세계최초, 테라비트급 플래시 메모리소자의 동작 확인
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세계최초, 테라비트급 플래시 메모리소자의 동작 확인
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30nm 최소선폭 및 SONOS기술를 이용한 플래시 메모리 소자의 동작 세계 최초 확인되었다.

삼성종합기술원에 의하면 (원장 : 손욱(孫郁)) 김정우(金楨雨)박사 연구팀은 과학기술부 21세기 프론티어 연구개발사업의 일환으로 발족한 테라급나노소자개발사업단(단장 : 이조원(李兆遠)박사)의 과제를 수행중, SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)구조의 30nm 극미세선폭을 가지는 테라비트급 플래시 메모리소자의 동작특성을 세계 최초로 확인하였다고 13일 밝혔다.

현재 플래시 메모리는 비휘발성 메모리 시장의 75% 이상을 점유하고 있으며, 휴대폰, PDA, 디지털 카메라, MP3 플레이어 등 다양한 응용제품에 적용할 수 있으며, 최근 자동차, 디지털가전, TV셋톱박스, 네트워크장비등으로 응용범위가 점차 확대되고 있다.

차세대 스마트폰, 부팅속도가 빠른 PC 혹은 휴대형기기에 사용될 메모리는 정보저장이 비휘발성이어야 하며, 가격이 저렴하고, 저 소비전력을 만족하며 고집적화가 용이해야 한다. 기존의 플래시 메모리는 이런 요구를 만족시키기에는 많은 기술적 문제를 가지고 있다.

2007년경 기존 플래시 메모리는 기술적 한계를 맞을 것으로 예상하고 있다. 현재 반도체업계는 130nm공정을 넘어 90nm공정으로 이전하고 있는 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 새로운 개념의 메모리 소자들의 연구개발이 활발히 진행되고 있는데, 그 중 SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) 구조를 이용한 반도체 소자가 최근 가장 각광을 받고 있으며, 가장 실용적인 기술로 평가되고 있다.

SONOS 메모리소자는 게이트전압에 의해 실리콘 위의 얇은 산화막을 전하가 터널링하여 종래의 다결정 실리콘을 사용한 부유게이트 (Floating Gate) 대신 실리콘 질화막내의 트랩에 주입 또는 트랩으로부터 이완되는 매커니즘을 이용하는 전하트랩형 소자이다.

SONOS 구조를 사용할 경우, 반도체 칩에 적용하기가 비교적 쉬우므로 시스템 온 칩 (SOC)에 유망한 비휘발성 메모리라고 할 수 있다. 또 공정이 매우 단순하여 제조원가가 낮고, 기존 CMOS 라인을 그대로 사용할 수 있어 가격경쟁력이 뛰어나다.

이것을 계기로 향후 4~5년 내에 봉착하게 될 플래시 메모리의 집적도 향상의 한계를 극복할 수 있는 실용화의 전기를 마련하게되었다. 이번에 개발한 기술은 테라급 반도체 메모리와 시스템 온칩(System On Chip)등의 차세대 반도체에 적용될 예정이다.

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