차세대 반도체 F램 신소재 개발…서울대 노태원교수팀

차세대 반도체로 손꼽히는 F램 성능을 획기적으로 향상시키고 제조단가를 절감할 수 있는 신물질이 국내 연구진에 의해 세계최초로 개발됐다.

서울대 물리학과 노태원(盧泰元)교수 등 연구팀 6명은 13일 F램 제조에 사용되는 기존 소재의 대체 신물질인 BLT(비스무트란탄티타늄 산화물) 개발에 성공했다고 밝혔다. F램은 D램 S램 플래시메모리 등의 장점을 고루 갖춘 가장 이상적인 메모리반도체로 알려져 있으나 대용량화 기술개발이 진전되지 못해 아직 시장이 제대로 형성되지 못한 미래형 반도체.

영국의 과학전문잡지 네이처(N ature)는 14일자로 발행된 최신호에서 노교수팀이 개발한 신물질 BLT에 대한 자세한 설명과 개발과정을 주요기사로 소개했다. 네이처지는 또 관련학자의 평가논문도 함께 게재했다. 노교수팀은 국내 특허등록에 이어 미국 일본 등 세계 각국에 특허를 신청할 계획이다.

신물질 BLT는 그동안 F램용 반도체재료 제조에 사용돼온 PZT의 ‘피로현상’과 SBT의 ‘고온제조’라는 두가지 단점을 모두 극복한 획기적인 소재. 반복사용에 따른 성능저하를 뜻하는 피로현상의 극복은 지난 20여년간 업계의 최대 난제였으며 SBT는 제조 온도가 너무 높아 만드는데 많은 시간이 필요했었다.

국산신물질 BLT가 F램 생산에 상용화될 경우 외제 신물질 사용에 따른 기술사용료 지출규모를 줄일 수 있으며 기존 D램 공정으로 양산(量産)이 가능해 현재 D램분야 1위를 달리고 있는 국내 반도체산업이 새롭게 도약하는 계기를 마련할 것으로 보인다. 노교수는 “신물질을 이용한 최적의 조성방식 및 제조공정이 추가로 개발되면 상용화가 가능하다”고 말했다.

▼ F램이란

F램이란 압력이나 전기장을 가하면 분자내부의 원자배치가 변해 그 상태를 유지하는 강유전체(强誘電體)라는 물질을 이용한 메모리 반도체로 △대용량 저장이 가능한 D램 △고속정보처리가 가능한 S램 △전원이 끊겨도 데이터가 소멸되지 않는 플래시메모리의 장점을 모두 갖춰 ‘꿈의 기억소자’로 통한다.

〈이헌진기자〉mungchii@donga.com