일본 반도체업체들이 강유전체메모리(Fe램)의 대용량화 기술을 잇따라 발표하고 있다.
「日本經濟新聞」에 따르면 NEC와 후지쯔는 Fe램의 집적도를 현재 최고의 기억 회로 수준까지 높일 수 있는 요소 기술을 개발했고, 오키전기공업은 고밀도화를 위해 내구성을 향상시키는 제조 방법을 선보였다.
이들이 제안하고 있는 기술들이 실용화될 경우 Fe램은 현재 주력 메모리 자리를 지키고 있는 D램보다 한층 빠른 속도로 대용량화가 진행될 수 있어 IC카드는 물론 디지털카메라, 휴대형 전자기기 분야의 수요가 크게 확대될 것으로 예상된다.
NEC는 Fe램의 집적도를 현재 컴퓨터의 주기억장치에 사용되고 있는 고밀도집적회로 D램과 비슷한 수준까지 끌어 올릴 수 있는 기술을 개발했다.
새 기술은 기억 동작의 핵심이 되는 강유전체의 재료로 납, 질리코늄, 티타늄의 복합산화물(YZT)을 사용해 기억 특성을 유지하는 동시에 제조시의 열처리온도를 크게 낮춤으로써 제조 공정을 대폭 줄이는 양산 방법을 도입하고 있다.
NEC측은 새 기술을 채용하면 Fe램의 용량을 조만간 양산될 차세대 D램의 기억용량인 2백56M 수준까지 높일 수 있을 뿐 아니라 연산과 기록 기능을 동시 수행하는 고성능 혼합 대규모집적회로(LSI)의 양산에도 Fe램을 활용할 수 있다고 밝혔다.
또 후지쯔는 강유전체 재료로 스트론티움, 비스마스, 탄탈의 복합산화물(SBT)를 사용함으로써 D램보다도 집적도를 높일 수 있는 새로운 기술을 세계 최초로 개발했다. 구체적인 기술 사양은 알려지지 않고 있으나 후지쯔 관계자는 『같은 용량의 D램보다 면적을 20% 이상 줄일 수 있다』고 주장했다.
NEC와 후지쯔 양사가 개발한 기술의 공통적인 특징은 이들 기술을 채용하면 기존 D램, Fe램과 달리 데이터를 몇번이고 반복해서 읽어도 데이터가 사라지지 않아 다시 쓸 필요가 없기 때문에 소비전력이 대폭 절감된다는 점이다.
기존 제품은 한번 데이터를 읽으면 데이터가 사라져 데이터를 다시 기록해야 하는 문제가 있었다.
또 양사의 새 기술은 정보를 기록하는 기본 단위의 구조 등을 줄여 대용량화를 가능케 한다. 기존 Fe램은 특성이 쉽게 변하기 때문에 안정적인 동작을 보증하기 위해 트랜지스터 등의 기본 소자를 많이 사용하거나 배선수를 늘려야 했는데 이같은 공정이 집적도 향상에 걸림돌이 돼 왔다.
오키전기 또한 SBT의 내구성을 10배로 높이는 제조방법을 개발했다. 기존의 Fe램은 내구성이 낮아 제조시 박막을 보호하기 위한 많은 공정이 필요했으나 오키의 새 기술을 채용하면 이 공정을 줄일 수 있어 집적도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
Fe램은 압력을 가하면 결정의 배치가 변해 그 상태를 유지하는 강유전체(Ferroelectrics)라는 소재를 이용한 램이다. 이 제품은 D램과 달리 전원을 끊어도 데이터가 소멸되지 않는 불휘발성을 갖고 있을 뿐 아니라 같은 불휘발성 메모리인 플래시메모리와 비교할때 데이터를 읽고 쓰는 속도가 약 1백배 빠르다.
Fe램을 가장 먼저 제창한 업체는 미국의 램드론사와 신메트릭스사로 현재 한국, 일본을 비롯한 주요 반도체업체들이 기술 제휴 등을 통해 이 사업을 추진하고 있다.
<심규호 기자>