RnDcircle

기술 개요

“고온 공정과 미세화 환경에서도 메모리 상태 판별 여유와 안정적인 채널 동작을 확보하는 3차원 낸드 기술입니다.”

산업 별 활용 방안

3차원 낸드 플래시 메모리 설계·제조 기업

고적층·고집적 낸드를 개발하는 기업은 미세화와 고온 후속 공정이 진행될수록 셀의 메모리 윈도우와 공정 안정성을 함께 확보해야 합니다. 전하 트랩과 강유전체 분극을 결합한 차단층, 채널 내부 강유전체 커패시터 구조를 셀 설계와 공정 검토에 적용해 문턱전압 제어와 상태 판별 여유 확보를 검토할 수 있습니다. 기존 낸드 공정을 즉시 교체하기보다 소자 구조와 재료 조건을 비교하는 공동 PoC와 공정 호환성 검증 단계로 도입할 수 있습니다.

반도체 소재·공정 장비 기업

메모리용 박막 소재와 증착·열처리 장비를 공급하는 기업은 신규 재료가 고온 공정 뒤에도 원하는 전기적 특성을 유지하는지 검증해야 합니다. 알루미늄 도핑 하프늄 옥사이드의 조성과 강유전체 차단층 구조, iCVD·ALD·드라이브-인 기반 불소 도핑 공정을 박막 형성 및 열처리 조건 개발에 연결할 수 있습니다. 소재 조성, 증착 방식, 열처리 조건을 순차적으로 평가하는 공동 실험과 소자 단위 PoC로 적용 범위를 확인할 수 있습니다.

AI·엣지용 메모리 소자를 개발하는 기업·연구기관

AI 연산용 메모리 소자를 개발하는 기업·기관은 제한된 면적 안에서 저장 용량과 채널 구동 특성을 함께 확보해야 합니다. 산화물 반도체와 폴리실리콘을 결합한 이중 채널 구조, 불소 도핑 a-IGZO 채널을 적용해 프로그램·소거 동작 및 문턱전압 특성을 검토할 수 있습니다. 기존 소자 아키텍처 전반을 변경하기보다 채널 모듈과 공정 조건을 분리해 시제품 기반 성능 검증부터 진행할 수 있습니다.

기술 설명

어떤 기술인가요?

3차원 낸드 플래시는 여러 메모리 셀을 수직으로 쌓아 많은 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리입니다. 본 기술 포트폴리오는 메모리 상태를 구분하는 전압 여유인 메모리 윈도우를 확대하고, 고집적 구조에서 채널의 프로그램·소거 동작과 전류 특성을 확보하는 소자 구조·제조 기술입니다. 알루미늄 도핑 하프늄 옥사이드 차단층에서 전하 포획과 강유전체 분극을 함께 작동시켜 고온 후속 공정에 대응하고 메모리 윈도우 확대를 도모하며(특허 1·2), 채널 내부 강유전체 커패시터로 문턱전압을 제어하고(특허 3), 산화물 반도체와 초박막 폴리실리콘의 이중 채널로 소거 동작을 구현하며(특허 4), 불소 도핑 a-IGZO 채널로 음의 문턱전압 문제와 이동도 특성을 개선하는(특허 5) 기법으로 구성됩니다.

어떤 문제를 해결하나요?

1. 고온 후속 공정에서의 강유전 특성 열화

3차원 낸드는 소자 형성 뒤에도 고온 열처리를 거치므로, 기존 HfZrO2 강유전체는 누설전류 특성과 강유전성이 저하될 수 있습니다. 전하 이동을 차단하는 층에 알루미늄 도핑 하프늄 옥사이드 강유전체를 적용해 차단 기능과 분극 스위칭을 함께 수행하도록 하여, 고온 공정 환경에서의 열적 안정성 확보를 목표로 합니다.

2. 미세화에 따른 메모리 상태 판별 여유 부족

셀 직경과 워드라인 간격을 줄이는 고집적화 과정에서는 메모리 상태 간 문턱전압 차이가 좁아져 다중 비트 저장과 데이터 보존에 필요한 판별 여유가 감소할 수 있습니다. 전하 트랩과 강유전체 분극이 문턱전압을 같은 방향으로 변화시키도록 결합하고, 채널 내부 커패시터의 바이어스로 문턱전압을 제어해 메모리 윈도우 확보를 도모합니다.

3. 산화물 채널의 소거·구동 특성 한계

산화물 반도체 채널은 높은 이동도라는 장점이 있지만 소거에 필요한 홀 전류 형성이 제한될 수 있고, a-IGZO는 음의 문턱전압으로 인해 normally-on 동작과 외부 스트레스 안정성 문제가 발생할 수 있습니다. 산화물 채널과 초박막 폴리실리콘 채널을 결합해 소거 동작을 지원하고, 불소 도핑으로 산소 공공과 벌크 트랩을 줄여 문턱전압과 전류 특성을 개선합니다.