기존 메모리 기술의 한계를 극복하여 플래쉬 메모리(flash memory)와 DRAM의 장점을 결합하여 한 개의 메모리 트랜지스터에서 동작하는 차세대 퓨전 메모리(Unified-RAM)제품이 국내 연구진에 의해 최초로 개발됐다.

교육과학기술부는 KAIST 최양규(崔梁圭, 42세) 교수팀과 나노종합팹센터가 공동으로 기존 플래쉬 메모리와 DRAM이 한 개의 메모리 트랜지스터에서 복합기능을 수행함으로써 제작비용을 절감하고 집적도를 증대하는 차세대 퓨전메모리(URAM)을 개발하였다고 밝혔다.

기존의 퓨전 메모리는 DRAM, 플래쉬, SRAM 등의 서로 다른 칩을 차례로 쌓은 멀티칩 팩키지(MCP : multi chip package)형태로 단품 여러 개를 사용할 때보다 실장 면적을 줄이는 효과는 있지만 제작비용을 낮추는 데에는 한계가 있었다.

최교수팀은 DRAM과 플래쉬 메모리 동작전압 영역이 서로 다르다는 것에 착안해 트랜지스터의 몸통 안(floating body)에 전하를 모으고 지우는 과정을 통해 DRAM을 구현하였으며, 그 몸통 위에 게이트 및 게이트 절연막으로 소노스(SONOS)구조를 결합시키는 방식으로 차세대 퓨전 메모리를 개발하였다.

URAM은 디지털 TV, 휴대용 정보기기 등의 발달에 따른 다기능·고성능화에 대응할 수 있는 차세대 퓨전메모리(fusion memory)의 일종으로 이번 개발은 반도체 메모리분야의 원천기술과 실용성을 동시에 확보하였다는데 의의가 있다.

이번 연구결과에 적용된 3차원 나노구조 제작기술 및 SONOS 절연막 형성기술은 현재 사용되고 있는 표준 반도체 설계 및 공정기술을 그대로 이용할 수 있기 때문에 반도체업체는 개발기간 단축과 추가적인 비용투자 없이 제품 개발이 가능하다.

PC산업의 포화 등으로 기존 메모리 시장이 고수익을 내지 못하는 상황에서 이번 URAM의 개발은 기존의 메모리 기술을 진일보시킨 의미있는 연구결과로 평가받고 있으며, 이 제품이 2~3년내에 상용화될 경우 그 파급효과가 매우 크다고 할 수 있다.

특히 퓨전 메모리 수요가 증가함에 따라 디지털 카메라·PDA·게임기·휴대폰 등에 URAM 채택이 가속화 될 것으로 기대되며, 연구팀은 퓨전 메모리 시장 점유율이 전체 반도체 시장의 5%로 가정할 때 시장규모가 2010년 150억 달러, 2015년 204억 달러에 달할 것으로 전망하고 있다.

이번 연구 결과는 나노종합팹센터의 우수한 공정기술과 장비를 활용한 공동연구로 2007년 12월 12일 미국 워싱턴D.C.에서 개최된 국제전자소자학회(International Electron Device Meeting)에서 SOI 기판 위에 URAM 소자 개념이 처음으로 증명되었으며, 2008년 6월 17일 미국 하와이에서 열렸던 “초고집적회로 국제학회(Symposium on VLSI Technology)”에서 SiC 기판 위에 형성한 URAM 연구결과를 발표되었다.

현재 URAM과 관련된 국내특허 5건이 출원 중이다.