여러분 2022년 1학기를 마무리하느라 수고하셨습니다. 여름방학과 여름학기를 맞이하며 본격적으로 앞으로의 진로 고민을 할 시간이 다시 찾아온 것 같습니다. 반도체 관련 직무를 희망하거나 반도체 분야 대학원에 관심이 있는 전자공학부 학우들이 정말 많을 것 입니다. 그래서 애플기자단에서 준비했습니다!
대학원연구실 릴레이 인터뷰 3탄의 주인공은 바로!!
<지능형반도체& 디스플레이 연구실>의 배종호 교수님입니다!
지능형반도체& 디스플레이 연구실은 오늘의 주인공 배종호 교수님과 김동명 교수님, 김대환 교수님, 최성진 교수님이 함께 연구를 진행하고 계신 연구실입니다.
반도체가 쓰이지 않는 곳이 없을 만큼 핫한 요즘 시대에 그 중에서도 가장 핫한 지능형 반도체와 디스플레이를 연구하는 S!LK 연구실과, 친절하게 반도체 분야의 길을 지도해주시는 배종호 교수님에 대해 알아보는 인터뷰! 바로 시작하겠습니다!!
Q1) 간단한 소개 부탁드립니다!
안녕하세요, 배종호입니다. 2018년 서울대학교 박사과정을 마치고, 2018-2019년 서울대학교 반도체공동연구소 박사후연구원, 2019년-2020년 미국 UC Berkeley 박사후연구원을 마친 뒤, 2020년 9월 국민대학교 전자공학부에 임용되었습니다. 비메모리/메모리/디스플레이 반도체 연구를 모두 수행하였으며 지금은 메모리/디스플레이 반도체 소자 연구를 주로 진행하고 있습니다. 현재 S!LK에서 교수님들과 즐겁게 강의, 연구를 하고 있습니다. 함께 연구하는 교수님들의 연구 분야는 제가 하는 것 보다 훨씬 다양해서, 우리 연구실 중 제가 커버할 수 있는 일부만 설명 드린다고 이해해주시면 좋겠습니다.
Q2) 본 연구실에서는 어떤 것들에 대해 연구하나요?
저희 연구실은 현재 반도체 소자 구조 설계, 제작 공정, 측정 및 분석 연구를 수행하고 있습니다. 기존 상용 반도체인 MOSFET, FLASH, DRAM에서부터 새로운 구조와 새로운 재료를 활용한 반도체 소자와, 디스플레이 핵심 반도체 소자의 전기/광학적 특성 분석에 대해 연구하고 있습니다. 여기에는, 연구/개발된 반도체 소자를 지능형반도체, 메모리, 비메모리, 디스플레이 등 다양한 응용에 적용하기 위한 방법에 대한 연구도 포함됩니다.
이 과정에서 TCAD 시뮬레이션, 반도체 소자 설계, 다양한 반도체 소자의 공정, 반도체 소자의 측정 및 분석, 반도체의 구동 원리 이해 등 반도체 재료 및 소자 기본 지식과 실무 응용에 대한 내용이 함께 연구됩니다.
Q3) 연구하는 분야가 비메모리 반도체 분야와는 어느정도 거리가 있나요?
우선, 반도체 관련 지식에는 메모리/비메모리의 경계가 없다고 생각합니다. 비메모리에서 문제가 되는 것은 메모리에서도 문제가 되고, 그 반대도 성립하는 등 상호연관성이 높습니다. 그리고 최근 지능형 반도체라 불리는 반도체 분야는, 소자, 회로, 시스템이 융합된 분야입니다. 기존 컴퓨터에서 비메모리/메모리로 구분되었던 것과 달리, 지능형 반도체는 메모리-프로세서 융합 컴퓨팅 시스템이며 메모리 자체가 연산에 활용되는 비메모리적 성질도 가지게 됩니다. 따라서, 조금만 더 기술이 성숙되어도 메모리/비메모리의 경계가 모호할 것이라 생각합니다.
현재 우리 연구실은 다양한 반도체 소자의 분석 연구 (비메모리/메모리 포함), 지능형 반도체 연구를 수행 중이며, 지능형 반도체 측면에서는 메모리 반도체, 메모리 반도체의 효과적 활용을 위한 메모리 반도체의 배치, 주변 구동 시스템 (회로 및 구동 방식 등) 수준의 비메모리 반도체 일부 분야까지 포함하는 연구를 수행합니다.
Q4) 학생들을 선발할 때 중요하게 보시는 기준이 뭔가요?
