RCAT, SEG 기술 동시 적용..복합유전층 신물질도 사용
삼성전자가 세계 최초로 50나노 1기가D램을 개발했다. 이 제품은 신기술과 신물질을 이용해 기존 D램의 한계를 극복했다는 평을 받고 있다. 칩 사이즈는 줄이고, 칩의 성능은 획기적으로 높였다는 설명이다.
이 제품은 RCAT와 SEG란 신기술을 최초로 동시에 적용한 제품이다. 이 두가지 기술을 응용해 D램의 스피드 특성과 데이터 저장능력을 획기적으로 높였다.
RCAT(Recess Channel Array Transistor)기술은 D램 셀의 트랜지스터를 3차원 방식으로 제작, 면적은 최소화하고 집적도를 높이는 신기술이다. 기존 Planar방식보다 트랜지스터 채널 영역이 더 길다.(그림)
이 기술을 사용하면 기존 D램 대비 리프레시 주기를 2배이상 개선시킬 수 있다. 칩 사이즈는 작아져도 동일한 리프레시 특성을 유지할 수 있다.
삼성은 이 기술은 110나노 공정부터 적용하기 시작했다. 이후 90, 80, 60, 50 나노 제품에도 차례로 적용해 조기에 제품 신뢰성을 확보했다. 이 기술은 D램업계의 표준으로 자리잡은 상태다.
RCAT기술은 지난 03년 6월 세계적 권위의 반도체 학회인 VLSI 학회에서 최우수 논문으로 선정된 삼성의 독자 기술이다. 이후 IEDM, ESSDERC, SSDM 등 세계 유수의 반도체 학회에서 발표돼 기술의 우수성을 인정받았다.
SEG(Selective Epitaxial Growth)기술은 전하가 이동하는 통로인 전하 이동면적을 최대한 확대, 저항을 감소시킨 기술이다. 전하 이동속도를 획기적으로 개선하고, 저전력으로 구동이 가능케 하는 신기술이다. 지난 2001년 처음 개발됐으며 50나노 D램 공정에 처음 적용됐다. (그림)
지난 2002년 12월 반도체 3대 학회 중 하나인 IEDM에서 최초로 발표된 후 ESSDERC, ISTDM 학회 등에서 수 차례 발표됐다. 02년 12월 100나노 셀이 개발됐고, 03년 12월 70나노, 지난해 9월 고성능 셀 개발이 완료됐다. 지난 5월 4기가바이트 기반 기술이 개발됐고, 50나노 제품에 적용도 성공했다.
독자들의 PICK!
SEG 기술은 저전력이 가능하기 때문에 PC용 D램뿐 아니라 모바일D램, 그래픽 D램으로 확대 적용이 가능하다.
삼성전자는 이번에 RCAT기술과 SEG를 한꺼번에 D램공정에 적용, 반도체 칩사이즈를 줄이면서도 기능을 획기적으로 높인 제품을 개발했다.
이번 50나노 1기가 D램에는 '복합유전층'이란 신물질이 사용됐다.
50나노 이하급으로 회로구조가 미세화되면 셀 면적 축소에 따라 소자 구동을 위한 충분한 전하량을 얻기가 어려워 진다.'복합 유전층' 기술은 전하가 저장되는 유전막질에 신소재(복합유전층:ZrO2/Al2O3/ZrO2)를 채용, 전하 저장능력을 높였다.
D램의 데이터저장 장소인 캐패시터의 전하저장능력이 높아져 D램 구동을 위한 필요 전하량을 확보할 수 있게 한 기술이다.(그림)
삼성전자는 50기가 1기가D램 개발과 관련, 신규공정, 제품개발, 디자인 분야등에서 해외 34건, 국내 17건 등 총 51건의 특허를 출원했다. 핵심 특허는 5건이다.