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현재 D램 반도체의 미세화는 물리적 한계에 가까워졌다는 지적이 나오고 있다. 이 때문에 전류가 흐르는 채널을 수직으로 배치하는 트랜지스터와 메모리 셀을 여러 층으로 쌓는 3D D램 연구가 진행 중이다.
다만 이러한 차세대 메모리를 구현하려면 높은 구동 전류와 낮은 누설전류 등을 갖춘 채널 소재가 필요하다. 특히 산화물 반도체는 낮은 누설전류와 박막 증착을 통한 적층 가능성으로 유망 후보로 주목받고 있다.
연구팀은 산화물 반도체의 결정 방향을 정렬해 전자 이동도를 약 6배 높이고, 동작 신뢰성까지 확보할 수 있는 핵심 원리를 규명했다. 정재경 교수는 “이번 연구는 단순한 결정화를 넘어 결정 방향의 정렬이 산화물 반도체의 성능과 신뢰성을 동시에 높이는 핵심 요인임을 밝혔다는 데에 의의가 있다”며 “3D D램 등 차세대 메모리에 필요한 고성능·고신뢰성 채널 소재를 개발하는 데에도 활용될 것으로 기대한다”고 했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부·삼성전자·삼성디스플레이의 지원을 받아 수행했다. 김부연 한양대 박사과정생이 제1 저자로 참여했으며, 정재경 교수가 교신저자를 맡았다. 연구 결과는 저명 국제학술지(Small)에 게재됐다.
