동국대, AI 반도체 시스템 구현 활용 가능한

메모리 소자 개발

삼성전자 GAA서 영감…메모리 직접도 높이고 저전력 유지

(세종=뉴스1) 장성희 기자 = 동국대는 김성준 전자전기공학과 교수와 임은진·박용진 석사로 구성된 연구팀이 수직적층 강유전체 메모리 소자를 개발하고, 나노 분야 국제 학술지 'Nano Letters'에 논문을 게재했다고 20일 밝혔다.

기존 2D 평면 메모리 구조는 공간 효율성이 낮아 대규모 데이터를 신속하게 처리하는 데 한계가 있었다. 이를 해결하기 위해서 연구팀은 강유전체 커패시터에 수직형 구조를 적용했다. 삼성전자의 GAA(Gate-All-Around) 구조 트랜지스터에서 영감을 받은 것이다. 이 과정을 거쳐 메모리 집적도를 높이고 강유전체 특유의 높은 신뢰성과 저전력 동작을 유지했다고 연구팀은 말했다.

연구팀은 수직적층 구조의 강유전체 커패시터의 뛰어난 내구성과 비휘발성을 강조하며 "100만 번 이상의 사이클 동안 안정적으로 작동하고, 데이터를 10년 이상 유지할 수 있다"고 소개했다. 또 장치 간 변동성이 낮다는 사실을 확인했으며, 이 특성들이 FRAM(ferroelectric random access memory) 같은 메모리 응용에 적합하다는 사실을 전했다.

김 교수는 "공동 1저자 학생들이 기존 평면 강유전체 메모리와 차별화된 수직 적층 구조의 Mask layout을 직접 설계하고 MINT fab 장비를 활용해 소자를 제작했다"고 말했다.

이어 "강유전체의 모든 면을 전극으로 완전히 감싸는 새로운 방식을 제시한 것"이라며 "이번 성과는 향후 저전력 및 고집적이 요구되는 인공지능(AI) 반도체 시스템 구현에 활용될 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

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