“원자수준서 작동원리 밝혀…미세화 한계 극복 기대”
삼성전자 소속 연구팀이 전원을 꺼도 데이터가 사라지지 않는 ‘비휘발성 메모리’인 플래시메모리의 근본적인 저장원리를 규명하는 데 성공했다.
14일 삼성전자 뉴스룸에 따르면, 삼성전자 혁신센터 CSE팀이 집필한 플래시메모리 저장원리에 대한 논문이 최근 세계적인 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’에 게재됐다. 이 학술지는 재료공학 분야의 세계 정상급 학술지로, 삼성전자 연구진의 논문의 우수성이 학계에서 인정받았다는 의미다.
플래시메모리는 스마트폰이나 PC, 자동차 등 광범위한 분야에서 데이터 저장장치로 사용하는 반도체인데, 삼성전자가 업계 1위를 지키고 있는 낸드플래시가 가장 대표적이다.
이번 논문은 플래시메모리 정보저장의 핵심 역할을 하는 ‘비정질 실리콘 질화물’에서 전자가 안정되게 저장되는 근본 원리를 밝힌 것이 가장 주 내용이다.
플래시메모리는 전자를 채우거나 비우는 방식으로 0과 1을 구분하고, 이를 통해 데이터를 쓰고 지우는 방식으로 알려졌다. 다만 플래시메모리의 원자 수준에서 근본적인 저장원리를 밝힌 것은 이번이 처음이다.
플래시메모리에서 데이터저장의 핵심 역할을 하는 물질은 원자들이 무질서하게 배열된 ‘비정질’ 특성이 있어 규칙성을 발견하기 어려웠기 때문이다.
삼성전자 혁신센터 CSE팀은 기존과 차별화된 접근 방식을 통해 실리콘 질화물을 이루는 원자들이 어떤 화학 결합을 통해 안정한 상태를 이루는지 근본 원리를 밝히는 데 성공했다.
연구진은 이번 연구 성과를 토대로 3차원 낸드(V낸드) 혁신이 더 가속화될 것으로 기대하고 있다.
낸드플래시는 집적도를 높이기 위해 데이터의 최소 단위인 셀을 아파트처럼 쌓는 방식으로 용량이 커지고 있다. 하지만 앞으로 물리적으로 높이의 한계에 부닥칠 수 있다.
이번 연구 성과를 통해 ‘원자수준’에서 일어나는 현상의 근본적인 이해가 가능해지면서 향후 메모리 개발 혁신을 위한 V낸드도 고도의 미세화에 진전이 있을 것이라는 설명이다.
삼성전자는 “이번 연구로 그동안 간과했던 원자수준에서의 작동 원리를 밝혀냈다는 데 연구 의의가 있다”며 “플래시메모리 미세화의 한계를 극복할 수 있는 좋은 결과가 있을 것이라 기대한다”고 밝혔다.
