국내 연구진이 이동식저장장치(USB) 메모리 등 저장장치에 널리 쓰이는 낸드플래시의 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리 기술을 개발했다.

황철성 서울대 재료공학부 교수(사진) 연구팀은 낸드플래시보다 쓰기 속도가 1000배 빠르고 용량은 1.5배 큰 차세대 저항변화 메모리(RRAM)를 개발했다고 21일 발표했다.

낸드플래시는 연간 240억달러 이상 수출되는 한국의 전략기술이다. 하지만 반도체 제작 공정이 10나노미터대로 발전하면서 정해진 칩 면적에 더 많은 메모리 소자를 넣는 집적화에 어려움을 겪었다. 연구진이 개발한 저항변화 메모리는 트랜지스터를 기본 소자로 사용하는 낸드플래시와 달리 한쪽 방향으로만 전류가 흐르도록 유도하는 다이오드를 사용해 서로 다른 저항값에 따라 데이터를 기록하는 기술이다. 잠재력이 큰 차세대 기술로 주목받지만 소자 내부에서 안정적인 저항상태를 유지하는 게 어려워 상용화가 쉽지 않았다.

연구팀은 ‘전극-다이오드층-메모리층-전극’ 등의 순서로 각 소자를 수직으로 쌓는 메모리 구조를 이용해 한 메모리 소자에 8가지 저항상태, 즉 3비트(bit) 데이터를 안정적으로 기록하는 데 성공했다. 2비트 데이터를 저장하는 기존 기술보다 저장용량을 1.5배 늘렸다. 성능이 1000배 우수한 다이오드를 이용해 저장하고 쓰는 속도도 1000배 빠르게 작동한다. 이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스트 머티리얼스’에 실렸다.

김태훈 기자 taehun@hankyung.com