사물인터넷(IoT) 센서, 마이크로 로봇, 의료용 임플란트, 웨어러블 디바이스 등 전자기기의 초소형화는 고안정성, 고성능의 마이크로 스케일 에너지 저장 장치에 대한 수요를 급격히 증가시키고 있습니다. 기존 리튬이온 배터리는 대형 시스템에서는 높은 에너지 밀도를 제공하지만, 디바이스 구조 및 제조 공정의 특성으로 인해 마이크로 디바이스에 적용하기 어렵다는 한계점이 존재합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 다층 세라믹 배터리(Multi-Layer Ceramic Battery, MLCB)는 차세대 초소형 전력원에 적합한 이차전지로 주목받고 있습니다. MLCB는 다층 세라믹 커패시터(MLCC)의 설계 원리를 기반으로, 고체 전해질과 전극 재료를 수 마이크로미터 이하의 정밀도로 적층하여 단일체 구조를 형성합니다. 이러한 구성은 제한된 공간 내에서도 높은 에너지 및 출력 밀도를 확보할 수 있으며, 유연한 폼팩터 설계와 높은 신뢰성을 구현할 수 있습니다. 

본 연구에서는 프리스탠딩 세라믹 멤브레인 형태의 구성 요소를 기반으로 적층 공정을 구현하여, 마이크로 스케일 에너지 저장장치를 위한 MLCB의 확장 가능한 제조 공정을 개발하고자 합니다. 반도체 이종집적 및 MLCC 제조에 활용되는 다양한 정밀 공정 기술을 융합함으로써, 차세대 초소형 시스템의 요구사항을 충족할 수 있는 공정 기반을 구축합니다. 또한, 적층 구조의 기계적 안정성, 계면 특성, 전기화학적 성능을 체계적으로 분석함으로써, 본 연구는 MLCB 기술을 고밀도, 고안정성, 고집적 마이크로 배터리의 핵심 플랫폼으로 정립하는 데 기여하고자 합니다.