한국표준과학연구원(KRISS)은 나노소재평가센터 엄대진·문창연·구자용 박사팀이 테라바이트(Tera Byte)급 비휘발성 메모리를 제작할 수 있는 원천기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 

비휘발성 메모리는 플래시 메모리와 ROM(읽기 전용 기억장치) 등 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 유지하는 저장장치를 말한다.  

이 연구결과는 나노 분야 국제학술지인 나노레터스(Nano Letters) 1월 14일자에 게재됐다. 

실리콘 웨이퍼에 일정량의 붕소(B)를 주입한 뒤 열처리하면 표면에 노출된 실리콘 원자들의 상호거리가 늘어난다. 이렇게 만들어진 표면의 원자 하나하나는 외부 전기자극에 의해 두가지 안정된 상태로 변형된다.  

실리콘 표면 원자가 변형되면 전류 공급이 끊어진 뒤에도 그 상태를 유지하는 비휘발성 특성을 보인다. 이는 원자 하나하나가 디지털 정보를 저장할 수 있다는 것을 의미한다.

그동안 일부 연구팀이 불규칙하게 분포하는 결함 구조나 인공구조물을 이용해 원자 스케일에서의 메모리 기능을 시연했지만 위치 제어 등의 어려움으로 응용 가능성이 낮다는 지적을 받았다.  

이에 반해 표준과학연구원 연구팀은 결함이나 인공구조물이 아닌 정상적인 표면 원자를 이용한 실험에 성공했기 때문에 향후 해당 기술 상용화에 큰 제약이 없을 것으로 전망된다.

연구팀은 이처럼 실리콘 웨이퍼에 직접 디지털정보를 넣을 수 있다면 테라바이트급 비휘발성 메모리 제작이 가능하다고 설명했다.  

메모리의 정보 저장능력은 집적도에 따라 달라지는데, 현재 상용화된 제품과 비교했을 때 집적도 차이는 최대 300배 정도 차이가 난다.  

더구나 현재의 플래시 메모리는 24∼32개 층이 적층된 구조여서 같은 층수로 환산하면 실제 저장밀도는 7천배 정도 증가하게 된다.  

이는 시판 중인 제품의 크기를 유지하면서 수천배 큰 비휘발성 메모리를 제작할 수 있다는 것을 뜻한다고 연구팀은 설명했다.  

엄대진 박사는 "이번 연구결과는 원자 스케일의 기억소자를 구현할 수 있는 원천기술이기 때문에 추가 응용연구가 이뤄지면 한 차원 높은 용량의 비휘발성 메모리 제작도 가능할 것"이라고 말했다.