물론, 전공 실력 (또는 학점) 도 중요하지만, 호기심이 많고 그것을 해결하고자 하는 욕심이 있는 것이 가장 중요하다고 생각합니다. 공부는 새로운 것을 배우는 것이고, 그것을 이용해서 쓸모 있는 좋은 것을 개발하는 것이 연구라고 생각합니다.
저 역시도 아직 모르는 것이 많아 계속 공부하고 있습니다. 그리고 기본만 갖추었다면 실력이 부족하더라도 같이 공부하면 됩니다. 많이 아는 것도 중요하지만, “이러면 어떻게 될까? 저러면 어떻게 될까?” 하는 호기심, 조금 더 배워보려는 태도, 그리고 성실함이 자기계발과 실력 향상에 직접적으로 관계되어 있다고 생각합니다. 이러한 태도를 가진 학생들이 연구실에서 더 재미있게 연구하고 잘 적응하며 앞으로의 미래도 밝을 것이라고 생각합니다.
Q5) 지능형반도체와 디스플레이 두 연구분야의 연관성과 비중은 어떻게 되나요?
연구실 전체로 보았을 때에는, 50:50이라고 생각합니다.
저의 연구 주제에 한정해서 말씀드리면, 저는 현재 우리 연구원들과 지능형 반도체로서 활용하기 위해, 디스플레이 핵심 재료/소자에 메모리 기능을 부여하는 연구를 진행 중입니다. 지능형 반도체 측면에서는 메모리 소자 제작 공정 연구부터 시작 중이며, 디스플레이에서 주로 사용되는 핵심 재료 및 소자와 관련된 반도체 이론 및 분석/측정도 함께 진행한다고 보면 좋겠습니다.
정리하자면, 비중은 우열을 가리기 어렵고, 두 연구가 매우 밀접하게 연관되어 있는 상황입니다.
Q6) 교수님 연구실의 대학원생들이 어떤 연구나 프로젝트를 진행하는지 알려주세요.
연구실 전체에서 수행하는 연구 및 프로젝트를 요약하자면, 지능형 반도체 및 디스플레이를 위한 반도체 소자의 설계, 제작, 측정 및 분석이라고 할 수 있겠습니다.
제가 현재 학생들과 함께 연구하는 분야는, IGZO 기반 강유전 메모리 연구입니다. IGZO는 디스플레이 응용에 주로 사용되는 금속산화물 반도체 재료이고, 강유전 메모리는 일반적인 메모리 응용에서 지능형반도체 응용까지 폭 넓게 주목받는 연구 주제입니다.
위 두가지 개념을 이용해서 (1) 반도체 소자의 구조를 설계하고, (2) 공정해서 제작하고, (3) 만들어진 반도체 소자를 측정하고, (4) 결과 데이터를 반도체 이론을 적용해서 분석하고, (5) 개선점/문제점의 파악을 마친 후 다시 (1) 새로운 구조 설계의 순환 구조를 가지고 연구합니다.
학생들 개개인이 비교적 흥미를 느끼는 주제에 대해, 메모리/디스플레이/지능형반도체 등의 요소가 모두 포함된 복합적인 주제를 만들어서 함께 공부하고 연구하는 형태로 진행하려고 노력하고 있습니다. 복합적인 주제를 설계하는 것이 조금은 힘들지만, 그래도 추후 회사/연구 등 진로에 관계없이 실무에 바로 응용될 수 있는 형태의 연구를 수행할 수 있도록 하는 것이 중요하다고 생각합니다.
제가 학생들과 현재 진행하는 연구 프로젝트는 eFLASH 기반 PIM 시스템 설계, 강유전 메모리 소자의 최적화 등 메모리 반도체에 대한 새롭고 주목받는 주제에 대한 정부 과제를 수행 중이고, 인공지능 (딥러닝) 기반의 반도체 소자 모델링을 주제로 산학 협력 연구를 진행 중입니다.
Q7) 연구실에 들어가기 위해 따로 공부해야할 부분이나 수강해야할 과목이 있을까요?
반도체 소자 관련 연구를 수행하는 연구실이다보니, 지능형반도체공학, 지능형반도체소자, 집적회로공정 등 반도체 소자 이론과 공정 과목이 필수적이라고 생각합니다. 그 외 디스플레이 공학, 회로 관련 교과목, 전자기학, 물리, 화학 등 공부해두면 좋은 과목은 끝이 없습니다만, 앞에서도 강조했듯이 기본적인 실력을 갖추었다면, 함께 공부하며 배울 수 있도록 즐겁게 연구에 임할 수 있는 태도만 가지고 있다면 함께하는데 부족함은 없으리라 생각합니다.
