에어로젤 공정으로 초소형 메모리칩 제조

이전 루순트테크놀로지의 마이크로일렉트로닉스 그룹으로 알려졌던 「Agere Systems」(Allentown, PA)와 칼텍의 연구원들이 나노 크기의 메모리칩을 만드는 기술을 개발하였다. 두 연구기관에 따르면 이 연구는 보다 작고 저렴한 휴대전화와 디지털 카메라의 개발로 이어질 수 있다.

지난 주 '국제전자장치회의'(International Electron Devices Meeting)에서 발표된 이 새로운 기술은 "후래쉬" 메모리라 불리는 메모리 유형에 응용된다. 후래쉬 메모리는 전원이 꺼진 후에도 계속해서 정보를 저장한다. 이 정보에는 개인전화번호부나 디지털카메라의 사진도 포함된다. 전형적인 휴대전화에서 실리콘 후래쉬 메모리칩은 1,600만 내지 3,200만 비트의 데이터를 저장한다. 각 비트는 '셀'(cell)이라 일컫는 후래쉬 메모리칩 내의 한 부분에 저장된다. 실리콘 메모리칩의 크기가 줄어들수록 저장의 유실을 방지하는 것은 점점 어려워지고 따라서 정보의 손실이 발생한다.

칼텍에서 개발된 에어로졸 기술을 사용하여 연구진은 고온 산소가스조(oxigen gas bath)를 통하여 실리콘 나노결정을 분무함으로써 메모리 셀을 제조했다. 그 결과 내부는 실리콘이며 외곽은 이산화실리콘인 메모리 셀이 얻어졌다. 이 실리콘 나노결정에 전하가 저장되며 반면 절연성 이산화실리콘 껍질은 메모리 셀의 내유실성(leakproof)을 높여준다. 칼텍의 응용물리학 및 재료학 교수이자 이 프로젝트의 리더인 해리 앗워터에 따르면 전통적인 후래쉬 메모리와 비교하여 이 실리콘 나노결정 메모리는 향상된 성능과 보다 간단한 제조법과 더불어 메모리의 소형화를 궁극적인 한계까지 줄여줄 수 있다.

이 잠재적인 정보유실 문제를 극복하기 위해 앗워터와 동료들은 각 셀을 2만 내지 4만개의 보다 작은 셀로 자르는 방법을 개발하였다. 蕙撰?몇몇 작은 셀들에서 유출이 일어나더라도 대다수의 작은 셀들은 전하를 잃지 않아 전체 메모리 셀에 저장된 정보는 그대로 있게 된다.

이 에어로졸 방법은 오늘날 후래쉬 메모리를 만드는데 사용되는 전통적인 리토그라픽 기술에 비해 여러 가지 장점이 있다. 이 방법은 보다 제조단계수가 작고 제조단가가 낮으며 제조시간이 짧다. 게다가 이 방법으로 연구원들은 지속적으로 더 작은 장치를 제작할 수 있을 것이다.

현재까지 연구팀은 극히 견고한 후래쉬 메모리 셀을 제작하였다. 예를 들어 어떤 심각한 열화(degradation) 없이 단일 셀에 1백만 번의 충전 및 방전을 반복할 수 있었다. 반면 전통적인 실리콘칩은 1만 번의 싸이클도 만족스러운 것이다. 한편 이 기술이 유망한 것이긴 하지만 과연 상업화가 가능한지 또 언제 가능한지를 예측하기에는 이르다.

출저: http://www.laboratorynetwork.com/content/news/