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메모리 반도체 집적도 높이는 방법 개발
서울대 황철성·김미영·한승우 교수팀
메모리 반도체 업계의 가장 큰 고민은 메모리 반도체 크기가 작아지면서 어떻게 집적도를 높일까 하는 것이다. 국내 연구진이 차세대 반도체 소자로 주목받고 있는 이산화티타늄(TiO₂)의 저항 변화 메커니즘을 나노크기에서 규명해 메모리 반도체 소형화.집적화의 길을 열었다.
서울대 재료공학부 황철성.김미영.한승우 교수팀은 수 십 나노미터 두께를 갖는 TiO₂에 적절한 신호를 가하면 저항이 변화하면서 반도체와 같은 성질을 지님을 밝혀냈다고 18일 발표했다. 이번 연구결과는 나노분야 권위지인 네이처 나노테크놀로지 17일자 온라인판에 실렸다.
디지털 기기에 많이 사용되는 메모리 반도체는 가장 많이 쓰이는 것으로 흔히 DRAM과 플래시 메모리가 있는데 이 메모리 장치들은 작게 만들수록 집적도가 떨어져 성능이 저하되는 단점을 갖고 있다. 이 때문에 크기를 작게 만들면서도 성능을 그대로 유지할 수 있는 반도체들이 많이 연구되고 있다.
연구팀은 TiO₂에서 저항 변화는 전기 신호에 의해 부도체 내에서 수 나노미터 굵기를 갖는 도체 선이 필라멘트 형태로 생성되고 소멸되는 과정을 반복적으로 나타냄을 규명했다. 이렇듯 저항의 변화에 따라 데이터를 기록하는 RRAM을 만들게 되면 극초소형의 메모리 반도체를 갖고도 성능을 획기적으로 높일 수 있게 된다.
황철성 교수는 "이번 연구로 상용화에 근접해 있는 상변화 메모리 소자와의 연계를 밝힘으로써 차세대 메모리 반도체 연구에 큰 방향을 제시했다"며 "DRAM 반도체가 작아지더라도 지금과 같이 충분한 집적도를 가질 수 있다는 가능성을 보여줬다"고 설명했다.
[유용하 기자]
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