Q8) 본 연구실 입학을 희망하는 전자공학부 학생들에게 당부해주고 싶으신 말씀이나 조언해주실 이야기가 있으신가요?
보통은 연구실에 들어가면 일이 너무 많다, 논문 쓰는 것이 너무 힘들다, 교수님한테 매일 혼난다 등 어렵고 힘들다는 이미지가 많다고 생각합니다. 물론 대학원 연구실에 처음 들어온다면, 반도체 소자 관련 지식, 다양한 툴을 사용하는 방법, 논문을 쓰는 방법 등 처음 보는 어려운 것을 많이 배워야 합니다. 이러한 것에 대해서는, 모두 아시겠지만, 어렵게 배운 만큼 도움이 많이 된다는 것으로 정리하겠습니다.
사실, 제가 생각하는 대학원은 “생각하는 방식”을 배우는 곳입니다. 여기에서 언급한 생각하는 방식은, 이미 알고 있는 것을 쓸모 있는 것을 만드는 데 적용하는 공학적 방법론과, 세상에 알려져 있지 않은 것을 스스로 만들어 나가고 탐구할 수 있는 논리적 사고법입니다. 다시 말하면, 이미 배운 지식을 가지고, 교과서 문제 풀이에만 적용하는 것이 아닌, 논리적 사고를 통해 새로운 것을 설계/개발하고 다양한 방식으로 재조립해서 이전에 없던 새로운 지식과 기술을 만들어내는 방법을 배운다는 뜻입니다.
공학적, 논리적으로 사고할 수 있게 되었을 때, 누가 알려주지 않고 내가 스스로 생각해낸 것이 맞는 것이었다는 성취감과 만족감, 자신감을 얻을 수 있고, 동시에 스스로 부족하거나 필요한 부분을 찾아 배울 수 있게 되면서 자연스레 능동적이고 열정 있는 사람이 됩니다.
물론 하나도 힘들지 않고 항상 재미있고 즐겁다고 이야기 하고싶은 것은 아닙니다만, 연구 과제 수행이나 연구 프로젝트를 수행해보면서 느낄 수 있는 성취감과 즐거움이 힘든 과정에 비하면 훨씬 크다고 장담합니다. 함께 재미있게 연구할 수 있다면 좋겠습니다.
Q9) 마지막 질문입니다. 교수님께서는 어떤 올해의 목표가 있으신가요?
올해로, 제가 임용된 지 2년째입니다. 강의도 설계해보고, 연구도 처음부터 시작하다 보니 시간이 생각보다 빨리 지나갔습니다. 수업도 대면으로 바뀌었고 함께 연구하는 학생들도 늘어난 만큼 일도 많아지겠지만, 더 많은 학생들과 많이 이야기하며 즐겁게 보내 보자는 것이 가장 큰 목표입니다.
주변에서 훌륭하다고 평가받는다든가, 주목받는 연구결과를 발표하고 싶다 거나 하는 욕심나는 것은 많지만, 저 혼자 달려나가서 되는 것도 아니고, 욕심을 많이 낸다고 빨리 성취할 수 있는 것도 아닐 겁니다. 우리 전자공학부 동료 교수님, 학생들과 열심히, 즐겁게 보내다 보내면 어느 시점에 목표가 다 이루어져 있을 것이라고 자신합니다. 그런 의미에서 지금 국민대에서 저의 시작을 함께 하며 고생하는 학생들에게도 너무 고맙습니다.
(극저온 (-196℃ 또는 77K) 또는 진공 측정용 Probe station 및 반도체 파라미터 분석기의 사진입니다.)
(디스플레이용 트랜지스터를 비롯한 다양한 반도체 소자의 동작 특성 및 광 반응을 (Photo-response)를 측정할 수 있는 Probe Station입니다. 이외에도 다양한 장비들로 연구가 공학관 연구실에서 진행되고 있다고 합니다.)
(연구에 집중하고 있는 대학원생의 모습.)
(넓은 연구실 일부분의 모습, 연구실이 정말 넓고, 자유로운 분위기 속에서 대학원생들이 각자 맡은 연구에 열중하는 모습을 볼 수 있었습니다.)
지금까지 배종호 교수님의 <지능형반도체& 디스플레이 연구실> 탐방을 했는데요, 이번 기사를 통해 반도체 소자와 메모리, 디스플레이 분야에 대한 궁금증과 관심이 더 커지고, 더 나아가 대학원 진학에 대해 고려해보는 계기가 되었으면 좋겠습니다.
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