삼성전자 지원 받은 이준희 UNIST 교수 연구팀
'개별원자에 데이터 저장' 제시 논문 '사이언스' 게재
삼성미래기술육성사업 지원을 받아 메모 반도체 집적도를 크게 향상할 수 있는 이론과 소재를 연구해 세계적 학술지 사이언스에 관련 논문을 게재한 이준희 UNIST 교수. 삼성전자 제공?
이준희 울산과학기술원(UNIST) 교수 연구팀이 메모리 반도체의 집적도를 1,000배 이상 향상할 수 있는 이론과 소재를 발표했다. 삼성미래기술육성사업의 지원을 받은 이번 연구 결과는 2일(현지시간) 세계적 학술지 사이언스(Science)에 게재됐다.
이날 삼성전자에 따르면 연구팀은 반도체 공정에 널리 쓰이는 소재인 산화하프늄(HfO2)의 산소 원자에 전압을 가하면 원자 간 탄성력이 사라지는 물리 현상을 새로 발견했다.
탄성력은 원자를 한데 묶는 힘으로, 이것이 없다면 반도체 공정을 획기적으로 미세화할 수 있다. 지금의 반도체 기술은 탄성력으로 연결된 수천 개의 원자 집단(도메인)을 데이터 저장 단위로 삼고 이를 작게 만드는 데 집중해왔는데, 탄성력을 제거해 개별 원자에 정보를 저장할 수 있다면 훨씬 세밀한 공정이 가능하기 때문이다.
이론 물리를 전공한 이 교수는 이론상의 탄성력 소멸 효과를 실용화할 수 있는 분야로 메모리반도체에 주목했고, 산화하프늄이 탄성력 제거가 가능한 물질이란 사실을 알아냈다.
이번 연구 결과를 적용하면 현재 회로 폭 10나노미터(㎚·10억 분의 1m) 수준에 멈춰 있는 반도체 공정을 0.5㎚까지 미세화할 수 있어 메모리 집적도가 기존보다 1,000배 이상 향상될 걸로 연구팀은 예상한다. 이 교수는 "개별 원자에 정보를 저장하는 기술은 원자를 쪼개지 않는 한 최고의 집적 기술로, 반도체 소형화가 더욱 가속화될 것"이라고 말했다.
연구팀은 지난해 12월 삼성미래기술육성사업 과제로 선정돼 연구 지원을 받고 있다. 이 사업은 삼성전자가 2013년부터 시행 중인 국가 미래기술 연구 지원 프로그램으로, 10년 간 1조5,000억원을 지원한다는 목표 아래 지금까지 589개 과제에 7,589억원을 집행했다.
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