테라바이트급 비휘발성 메모리 제작 원천기술 개발

나노분야 국제학술지 나노레터스 1 월호에 실려

KRISS 나노소재평가센터 엄대진 , 문창연 , 구자용 박사팀이 테라바이트 (Tera Byte) 급 비휘발성 메모리를 제작할 수 있는 원천기술을 개발했다 . 기본적으로 메모리의 구조가 간단해지면 보다 많은 디지털 정보 저장이 가능하다 . 현재 메모리는 실리콘 웨이퍼위에 복잡한 설계와 공정을 통해 생산되고 있다 . KRISS 연구팀은 간단한 공정으로 실리콘 웨이퍼 표면 원자 각각에 ‘0’ 이나 ‘1’ 의 이진정보를 쓰고 지울 수 있는 초고집적 비휘발성 메모리 기술을 개발하고 그 동작원리를 밝혔다 .

실리콘 웨이퍼에 일정량의 붕소 (B) 를 주입한 후 , 열처리하면 표면에 노출된 실리콘 원자들의 상호거리가 늘어난다 . 이렇게 만들어진 표면의 원자 하나하나는 외부 전기 자극에 의해 두 지 안정된 상태로 변형된다 . 리콘 표면 원자가 변형되면 전류공급이 끊어진 후에도 그 상태를 유지하는 비휘발성 특성을 보이는데 이는 원자 하나하나가 디지털 정보를 저장할 수 있다는 것을 의미한다 .

종전까지는 일부 연구팀에서 불규칙하게 분포하는 결함 구조나 인공구조물을 이용하여 원자 스케일에서의 메모리 기능을 시연했지만 위치 제어 등의 어려움으로 응용가능성이 매우 낮았다 . 반면 KRISS 연구팀은 결함이나 인공구조물이 아닌 정상적인 표면 원자를 이용하여 실험을 성공시켰기때문에 향후 상용화 하는데 제약이 크지 않을 것으로 기대된다 .  

이처럼 실리콘 웨이퍼에 직접 디지털정보를 넣을 수 있다면 테라바이트급 비휘발성 메모리 제작이 가능하다 . 메모리의 정보 저장능력은 집적도에 따라 달라진다 . 현재 상용하고 있는 제품과 비교했을 때 집적도의 차이는 200~300 배 정도 차이가 난다 . 더욱이 현재의 플래시 메모리는 24~32 개 층이 쌓여 있는 구조이기 때문에 동일한 층수로 환산하면 실제 저장밀도는 약 7,000 배 정도 증가하게 된다 . 즉 현재 시판되고 있는 제품의 크기 정도를 유지하면서도 수천 배큰 용량인 테라바이트급 비휘발성 메모리가 제작 가능하다 .  

한편 해당 연구결과는 나노분야 국제학술지인 나노레터스 (NanoLetters) 1 월 14 일자에 게재되었다 . KRISS 엄대진 박사는 “ 해당 연구결과는 원자스케일의 기억소자를 구현할 수 있는 원천기술이기 때문에 추가 응용연구가 이루어진다면 한 차원 높은용량의 비휘발성 메모리 제작이 가능하다 .” 고 말했다 .  

【 비휘발성 메모리 】

전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 유지하는 메모리 형태 . 플래시메모리 , ROM, 자기저항메모리 , 전기저항 메모리 등이 해당