[시사투데이 천연미 기자]
국내연구진이 32Gb급 대용량 데이터를 기존보다 10배 이상 빠르게 처리할 수 있는 NOR 플래시 메모리 원천기술을 세계 최초로 개발했다.
교육과학기술부는 「21세기 프론티어사업」테라급 나노소자개발사업단(단장 이조원)의 지원을 받은 서울대학교 박병국 교수팀이 고집적․대용량․고속 정보처리가 가능한 ‘원뿔구조의 NOR 플래시 소자’를 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
전원이 꺼지면 정보가 사라지는 D램과 달리 전원Off 상태에서도 정보를 저장할 수 있는 플래시 메모리는 회로형태에 따라 'NAND형'과 'NOR형'으로 구분된다.
낸드플래시는 내부회로가 NOR형(型) 대비 단순해 고집적․대용량화에 유리해 디지털 카메라, MP3플레이어에 주로 쓰이고 NOR형은 처리속도가 빨라 휴대전화에 많이 쓰이고 있다.
하지만 현재 ‘NOR 플래시 메모리’의 구조는 채널이 평면형으로 정보의 기록 및 삭제 시 저장 노드로 주입되는 전자의 효율이 낮아 정보기록 속도가 느리고 많은 금속 접촉으로 인해 부가적인 면적을 차지하는 배선 구조상의 문제로 집적화 효율이 저하되는 등 향후 5년 이내에 성능과 집적도 증가에 한계가 올 것으로 예상된다.
이에 연구팀은 기존에 비해 정보처리 속도가 10배 이상 빠르고 고집적화로 32Gb이상 대용량 메모리 저장이 가능한 독창적인 ‘원뿔 구조’의 NOR 플래시 메모리소자를 개발했다.
새로운 NOR 플래시 소자의 채널은 원뿔 형태를 띠고 이 주위를 저장노드와 게이트가 감싸고 있는 형태로, 원뿔의 끝부분에 형성되는 전계 집중 및 전류 집중 현상을 활용하여 정보 기록과 삭제 효율을 획기적으로 향상시킨 소자이다.
전계 집중과 전류 집중이 같은 위치에서 일어나기 때문에 고에너지 전자의 주입 효율이 기존보다 10배 이상 향상되어 정보를 기록하는데 1 마이크로초(μs) 미만이 소요되므로 10배 이상 고속 동작이 가능하다.
또한 채널이 칩 표면과 수직 방향이므로 배선 구조상 추가적인 면적을 차지하지 않기 때문에 셀 당 면적이 기존 평면형 구조의 1/5 정도로 감소돼 NAND 플래시의 셀 당 면적과 유사해진다.
따라서 집적도를 NAND 플래시 수준으로 끌어올릴 수 있어 32Gb급 이상 NOR 플래시 메모리의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 전망된다.
이조원 테라급나노소자개발 사업단장은 “이번에 개발된 원천기술인 원뿔구조가 기존의 평면구조를 대체할 수 있어 현재 NOR 플래시 시장을 주도하고 있는 인텔(Intel)을 뛰어넘을 수 있는 경쟁력을 확보하게 됐다"고 말했다.
한편 이번 연구결과는 전자소자 분야의 권위지인 ‘IEEE Electron Device Letters(2009년 12월호)’에 게재됐고 국내특허 등록 1건 및 미국 특허 1건을 출원 중이다.
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