자유자재로 휘어지는 멀티 레벨 메모리 소자 개발

[아시아경제 정종오 기자]간단한 용액공정으로 자유자재로 휘어지는 멀티 레벨 메모리 소자가 개발됐다. 현재보다 값싼 방식으로 차세대 반도체 메모리의 성능(집적도)을 2배 이상 높일 수 있는 가능성이 열렸다.

연세대 박철민 교수 연구팀은 전압의 크기를 변화시킴으로써 강유전체 고분자의 분극을 부분적으로 조절할 수 있다는 사실을 처음으로 규명하고 이 원리를 이용해 신개념의 유연한 '멀티 레벨' 강유전체 고분자 메모리를 개발하는데 성공했다.

멀티 레벨 메모리 소자 는 일반 소자처럼 셀(cell)당 '읽기'와 '쓰기' 뿐만 아니라 4가지 이상의 상태를 저장할 수 있는 소자를 말한다. 차세대 유연한 반도체 메모리인 강유전체 메모리는 강유전체를 절연막으로 사용하며 여기에 전압을 가해 분극(전기 양극)의 방향을 조절함으로써 정보를 저장할 수 있는 메모리이다. 강유전체는 외부에서 전기장이 가해지지 않아도 전기 양극이 생기는 현상(분극)을 유지하는 물질을 일컫는다.

강유전체 메모리는 속도가 빠르고 전원 없이도 정보가 지워지지 않는 등 장점이 많아 전 세계 공학자들이 주목하고 있다. 유연한 디스플레이 소자 상용화 추세에 따라 유연한 메모리에 대한 시장의 수요도 증가할 것으로 예상된다. 이를 위한 차세대 메모리 소자에 대한 연구도 활발히 진행 중이다. 최근에는 용액공정이 가능하고 유연한 특성을 가진 고분자(유기물)를 이용한 메모리 소자 개발연구가 주목받고 있다.

지금까지 고분자를 이용한 휘어지는 메모리(저항 또는 플래시 메모리)는 여러 차례 개발되었는데 대부분 하나의 셀(Cell)당 1bit, 즉 0과 1의 두 가지 상태만을 저장할 수 있는 집적도가 낮은 소자였다.

박철민 교수는 "이번 연구는 전압으로 강유전체 고분자의 분극을 부분적으로 조절할 수 있다는 사실을 처음으로 규명하고 이 현상을 실제 메모리 소자에 적용해 전 세계 선진기업에서 주목하고 있는 유연한 고분자 메모리 소자의 집적도를 높이는 원천기술을 확보했다는 점에서 의미가 있다"고 말했다.

박 교수와 황선각 박사과정생이 주도한 이번 연구는 재료과학 분야의 권위 있는 학술지인 'Advanced Materials'지 최신호(11월 20일자)에 내부 표지논문으로 게재됐다.

정종오 기자 ikokid@