포스텍은 노준석 교수팀이 질소를 도핑한 화합물질을 이용, 저항률이 100배 증가해 성능이 크게 향상된 CB램 소자를 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다. 이 연구는 재료 분야 국제 학술지인 ‘어드밴스 전자 재료’지 표지논문으로 선정됐다.
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다양한 메모리 중 CB램의 경우 플래시 램에 비해 100배 적은 전력을 소비하면서 읽기와 쓰기 작업이 가능하고 장치의 신뢰도 및 논리 회로 뒷면의 결합이 쉽다는 장점이 있다. 그러나 저항성을 높이기 위해선 결정화 온도를 높여야 하는 문제점이 있었다. 연구팀은 CB램의 구조 속에서 절연체를 활용해 저항성을 높일 방법을 찾았다. CB램은 금속-절연체-금속의 구조를 가지는데 지금까진 게르마늄과 안티모니, 텔루늄이 결합된 화합물 물질인 GST를 절연체로 사용해왔다. 연구팀은 얇은 GST 필름에 질소를 도핑하는 방법을 도입했다. 질소를 도핑하게 되면 결정질의 입자 성장을 조절할 수 있게 돼 저항성을 증가시킬 수 있게 된다. 실험 결과 동작 전압, 온·오프비율이 높은 전류 가운데 안정적인 값으로 나왔고, 또 고온인 85도에서도 일정한 성능을 보임을 검증했다. 특히 기존의 소자 공정에 질소 도핑을 추가하는 것만으로 손쉽게 적용할 수 있어서 기존의 소자의 성능을 크게 향상시키며 기존 소자를 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 노 교수는 “기존 GST 필름에 질소를 도핑하는 간단한 방법을 통해 CB램 소자를 개발했다”며 “스마트폰, 의료기기 등 작고 성능 좋은 메모리가 필요한 분야에 바로 적용 가능하며 기존 소자를 대체할 연구가 될 것”이라고 밝혔다.
포항=장영태 기자 3678jyt@segye.com