서울시립대, 낸드플래시 분석기술 개발…미래 반도체 패러다임 제시

[캠퍼스人+스토리]
차세대 낸드플래시 메모리 반도체의 원천기술 제시

최은집(오른쪽부터), 한문섭, 장영준 서울시립대 물리학과 교수, 구민선 물리학과 박사, 김현돈 물리학과 학부생. /서울시립대

서울시립대는 낸드플래시 메모리 반도체의 핵심물질을 신속하게 분석하는 새로운 기법을 개발해 미래 반도체 소재 연구에 새로운 패러다임을 제시했다.

서울시립대에 따르면 장영준, 한문섭, 최은집 서울시립대 물리학과 교수 연구팀이 박용섭 물리학과 경희대 교수와 함께 낸드플래시 메모리 반도체의 핵심물질을 신속하게 분석하는 새로운 분석기법을 개발했다고 발표했다고 29일 밝혔다.

낸드플래시 메모리(NAND Flash Memory)는 스마트폰과 컴퓨터 서버에 널리 사용되는 대용량 저장장치다. 2024년 글로벌 낸드플래시 메모리 시장 규모는 약 78조 원에 이를 것으로 예상되며, 삼성전자가 가장 큰 시장점유율을 차지하고 있다.

연구팀은 3차원 낸드플래시 메모리 소자에서 실리콘 질화물(SiNx)이 전하 트랩층으로 중요한 역할을 함에도 불구하고, 그 작동 과정을 분석할 방법이 부족하다는 문제에 주목했다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 고해상도의 타원분광법(SE)과 전자에너지손실분광법(REELS)을 통합한 새로운 분석법을 고안했다.

연구에서는 얇은 실리콘 질화물 박막의 전하 트랩층에서 발생하는 광흡수 상태는 타원분광법을 통해 측정해 표면에서 반사된 빛의 편광 특성을 분석했다. 또한 전자빔 반사 이용을 통해 전하 트랩층의 신호를 검출, 보다 신뢰도 있는 전자구조 정보를 확보했다. 이 기술은 차세대 메모리 반도체 개발에 중요한 기초 연구로서, 미래 반도체 소재 연구에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다.