화학뉴스

20나노급 플래시메모리 상용화가 앞당겨질 것으로 예상된다.
교육과학기술부는 조병진 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 차세대 플래시 메모리(전하포획방식)의 게이트(반도체에서 전자를 가두고 비우는 그릇) 전극 소재를 금속에서 그래핀으로 바꾸어 데이터 보존 시간 및 수명을 크게 늘리는데 성공했다고 11월21일 밝혔다.

그래핀은 2차원의 탄소 나노 구조체로써 보통 흑연에서 한 겹의 원자층을 벗겨낸 것으로 전자가 빠르게 이동할 수 있어 전도성과 강도가 뛰어나 신소재로 주목받고 있다.
현재 국내외기업들은 기존 30나노급 플래시메모리를 대체할 20나노급 개발을 위해 대부분 게이트 전극 소재로 질화탄탈늄(TaN) 등 금속을 사용하고 있으나, 금속 전극 전하포획방식의 플래시메모리는 아직까지 150℃이상에서 10년 이상 데이터를 보존하는 등의 시장 요구 조건을 충족하지 못하고 있는 것으로 알려져 있다.
그러나 연구팀이 전극의 소재를 그래핀으로 바꾸자 기존 금속 전극 플래시메모리의 보존시간보다 1만배가 늘었고 상용화 조건인 10년(약 10의 8제곱)보다도 긴 10의 9제곱 초까지 확대됐다.
데이터를 쓰고 지우는데 필요한 전압 차이도 10V에서 17V로 70% 가량 높아졌다.
연구팀은 “그래핀 전극을 사용한 플래시 메모리 반도체의 성능과 수명이 좋아지는 것은 가벼운 원자 한 겹으로 이뤄진 그래핀의 특성 때문”이라며 “그래핀은 얇지만 전도성까지 매우 뛰어나다”고 강조했다.
조병진 교수는 “연구 성과는 그동안 상용화에 어려움을 겪고 있던 20나노급 플래시메모리 개발에 돌파구가 될 것”이라며 “기존 생산공정에 바로 적용할 수 있으며 신뢰도가 중요한 자동차ㆍ국방 부문의 시스템 반도체에도 응용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
연구 논문은 나노과학 분야 권위지인 <나노 레터스(Nano Letters)> 온라인판에 실렸다.