전자세라믹스는 전자기적 특성을 활용하여 다양한 첨단 소자에 적용되는 핵심 소재입니다. 유찬영 연구실에서는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 기술을 활용하여 전자세라믹스 박막을 정밀하게 성장시키는 연구를 수행하고 있습니다. 이 기술은 원자 단위의 두께 제어와 균일한 박막 형성이 가능하여, 차세대 반도체 및 메모리 소자, 트랜지스터 등 다양한 전자 소자에 필수적으로 요구되는 고품질 세라믹스 박막을 구현할 수 있습니다. 특히, 연구실에서는 망간 텔루라이드(MnTe), 게르마늄 텔루라이드(GeTe), 하프늄 산화물(HfO2), 인듐 산화물(In2O3) 등 다양한 전자세라믹스 소재의 ALD 공정 최적화와 특성 제어에 집중하고 있습니다. 이를 통해 박막의 결정 구조, 표면 거칠기, 전기적 특성 등 소자 성능에 직접적으로 영향을 미치는 요소들을 체계적으로 분석하고 있습니다. 또한, 도핑 및 합금화 기술을 접목하여 소재의 물성을 정밀하게 조절함으로써, 고신뢰성·고성능 소자 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 메모리 소자, 신경모방(뉴로모픽) 소자, 고집적 트랜지스터 등 첨단 전자기기의 핵심 부품 개발에 중요한 역할을 하고 있습니다. 원자층 증착 기반 전자세라믹스 연구는 소재 과학과 소자 공정 기술의 융합을 통해 미래 정보기술 산업의 혁신을 선도할 것으로 기대됩니다.

유찬영 연구실은 뉴로모픽 하드웨어와 고성능 집적 소자 개발을 위한 신소재 연구에 주력하고 있습니다. 뉴로모픽 소자는 인간 두뇌의 신경망 구조와 동작 원리를 모방하여, 인공지능 및 고속 신호처리 분야에서 혁신적인 성능을 발휘할 수 있는 차세대 전자 소자입니다. 연구실에서는 오보닉 스위치(Ovonic Threshold Switch, OTS) 기반 나노 오실레이터, 스택형 신경망 소자 등 다양한 뉴로모픽 소자에 적합한 신소재를 개발하고 있습니다. 특히, 게르마늄 셀레나이드(GeSe2), 주석 도핑 게르마늄 셀레나이드(SnGS2), WO3 도핑 인듐 산화물(IWO) 등 새로운 조성의 전자세라믹스 박막을 원자층 증착법으로 성장시켜, 소자의 임계 전압, 오프 전류, 내구성 등 주요 특성을 획기적으로 개선하고 있습니다. 이러한 소재들은 고집적 3차원 집적회로(3D IC), 백엔드 오브 라인(BEOL) 호환 트랜지스터, 스파이킹 뉴럴 네트워크(SNN) 및 오실레이터리 뉴럴 네트워크(ONN) 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다. 연구실의 신소재 개발은 소자 집적도와 에너지 효율을 극대화하여, 인공지능 하드웨어, 초고속 데이터 처리, 차세대 메모리 및 센서 기술 등 미래 정보통신 산업의 핵심 경쟁력을 확보하는 데 중추적인 역할을 하고 있습니다. 또한, 소재-공정-소자-시스템의 전주기적 연구를 통해 실용화 가능성이 높은 혁신적 기술을 지속적으로 창출하고 있습니다.