‘산소 전용 통로’로 AI 반도체 성능↑전력 ↓ 작성일 08-20 39 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST, 산소 이동 조절하는 ‘산소터널’ 구조 개발<br>3차원 산화물 수직 채널 트랜지스터 불안정성 해결<br>반복 동작 시 안정성 유지...차세대 반도체 소자에 적용</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="7cO4Lk0HWF"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a575a28794c193fc8ef346de02039d5ce7df3164981de8cddd8075d986be6263" dmcf-pid="zkI8oEpXht" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="다층 층간 절연막 구조 관련 연구결과를 게재한 국제 학술지 표지. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820133129573ewia.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="p2mViAFYSp" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820133129573ewia.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 다층 층간 절연막 구조 관련 연구결과를 게재한 국제 학술지 표지. KAIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="55eba5521f3546650be529c4fe749432260d5aa0e87b76367647d87f9ecf4fb0" dmcf-pid="qEC6gDUZh1" dmcf-ptype="general"><br> 반도체를 수직으로 쌓아 올린 3차원 반도체의 성능과 안정성을 크게 높이는 절연막 기술이 개발됐다. 인공지능(AI) 연산 속도를 높이면서 전력 소모를 줄이는 차세대 메모리 반도체 개발에 기여할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="ca01a7997ff1d462563dbef1c5cfca2d519905eb5c836456339943ce2fd2e4b9" dmcf-pid="BH0cSXMVC5" dmcf-ptype="general">KAIST는 권지민 전기및전자공학부 교수팀이 울산과학기술원(UNIST), 연세대 등과 공동으로 차세대 메모리 소자인 산화물 수직 채널 트랜지스터(VCT)의 성능과 안정성을 크게 높일 수 있는 ‘다층 층간 절연막 구조’를 개발했다고 20일 밝혔다.</p> <p contents-hash="5eefcf962c05593db8826ae481cbb85e0ad6bbe4749ed36a9a34e5f621fe6d3a" dmcf-pid="bXpkvZRfyZ" dmcf-ptype="general">반도체를 계속해서 작게 만드는 것은 물리적 한계에 가까워져 소자를 옆으로만 줄이는 대신 위로 쌓아 올려 집적도를 높이는 3차원 구조가 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="bd5a8e210fdc4ca104836f0d9553388ec78de06adf9d94b721eb511270f5c2ab" dmcf-pid="KZUET5e4hX" dmcf-ptype="general">이 가운데 수직 채널 트랜지스터는 전류가 흐르는 길인 ‘채널’을 기존 수평 방향이 아닌 수직으로 만든 소자로, 제한된 면적에 더 많은 소자를 배치할 수 있어 고집적 메모리 구현에 유리하다.</p> <p contents-hash="d3dc3f9d2c41de4e48e59557139c30a93fb0cef25c59d9bac8f99981eb00f407" dmcf-pid="95uDy1d8CH" dmcf-ptype="general">채널 소재로 산화물 반도체를 사용하면 전류가 새어나가는 현상을 크게 줄여 전력 소모가 적은 차세대 메모리 제작에 적합하다.</p> <p contents-hash="5179aceddea75b991f42179e70a2e8e805fe3fdd0535399b214e6e9bc29658d7" dmcf-pid="217wWtJ6yG" dmcf-ptype="general">하지만 산화물 반도체 내부에 산소가 있어야 할 자리에 비어 있는 ‘산소 공공’이 생겨 소자의 안정적인 작동을 어렵게 한다. 부족한 산소를 채우려다가 산소가 금속 전극까지 이동하면 오히려 전극이 산화돼 소자 성능을 떨어뜨린다.</p> <p contents-hash="5e333e30ecb9ad555b8f9f9f67c20c0b14b558b68dd43c16981b07c652c63184" dmcf-pid="VtzrYFiPlY" dmcf-ptype="general">연구팀은 질화규소·이산화규소·질화규소로 구성된 새로운 다층 층간 절연막을 개발했다.</p> <p contents-hash="442efa1754c12a62b455b79e0b2d8502d389e5d971359147f12157efed703e39" dmcf-pid="fFqmG3nQvW" dmcf-ptype="general">층간 절연막은 반도체 내부의 여러 소자와 배선 사이를 분리하는 막으로, 쉽게 말해 아파트 층과 층 사이를 나누는 바닥과 천장 같은 역할을 한다.</p> <p contents-hash="81f9e5d52fe4edeccdfffee6ea567449839bb8fcca4843d0e1420cb2bc5ae076" dmcf-pid="43BsH0LxTy" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 절연막을 전기 차단 용도 외에 산소 이동까지 조절하는 ‘산소 터널’로 활용했다. 산소가 필요한 산화물 반도체로 이동할 수 있도록 하면서 전극으로 이동하는 것을 억제한 것이다.</p> <p contents-hash="254c8af1a608bf66d0029772e54810b19a1afd7b174fda3f778df334b5d1ec8d" dmcf-pid="80bOXpoMvT" dmcf-ptype="general">그 결과 산화물 반도체 내 빈 산소 자리를 안정적으로 채우면서 전극의 불필요한 산화를 동시에 억제해 세계 최고 수준의 전류 흐름과 데이터 유지 시간을 달성했다.</p> <p contents-hash="247477af7652f63f50321f030223cb9bde6005186d9509069c979ceb1e7ccfd8" dmcf-pid="6pKIZUgRlv" dmcf-ptype="general">또 1000만회 이상 가혹한 동작을 한 뒤 문턱전압(트랜지스터가 켜지기 시작하는 기준 전압) 변화는 50㎷ 이하에 그쳐 높은 메모리 동작 안정성을 확인했다.</p> <p contents-hash="bfbda0e88a800202daa1eeb10a157e18adc033df0898336997827ce70e1fa26e" dmcf-pid="PU9C5uaeSS" dmcf-ptype="general">권지민 교수는 “저전력 산화물 반도체와 기존 실리콘 회로를 3차원으로 결합하면 좁은 면적에 더 많은 메모리와 연산 기능을 넣을 수 있어 AI가 대규모 데이터를 더 빠르고 적은 전력으로 처리할 수 있다”며 “향후 차세대 반도체 기술인 컴퓨트 인 메모리(CIM)의 성능 향상에 기여할 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="c2e1486654f4bc28538df1cde279fe34e9105cbed2ffce2bd09f417075b2b882" dmcf-pid="Qu2h17Ndvl" dmcf-ptype="general">연구결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 지난 5월 20일에 게재됐으며, 표지논문으로 선정됐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="92049e842b29f05e653041c53d02aee0706fec07f916d4ab82af45ed556ee225" dmcf-pid="x7VltzjJCh" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="차세대 메모리 소자인 산화물 수직 채널 트랜지스터의 성능과 안정성을 높일 다층 층간 절연막 구조를 AI로 생성한 이미지. KAIST제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820133130836ogis.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="uDhPawu5T3" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/20/dt/20260820133130836ogis.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 차세대 메모리 소자인 산화물 수직 채널 트랜지스터의 성능과 안정성을 높일 다층 층간 절연막 구조를 AI로 생성한 이미지. KAIST제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="f00d3a2c2477acb45f92a47288e1412d5a0eeceb19eb681a659f593f2aa52457" dmcf-pid="ykI8oEpXhC" dmcf-ptype="general"><br> 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 “K-전동차, LA 올림픽 달린다”…철도硏, 24시간 성능검증 박차 08-20 다음 대우건설, 美 개발사업 계획 변경… 토지 단독 매입·새 파트너 물색 08-20 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
