기가비트(Gb)급 차세대 M(Magneti·자성)램을 구현할 신소재인 ‘니켈철실리콘보론(NiFeSiB)’과 ‘코발트철실리콘보론(CoFeSiB)’이 국내기술진에 의해 개발됐다.
고려대 김영근 교수팀은 지난 2년 6개월간 과학기술부 테라급나노소자개발사업단 지원을 받아 D램의 고밀도, S램의 고속정보처리, 플래시메모리의 비휘발성 등 기존 메모리 소자들의 장점을 모두 갖춘 M램을 Gb급으로 고집적화하는데 걸림돌로 작용했던 높은 자기저항비를 획기적으로 낮추는 기술을 확보해 신소재를 만들었다고 11일 밝혔다.
김 교수는 “세계 처음으로 만들어낸 두 소재를 이용하면 추가 공정이나 자기저항비 감소 없이 차세대 통합형 비휘발성 메모리인 M램의 기록마진(능력)을 확보할 수 있다”며 “삼성전자, IBM, 모토로라, 도시바 등이 수년 내 상품화할 예정인 수십메가비트(Mb)급 M램을 뛰어넘는 256Mb 및 Gb급 선행연구성과”라고 강조했다.
M램을 고집적화하려면 단위 셀(Cell) 크기가 100나노미터(㎚·10억분의 1미터)보다 작아야 하는데, 코발트철(CoFe)와 같은 기존 소재들은 누설자기장이 발생해 주변 셀에 영향을 줬다. 이로 인해 Gb급 고집적화가 어려웠으나 이번 신소재 개발로 국제 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
M램 고집적화 해결방안(소재·기술)은 초미세기계시스템(MEMS)용 센서, 초소형 패키지, 고주파회로(RF)통합모듈 등에 폭넓게 응용될 전망이다. 또 대용량 고속 메모리, 휴대용 통신기기, 스마트카드 등 유관 산업 파급효과도 크다는 게 연구팀의 설명이다.
이은용기자@전자신문, eylee@
M램이란=외부 자기장 변화에 따라 재료의 전기저항이 변하는 자기저항효과를 이용한 메모리 소자. 저항 고저를 이용해 ‘0’ 또는 ‘1’ 상태를 저장한다.
사진: 세계 처음으로 개발한 NiFeSiB가 비정질임을 보여주는 전자회절사진(a-b). 원자배열이 질서없이 배열돼 결정립계가 없는 비정질이기 때문에 M램을 고집적화할 수 있다.