누설전류 크게 줄인 스위치 소자 개발... 차세대 '저항변화 메모리' 요소기술 구현

차세대 메모리인 '저항변화 메모리' 누설 전류를 획기적으로 줄일 수 있는 반도체 스위치 소자 기술이 개발됐다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 이장식 포항공대 신소재공학과 교수팀이 산화아연(ZnO) 물질에 은(Ag)을 첨가해 전류 흐름을 끊거나 흐르게 할 수 있는 저항값을 10억배 높인 반도체 스위치 소자를 개발했다고 16일 밝혔다.

이장식 포항공대 신소재공학과 교수팀이 개발한 스위치 소자. 저항의높낮이 차가 10억 배에 달해 누설전류를 효과적으로 차단한다.
이장식 포항공대 신소재공학과 교수팀이 개발한 스위치 소자. 저항의높낮이 차가 10억 배에 달해 누설전류를 효과적으로 차단한다.

저항변화 메모리는 저항 차이를 이용해 정보를 저장하는 메모리 소자다. 저항 강약으로 소자 안 전류량을 조절해 0과 1 신호를 구분한다. 하지만 집적도를 높이는데 한계가 있고 고저항 상태에서도 미세하게 전류가 누설돼 전력 소모가 많았다. 인접한 메모리 셀에 영향을 줘 오류가 나타나기도 한다.

이 교수 연구팀은 자체 저항값이 큰 산화아연에 내부 전류 이동 통로 역할을 하는 은 이온을 첨가해 누설 전류는 극도로 줄이면서 필요할 때 전류가 잘 흐르도록 했다.

이 기술을 저항변화 메모리에 적용하면 누설 전류량을 1000분의 1 수준으로 낮출 수 있다. 저항 높낮이 격차를 10억배까지 늘리고 쉽게 대량 생산할 수 있는 것도 장점이다. 금속 등을 박막 형태로 기판에 증착시키는 전기화학증착법으로 제조 단가도 낮출 수 있다.

연구팀은 최근 250도 고온 실험을 거쳐 안정성을 확보, 저항변화 메모리 상용화를 추진할 계획이다.

이장식 포항공대 신소재공학과 교수
이장식 포항공대 신소재공학과 교수

이장식 교수는 “차세대 메모리 소자의 누설 전류를 차단하면서 전류 흐름을 조절할 수 있는 기술”이라면서 “앞으로 저항변화 메모리는 물론 전력반도체, 시냅스 소자 등 저전력이 필수 조건인 분야에 적용할 수 있다”고 설명했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com