글로벌 반도체 기업들이 산화물 반도체 개발에 나선 이유

글로벌 반도체 기업들이 산화물 반도체 연구개발에 팔을 걷었다.

산화물 반도체는 그간 디스플레이 산업에 활발히 적용된 품목이다.

전력 누설이 적고, 전자 이동이 빠른 강점 때문이다.

삼성전자는 지난 5월 개최된 IMW 기조연설에서 차세대 메모리 기술인 IGZO 기반 수직 채널 트랜지스터를 소개, 최신 메모리 기술 발표장을 뜨겁게 달궜다.

IGZO는 인듐(In), 갈륨(Ga), 산화아연(ZnO)으로 구성된 금속 산화물 소재다.

삼성은 IGZO 기반 수직 채널 트랜지스터(VCT)를 통해 차세대 D램으로의 확장을 도모한다.

IGZO 소재는 높은 전자 이동도, 제로에 가까운 누설전류 저온 공정에서의 적합성 등의 장점으로 반도체 업계의 지속적인 관심을 끌어왔다.

Q : 산화물 반도체가 무엇인가?

A : 반도체 하면 실리콘이라고 알고 있는데 산화물 반도체는 말 그대로 산화물이다.

금속과 산소가 결합된 것을 말한다.산화물 반도체라는 것이 아주 새로운 것은 아니다.

인듐 옥사이드나 틴 옥사이드 같은 물질에 가스가 달라붙으면 전기 전도도가 바뀌는성질을 이용하여 센서 소재로 많이 활용되었다.

그런데 소위 IGZO라 불리는 인듐, 갈륨, 징크 옥사이드를 섞어보니 반도체 특성을 보여준다는 것을 발견하고 디스플레이 산업에 적용하기 시작했다.

Q : 디스플레이에 적용하게 된 이유는 무엇인가?

A : 디스플레이에서는 LCD 이후에 OLED가 나오면서 새로운 소대에 대한 니즈가 있었다.

OLED는 LCD와 다르게 전류를 흘려줘야 OLED 다이오드에 불이 켜지는데

전류를 많이 흘려줄수록 빛이 밝게 나오게 된다.

그런데 기존의 아몰포스 실리콘의 경우에는 전류 이동도가 대단히 낮은 수준이다.

그래서 나온 기술이 저온에서 레이저로 결정화하는 저온폴리실리콘(LTPS)이었다.

옥사이드 기술이 적용되는 상황이다.

Q : 어느 분야에서 관심이 많은가?

A : 처음 반도체 쪽에서 관심을 가졌던 분야는 3D 낸드였다.

3D 낸드는 폴리실리콘 채널을 200단, 300단 증착하게 되는데 적층이 길어질수록 저항이 증가해 전류령이 줄어드는 문제가 있었다.

그래서 이동도가 높고 ALD로 깊이 있는 적층을 할 수 있는 채널 물질로 산화물 반도체의 가능성이 검토됐었다.

그런데 적용해보니 산화물 반도체는 N형 특성만 갖는 것으로 나타났다.

N형과 P형과 전자기기의 기본 구성 요소로, 서로의 특성을 활용하여 다양한 전자소자와 회로를 구현하는데 필수적인데 P형을 구현하지 못하는 것이다.

출처 : 전자부품 전문 미디어 디일렉(http://www.thelec.kr)

“[Y인사이트]글로벌 반도체 기업들이 산화물 반도체 개발 나선 이유”