차세대 반도체 메모리 소자인 `F램 PZT 박막 소자''의 치명적 결함인 이른바 전기적 피로현상을 완전히 해결한 획기적 성능의 메모리 소자가 포항공대 연구진에 의해 처음으로 개발됐다.
포항공대는 13일 공대 신소재공학과 장현명(張鉉明) 교수 연구팀이 최근 백금전극상에서 솔젠 및 펄스레이저 증착법(PLD) 등으로 만든 PZT [Pb (Zr,Ti)0₃] 계열의 커패시터(소재.소자)를 이용, 약 650억회 반복적인 쓰고 읽기 동작에도 정보가손실되지 않는 탁월한 성능을 가진 비휘발성 강유전 메모리 소자인 F램을 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
이 연구는 과기부의 국가지정 연구사업의 지원으로 이뤄졌다.
F램은 빠른 교류 전기장에 의해 원자들 사이에 유도되는 전기 쌍극자의 방향성을 이용하는 메모리 소자로 전기 쌍극자 벡트가 양의 방향일때 `1'', 음의 방향일때`0'' 으로 대응시켜 2진법에 의해 정보를 기록 재생하는 차세대 메모리 방식이라고대학측은 밝혔다.
PZT 커패시터는 한번 저장된 정보가 지워지지 않는 비휘발성, 저(底)전압 작동성, 고속 정보처리 속도(1천만분의 1초), 무제한 정보기록 횟수 등의 장점으로 기존의 D램 소자나 플래시 메모리를 대체할 차세대 메모리 소자인 F램의 주된 후보로서삼성전자, 도시바, 히다치 등 세계 유수의 반도체 메이커들이 치열한 개발경쟁을 벌여왔다.
그러나 수백만번 이상의 쓰고 읽기 동작 이후에는 저장된 정보가 급속히 손실되는 이른바 전기적 피로현상 문제로 개발에 어려움을 겪어 왔다.
장 교수팀이 이번에 개발한 극미세 PZT 커패시터는 실리콘 반도체, 백금 전극과강유전 PZT 박막 사이에 약 40나노미터(1나노미터=1백만분의 1㎜)두께의 씨앗층을도입, 이러한 전기적 피로현상을 완전 해결 했을 뿐만 아니라 한번 쓰여진 정보가시간의 경과에도 불구 손실없이 유지되는 특성인 전하 보유능력도 기존의 PZT커패시티에 비해 탁월한 것으로 평가받고 있다.
장 교수팀은 "현재 D램 반도체 메모리 분야에서 경쟁력을 확보하고 있는 우리나라가 향후 F램 시대에도 반도체 메모리 분야에서 세계 수준의 경쟁력을 확보할 수있는 원동력이 될 것"이라고 전망했다.
(포항=연합뉴스) 이윤조기자
