MS 연구실(Compound Semiconductor Devices & Circuits Laboratory)은 동아대학교 전자공학과 소속으로, 화합물 반도체 기반의 첨단 소자 및 회로 기술 개발에 주력하고 있습니다. 본 연구실은 InGaAs, InP, GaAsSb, Ga2O3 등 다양한 화합물 반도체 소재를 활용하여 자외선부터 중적외선에 이르는 광센서, 포토트랜지스터, 단일광자 검출기 등 고성능 광전자 소자 연구에 집중하고 있습니다. 이를 위해 미스트 화학기상증착, 금속-유기 화학기상증착, 금속 웨이퍼 본딩 등 첨단 박막 성장 및 이종접합 기술을 적극적으로 도입하고 있습니다.
연구실은 고감도, 저잡음, 고속 응답 특성을 갖는 광센서 소자 개발을 목표로, 나노구조 설계, 표면 플라즈몬 공명, 미세 패터닝 등 다양한 소자 구조 및 공정 기술을 연구합니다. 또한, 실리콘 기판 위에 III-V족 반도체를 집적하거나, 금속 나노점 기반 이종접합 박막 성장 등 혁신적인 소자 제조 공정을 개발하여, 차세대 적외선 카메라, 자외선 검출기, 바이오 및 환경 센서 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다.
차세대 전력반도체 및 집적회로 공정 기술 개발도 연구실의 주요 연구 분야 중 하나입니다. 전계효과 트랜지스터, 쇼트키 다이오드, 고전압 센서 등 다양한 전력반도체 소자와, BCB 평탄화, 인듐 범프 형성, 나노스케일 패터닝 등 미세 가공 기술을 활용한 3차원 집적회로 및 하이브리드 센서 어레이 제조 기술을 연구합니다. 또한, 프린팅 방식의 수동소자 내장 스너버 회로, 고온동작 단일광자 검출기 등 혁신적인 특허 기술도 다수 보유하고 있습니다.
연구실은 국내외 산학연 협력 프로젝트를 통해 실리콘 포토닉스, Ga2O3 기반 자외선 검출기, 안티몬 기반 중적외선 검출기, 저잡음 SWIR 단일광자 검출기 등 다양한 응용 분야의 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 이를 통해 미래 반도체 및 광전자 산업의 핵심 원천기술을 확보하고, 실용화 및 상용화 연구에도 적극적으로 참여하고 있습니다.
MS 연구실은 열정과 창의성을 바탕으로, 첨단 반도체 소자 및 회로 기술의 연구개발을 선도하고 있습니다. 다양한 연구성과와 특허, 산학협력 경험을 바탕으로, 미래 반도체 산업의 경쟁력 강화와 신시장 창출에 기여하고 있습니다.
본 연구실은 화합물 반도체를 기반으로 한 첨단 광센서 및 포토트랜지스터 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 InGaAs, InP, GaAsSb, Ga2O3 등 다양한 화합물 반도체 소재를 활용하여 자외선(UV)부터 단파장 적외선(SWIR), 중적외선(MWIR) 영역까지 넓은 스펙트럼을 감지할 수 있는 고성능 광센서 소자를 연구합니다. 이러한 소자들은 높은 감도와 빠른 응답속도를 동시에 달성하기 위해 이종접합구조, 나노구조 설계, 금속-절연체-반도체(MIS) 구조 등 다양한 소자 구조 및 공정 기술을 적용하고 있습니다.
연구실에서는 미스트 화학기상증착(Mist CVD), 금속-유기 화학기상증착(MOCVD), 금속 웨이퍼 본딩 등 첨단 박막 성장 및 이종접합 기술을 적극적으로 활용합니다. 이를 통해 실리콘 기판 위에 III-V족 반도체를 집적하거나, 금속 나노점(buffer layer)을 이용한 이종접합 박막 성장 등 혁신적인 소자 제조 공정을 개발하고 있습니다. 또한, 표면 플라즈몬 공명, 나노스케일 패터닝, 인듐 범프 형성 등 미세 가공 및 집적 기술을 접목하여 소자의 성능을 극대화하고 있습니다.
이러한 연구는 고감도 적외선 카메라, 자외선 검출기, 단일광자 검출기 등 차세대 광센서 응용 분야에 직접적으로 기여하고 있습니다. 특히, 저잡음·고속 동작이 가능한 포토트랜지스터 및 단일광자 검출기 개발을 통해 국방, 우주, 바이오, 환경 모니터링 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있는 핵심 원천기술을 확보하고 있습니다.
차세대 전력반도체 및 집적회로 공정 기술
연구실은 차세대 전력반도체 소자 및 집적회로(IC) 공정 기술 개발에도 활발히 참여하고 있습니다. 전력반도체는 고전압, 고전류를 효율적으로 제어할 수 있는 핵심 소자로, 전기차, 신재생에너지, 스마트그리드 등 다양한 미래 산업의 기반이 됩니다. 본 연구실에서는 화합물 반도체 기반의 전계효과 트랜지스터(FET), 쇼트키 다이오드, 고전압 센서 등 다양한 전력반도체 소자 구조를 연구하며, 고신뢰성 및 고효율 동작을 위한 소재 및 공정 최적화에 주력하고 있습니다.
특히, BCB 평탄화 및 에칭 공정, 인듐 범프 형성, 나노스케일 패터닝 등 미세 가공 기술을 활용하여, 3차원 집적회로, 하이브리드 센서 어레이, 고집적 전력모듈 등 첨단 집적회로 제조 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 프린팅 방식의 수동소자 내장 스너버 회로, 고온동작 단일광자 검출기 등 혁신적인 소자 및 회로 설계 특허도 다수 보유하고 있습니다.
이러한 연구는 차세대 반도체 패키징, 고신뢰성 전력모듈, 스마트 센서 네트워크 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있으며, 국내외 산학연 협력 프로젝트를 통해 실용화 및 상용화 연구도 활발히 진행 중입니다. 이를 통해 미래 반도체 산업의 경쟁력 강화와 신시장 창출에 기여하고 있습니다.
