플래시 메모리와 DRAM의 장점을 결합, 한 개의 메모리 트랜지스터에서 동작하는 차세대 퓨전 메모리(Unified-RAM) 제품이 국내 연구진에 의해 최초로 개발됐다.

교육과학기술부는 14일, KAIST 최양규(42) 교수팀과 나노종합팹센터가 공동으로 기존 플래시 메모리와 DRAM이 한 개의 메모리 트랜지스터에서 복합기능을 수행함으로써 제작비용을 절감하고 집적도를 증대하는 차세대 퓨전메모리(URAM)을 개발했다고 밝혔다.

기존 퓨전 메모리는 DRAM, 플래시, SRAM 등 서로 다른 칩을 차례로 쌓은 멀티칩 팩키지(MCP: Multi Chip Package)형태로 단품 여러 개를 사용할 때보다 실장 면적을 줄이는 효과는 있지만 제작비용을 낮추는 데에는 한계가 있었다.

교과부에 따르면, 최 교수팀은 DRAM과 플래시 메모리 동작전압 영역이 서로 다르다는 것에 착안, 트랜지스터의 몸통 안(floating body)에 전하를 모으고 지우는 과정을 통해 DRAM을 구현했으며, 그 몸통 위에 게이트 및 게이트 절연막으로 소노스(SONOS)구조를 결합시키는 방식으로 차세대 퓨전 메모리를 개발했다.

URAM은 디지털 TV, 휴대용 정보기기 등의 발달에 따른 다기능•고성능화에 대응할 수 있는 차세대 퓨전메모리의 일종으로 이번 개발은 반도체 메모리분야의 원천기술과 실용성을 동시에 확보했다는 데 큰 의의가 있다고 교과부는 덧붙였다.

특히 이번 연구결과에 적용된 3차원 나노구조 제작기술 및 SONOS 절연막 형성기술은 현재 사용중인 표준 반도체 설계 및 공정기술을 그대로 이용할 수 있기 때문에 반도체업체는 개발기간 단축과 추가적인 비용투자 없이 제품 개발이 가능할 것이란 기대다.

교과부는 PC산업의 포화 등으로 기존 메모리 시장이 고수익을 내지 못하는 상황에서 이 제품이 2~3년내 상용화될 경우 그 파급효과가 매우 클 것으로 내다봤다.

연구팀은 퓨전 메모리 시장 점유율이 전체 반도체 시장의 5%로 가정할 때 시장규모가 2010년 150억 달러, 2015년 204억 달러에 달할 것으로 전망하고 있다.

교과부에 따르면, 현재 URAM과 관련된 국내특허 5건이 출원 중이다.

한편, 이번 연구 결과는 나노종합팹센터의 우수한 공정기술과 장비를 활용한 공동연구로 지난해 12월 미국 워싱턴DC에서 개최된 국제전자소자학회(International Electron Device Meeting)에서 SOI 기판 위에 URAM 소자 개념이 처음으로 증명된 바 있다.

지난 6월 미국 하와이에서 열렸던 ‘초고집적회로 국제학회(Symposium on VLSI Technology)’에서는 SiC 기판 위에 형성한 URAM 연구결과가 발표되기도 했다.