한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 전상훈 교수 연구팀이 반도체 3차원(D) 집적 공정 중 열처리에도 안정적인 강유전체 소재를 개발했다고 12일 밝혔다.

외부 전기장 없이도 스스로 분극을 갖는 강유전체는 비휘발성 때문에 메모리 소자에 활용할 수 있지만, 고온에서 안정성을 확보해야 한다.

연구팀은 반도체 3D 집적 공정의 열처리 과정에서 비휘발성을 유지하고 우수한 내구성을 가지는 하프니아 강유전체 소재·공정 기술을 개발했다.

이 소재는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS) 공정 호환성, 동작 속도, 내구성 등 우수한 물리적 특성을 바탕으로 차세대 반도체 핵심 소재로 연구되는 물질이다.

연구팀은 강유전체 소재의 비휘발성과 기능성, 열적 안정성을 획기적으로 개선했다.

연구팀은 750도 이상의 열을 30분가량 가한 후에도 우수한 강유전성이 발현되는 것을 확인했다.

전상훈 교수는 "이번 연구 성과는 답보상태인 강유전체 소재 기반 3D 메모리 및 회로 집적 기술 개발에 돌파구가 될 것"이라며 "향후 고집적·고효율 시스템을 개발하는 데 핵심 역할을 할 것"이라고 기대했다.

이번 연구 결과는 지난 5일 반도체 소자·회로 분야 권위 학회인 '국제전기전자공학회(IEEE) 국제전자소자학회'에서 발표됐다.