 공정 진단 및 모니터링 시스템을 구축하는 연구도 활발히 진행 중입니다. 이를 통해 차세대 반도체 소자의 미세화와 고집적화에 필수적인 공정 혁신을 선도하고 있습니다. 이러한 연구는 반도체 산업의 경쟁력 강화와 더불어, 플라즈마 공정의 신뢰성 향상, 생산성 증대, 불량률 저감 등 실질적인 산업적 파급효과를 창출하고 있습니다. 또한, 다양한 산학협력 및 국책과제를 통해 산업계와의 긴밀한 협력을 유지하며, 실질적인 기술 이전과 상용화에도 기여하고 있습니다.

본 연구실은 산화물 반도체 나노선, 금속 나노와이어 등 다양한 나노구조 소재의 합성, 표면 개질, 특성 평가 및 응용 연구를 수행하고 있습니다. 특히, ZnO, SnO2, CuO 등 산화물 나노선의 저비용·대량생산 공정 개발과 더불어, 이들을 활용한 고감도 화학·바이오 센서 플랫폼 구축에 주력하고 있습니다. 나노구조체의 표면 기능화 및 전기적 특성 제어를 통해, 극미량의 유해가스, 중금속 이온, 농약, 바이오마커 등을 실시간으로 검출할 수 있는 첨단 센서 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 센서 기술은 환경 모니터링, 식품 안전, 의료 진단 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 최근에는 페로브스카이트 태양전지, 수소저장 소재 등 에너지 소자 분야로도 연구 영역을 확장하고 있습니다. 나노구조체의 합성과정에서 플라즈마, 전기화학, 화학적 증착 등 다양한 공정기술을 융합하여 소재의 구조적·기능적 특성을 극대화하고, 실제 소자화 및 시스템 통합까지 아우르는 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 나노와이어 기반의 FET(전계효과 트랜지스터) 센서, 바이오센서, 가스센서 등은 높은 민감도와 선택성을 바탕으로 차세대 센서 시장에서 주목받고 있으며, 관련 특허 및 기술이전 실적도 다수 보유하고 있습니다. 이를 통해 미래 지향적 융합기술 창출과 산업적 응용 확대에 기여하고 있습니다.

임연호 연구실은 반도체 공정의 복잡한 물리·화학적 현상을 정밀하게 예측할 수 있는 전산모사 및 시뮬레이션 플랫폼 개발에 앞장서고 있습니다. 특히, 플라즈마 식각 및 증착 공정의 3차원 프로파일 시뮬레이션, 표면 반응 모델링, 멀티스케일 시뮬레이션 등 다양한 해석 기법을 개발하여, 실제 반도체 제조 현장에 적용 가능한 디지털 트윈 솔루션을 제공하고 있습니다. 이러한 연구는 반도체 공정의 최적화, 불량 예측, 공정 조건의 실시간 모니터링 및 제어 등 스마트 제조 혁신에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 최근에는 GPU 기반의 고속 시뮬레이션, 인공지능(AI)과의 융합, 실공정 데이터와의 연계 등 첨단 ICT 기술을 적극 도입하여, 차세대 반도체 생산라인의 디지털 혁신을 선도하고 있습니다. 연구실에서 개발한 시뮬레이션 소프트웨어와 알고리즘은 국내외 반도체 기업, 연구소, 대학 등 다양한 기관에서 활용되고 있으며, 관련 특허 및 기술이전 실적도 풍부합니다. 앞으로도 반도체 공정의 디지털화와 지능화에 기여하며, 글로벌 반도체 산업의 경쟁력 강화에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.