차세대 3차원 DRAM용 다성분계 고유전 ALD 소재 및 공정기술 개발

나노소재기술개발사업은 미래 전략산업을 위한 신소재 개발을 가속화하기 위해 데이터·AI 기반의 연구체계를 구축하고, 소재 HUB를 중심으로 탐색·설계·합성·검증·공정 최적화를 전주기적으로 지원합니다. 특히 반도체·이차전지·바이오 등 핵심 분야의 소재 기술 자립과 글로벌 공급망 대응을 강화하기 위해 산·학·연 협업형 플랫폼 연구를 추진합니다. 올해 공모는 연구데이터 관리, IP‑R&D, 기술이전 의무 등 성과 중심 관리가 강화된 것이 특징이며, 대학·연구기관·기업이 함께 산업화 기반을 마련하는 데 초점이 맞춰져 있습니다.

이 과제는 차세대 3차원 DRAM의 고집적화에 대응하기 위해 유전율 100 이상, 등가산화막두께 0.3nm 이하, 누설전류 10^-7 A/cm2 수준을 달성하는 고유전 소재 및 ALD 박막 공정을 확보하는 것이 목표입니다. Sr/Ba 기반 전구체 개발, 다성분계 페로브스카이트 고유전막 형성, 초박막에서도 성능을 유지하는 공정 설계, 3D 구조용 캐패시터 제작 기술 확보가 핵심이며, 연구 단계는 TRL 3에서 5까지 향상하도록 구성됩니다. 이를 통해 DRAM 고집적화 기술의 국산화 및 산업 활용 가능성을 높이는 성과를 도출하고자 합니다.

본 과제는 차세대 DRAM용 고유전 소재의 개발과 이를 구현하기 위한 ALD 기반 박막 공정기술 확보를 중심으로 진행됩니다. 연구팀은 소재 합성부터 3D 구조 적용까지 전주기 연구를 수행하며, 산업 적용이 가능한 시제품 수준의 기술을 확보하는 것을 목표로 합니다. 주요 연구 내용은 다음과 같습니다. - 고유전 소재 개발: Sr/Ba 등 핵심 전구체의 합성 기술을 확보하고, 다성분계 페로브스카이트 구조의 고유전막을 설계해 유전율 100 이상을 달성합니다. - ALD 공정 기술 구축: 7~10nm 초박막에서도 성능을 유지하는 균일한 박막 형성 기술을 개발하며, 3D DRAM 구조에서 요구되는 스텝커버리지를 확보합니다. - 캐패시터 구조 적용: 3차원 DRAM 셀 구조에 적용 가능한 캐패시터 공정 레시피를 개발하고, 전극·계면·박막 통합 공정을 검증합니다. - 플랫폼 구축: 전구체–박막–소자까지 통합한 공정 플랫폼을 구축해 산업체 기술이전 및 실증 가능성을 높입니다. - 데이터 및 IP 관리: 연구데이터 플랫폼 업로드, DMP 제출, 특허전략 수행 등 사업이 요구하는 연구데이터·IP 관리 의무를 충족합니다. 과제를 통해 참여 기업은 차세대 DRAM 기술에서 중요한 소재·공정 역량을 확보하고, 연구기관은 원천기술 기반을 강화할 수 있어 산·학·연 공동개발 모델로서 실질적 산업 성과 창출이 기대됩니다.