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[IT뉴스]레이저로 열에너지 정밀 제어…고효율 AI반도체 공정 개발

온카뱅크관리자

2024-06-10 13:20:13

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
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          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="82JGeXA81A" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="장재은 DGIST 전기전자컴퓨터공학과 교수(가장 왼쪽)와 권혁준 교수(가장 오른쪽) 공동연구팀. DGIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/10/dongascience/20240610132019826hjay.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="fIwzEBSgtk" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/10/dongascience/20240610132019826hjay.jpg" width="658"></p>
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            장재은 DGIST 전기전자컴퓨터공학과 교수(가장 왼쪽)와 권혁준 교수(가장 오른쪽) 공동연구팀. DGIST 제공
           </figcaption>
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          <p dmcf-pid="6ViHdZc6Yj" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 레이저를 활용해 선택적으로 열처리가 가능한 고효율 AI(인공지능) 반도체 제조공정 기술을 개발했다. AI형 메모리 트랜지스터의 상용화 가능성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.</p>
          <p dmcf-pid="PfnXJ5kPGN" dmcf-ptype="general"> 대구경북과학기술원(DGIST)은 전기전자컴퓨터공학과 장재은 교수와 권혁준 교수 공동연구팀이 인공지능(AI)형 메모리 트랜지스터를 고효율로 만들 수 있는 공정기술을 개발해 연구결과를 지난달 13일(현지시간) 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'에 공개했다고 10일 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="QU8CflJqYa" dmcf-ptype="general"> 사람의 뇌처럼 연산과 기억을 동시에 수행하는 AI형 메모리 트랜지스터 기술은 비용 절감 및 전력 효율, 고성능, 경량화 등의 장점을 모두 갖춘 우수한 기술 분야로 주목받고 있다.</p>
          <p dmcf-pid="xu6h4SiBZg" dmcf-ptype="general"> AI형 메모리 트랜지스터를 구현하기 위한 '강유전체 전계 효과 트랜지스터(FeFET)' 연구가 활발하다. 강유전체는 외부 전기장이 없어도 전하가 한쪽으로 치우쳐 극성을 띠는 분극 상태를 스스로 유지할 수 있는 물질로 차세대 메모리 재료로 주목받고 있다. FeFET는 외부 전력 공급이 없을 때도 정보가 사라지지 않는 비휘발성이면서 고속·저전력으로 작동하는 등 특성이 우수하다.</p>
          <p dmcf-pid="ycS4h6ZwGo" dmcf-ptype="general"> 강유전체를 가공해 트랜지스터로 활용하려면 600℃ 이상의 고온 공정이 필요한데, 이 과정에서 트랜지스터의 성능이 저하되거나 하부층 회로에 열 손상이 발생하는 문제가 있다.</p>
          <p dmcf-pid="Wltn5oqytL" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 이를 극복하기 위해 열에너지를 최소화하는 공정기술 연구를 수행해 선택적으로 열처리가 가능한 '나노초 펄스레이저 어닐링 공정'을 개발했다. 355나노미터(nm, 10억분의 1미터)의 짧은 파장의 빛이 머리카락 굵기의 2000분의 1 정도의 깊이까지만 침투했다. 강유전체를 가공하는 데 필요한 열에너지가 하부 회로까지 전달되지 않았다.</p>
          <p dmcf-pid="YSFL1gBWtn" dmcf-ptype="general"> 레이저 기술을 활용해 상대적으로 저온인 250°C 이하에서 FeFET를 만들고 성능을 테스트한 결과 10만 번 이상 데이터 쓰기·지우기 작업을 수행할 수 있고 정보 저장 상태도 10년 이상 유지 가능했다. </p>
          <p dmcf-pid="GIZdHiuS5i" dmcf-ptype="general"> 장재은 교수는 "열에너지를 최소화한 레이저 어닐링 기술은 강유전체 전계 효과 트랜지스터의 상용화 가능성을 높이는 새로운 접근법"이라며 "기존 고온 공정의 한계를 극복해 기술 혁신을 주도할 것으로 보인다"고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="HC5JXn7v1J" dmcf-ptype="general"> 권혁준 교수는 "기존 실리콘 공정과도 호환성이 높다"며 "다양한 소자를 포함하는 차세대 AI 시스템 구현에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="Xh1iZLzTGd" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
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