ETRI, 차세대 저전력 메모리 개발…에너지 효율 대폭 향상

(대전=뉴스1) 이동원 기자 = 한국전자통신연구원(ETRI)이 디스플레이 산업에 활용되는 산화물 반도체 트랜지스터(TFT)를 활용해 캐패시터 없이 데이터를 저장하는 ‘2T0C(2-트랜지스터-0-캐패시터)’ DRAM 구조 개발에 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 성과는 세계적 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 3월 온라인판에 발표됐다.

기존 DRAM은 트랜지스터와 캐패시터가 각각 1개씩 필요한 ‘1T1C’ 구조다. 그러나 반도체 소형화가 진행되면서 캐패시터 제조가 어렵고 제조 공정이 복잡해지며 전력 소비가 커지는 한계가 있었다.

ETRI 연구진은 알루미늄이 첨가된 인듐-주석-아연 산화물(ITZO)과 아산화질소(N₂O) 플라즈마 공정을 통해 내·외부 결함을 줄여 누설전류 억제에 성공했다. 또 트랜지스터 채널 비율을 최적화해 전하 저장 손실을 최소화했다.

그 결과 1000초 이상 데이터를 안정적으로 유지했으며, ‘메모리 윈도우’는 기존 대비 약 13배 향상돼 데이터 저장 안정성이 크게 개선됐다.

ETRI 플렉시블전자소자연구실 남수지 박사는 “산화물 반도체 기반 기술이 차세대 저전력·고집적 메모리에 적용될 가능성을 확인했다”며 “향후 3차원 집적기술과 AI 컴퓨팅에도 핵심 역할을 할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 산업통상자원부 무기발광 디스플레이 기술개발 사업과 ETRI 신개념선행연구사업 지원을 받아 수행됐으며, UST 과학기술연합대학원 양차환 석사과정이 제1저자, 남수지 박사가 교신저자로 참여했다.

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