'Z램' D램 대체할까?

세계 2위 D램업체인 하이닉스반도체가 Z램(제로 캐패시터 램) 개발을 지난 14일 공식 표명, Z램에 관심이 집중되고 있다. Z램이란 용어자체가 생소한데다 하이닉스가 개발에 나선만큼 과연 D램을 대체할 차세대 주자가 확실한 지 궁금증을 유발하기 때문이다. ◇Z램이란= D램은 트랜지스터와 캐패시터로 구성되는데 비해, Z램은 캐패시터 없이 트랜지스터로만 구성되는게 가장 큰 특징이다. Z램은 실리콘 온 인슐레이터라는 독특한 구조로 트랜지스터를 만든다. 이 구조로 만들면 트랜지스터가 동작할 때 내부에 불필요한 양전하가 쌓여 극성을 띠게 된다. Z램은 트랜지스터의 극성을 0과 1의 이진수 데이터로 역이용해 데이터를 저장할수 있게 된다. 이같은 독특한 구조와 성질 때문에 Z램은 30나노 이하에서는 미세회로 공정에서 매우 유용할 것으로 기대되고 있다. 기존 D램은 각 기억 소자 내 캐패시터의 극성에 따라 이진수 형태로 데이터를 저장하고 트랜지스터는 캐패시터에 전하가 채워지거나 채워지지 않도록 막는 스위치 역할을 한다.

이 때문에 트랜지스터간에 전기 간섭 현상이 발생할 경우 무용지물이 된다. 현존하는 기술로는 30나노 이하 미세공정으로 트랜지스터간 전기간섭을 배제하기 어렵다는게 전문가들의 견해다. 때문에 트랜지스터의 전기 간섭 현상으로 데이터를 저장하는 Z램은 30나노 이하 미세공정에서 D램을 대체할 차세대 메모리 소자로 떠오르고 있다. ◇상용화는 언제=이 기술은 스위스의 메모리 IP개발업체인 이노베이티브 실리콘(ISi)이 원천기술을 갖고 있다. 이노베이티브 실리콘은 기존에 AMD와 라이센스 계약을 체결하고 마이크로프로세서용 임베디드 메모리로 개발을 진행하고 있다. 이노베이티브 실리콘은 실험실 수준에서 110나노 제품까지 Z램 기술 구현에 성공한 상태다. 메모리업체로는 이번 하이닉스가 처음이다. 하지만 삼성전자도 ‘Z모스’라는 이름으로 비슷한 개념의 기술을 개발하고 있다. Z램과 Z모스는 둘다 아직 상용화를 전제로 개발에 돌입하지 못한 상태다. Z램과 Z모스는 현재 널리 활용되고 있는 실리콘웨이퍼에 비해 가격이 3∼5배까지 비싼 실리콘 온 인슐레이터(SOI) 웨이퍼를 활용해야 하기 때문이다. 이같은 문제 때문에 하이닉스반도체도 삼성전자와 마찬가지로 Z램을 차세대 제품 선행 연구 차원에서 가능성 타진을 위해 진행하고 있을 뿐, 현재 구체적인 양산 계획은 갖고 있지 않다. 이 때문에 삼성전자는 SOI구조가 아닌 벌크 상태의 웨이퍼에서 이 기술을 구현하는 방법을 모색하고 있는 것으로 알려지고 있다. 또한 메모리업계는 Z램 대신 △트랜지스터와 캐퍼시터를 격벽없이 단층에 한꺼번에 형성하는 D램 4F스퀘어 기술 △격벽을 지닌 현행 D램 구조를 유지하면서도 트랜지스터와 캐퍼시터를 위아래 2층으로 형성하는 D램 2중 구조 등도 검토하고 있다. 　 심규호기자@전자신문, khsim@etnews.co.kr