국민대학교 전자공학부 SILK 연구팀(김동명 교수, 김대환 교수, 최성진 교수) 최성진 교수가 SK hynix와 산학협력 연구를 통해 3차원 구조의 수직형(vertical) 낸드플래쉬 메모리(NAND flash memory)에서 정보저장능력, 리텐션(retention) 특성의 복잡한 메커니즘 분석에 성공하였다. 

낸드플래쉬 메모리는 전원이 꺼지면 저장된 자료가 사라지는 D램이나 S램과 달리, 전원이 없는 상태에서도 데이타가 계속 저장되는 플래쉬메모리의 일종이며, 데이타의 저장 및 삭제가 자유로운 메모리이다. 좁은 면적에 많은 메모리 셀을 만들 수 있고, 많은 데이터를 저장할 수 있어 메모리의 대용량화가 가능하다. 따라서 대용량 정보의 저장이 필용한 디지털카메라, 휴대용저장장치, 컴퓨터 등에 폭넓게 쓰인다.

반도체의 미세 패턴 공정이 물리적으로 한계에 도달하면서 보다 높은 집적도를 위해 기존 평면형 낸드 (planar NAND) 플래시 메모리에서 전하 트랩 기반 3차원 수직형 낸드 (3-D vertical NAND) 플래시 메모리에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있다. 

전하 트랩 기반 3차원 수직구조 낸드 플래시 메모리는 한 string내의 메모리 셀들이 전하저장소(charge trap layer)를 공유하고 있는 특징 때문에 리텐션 특성이 나빠지는 단점이 있다. 최 교수 연구팀은 SK hynix와 함께 3차원 수직구조 낸드플래시 메모리에서 수 초내로 발생하는 리텐션 특성을 정성적, 정량적으로 분석하는데에 성공하였다. 3차원 수직구조 낸드플래쉬에서 발생하는 리텐션 메커니즘은 분석이 복잡하고, 예측이 어렵다는 기술적 난제를 지니고 있었지만, 최 교수팀은 이를 해석하고, 예측할 수 있는 모델을 수립 및 검증하여 향후 양산되는 수직구조 낸드플래쉬 메모리의 안정성을 확보하는 인자를 발견 하였다는데에 큰 의의가 있다. 

최 교수 연구팀의 연구 결과는 6월 13일부터 미국 하와이에서 열리는 2016 Symposia on VLSI Technology and Circuits에서 인정받아 논문으로 선정되어 발표될 예정이다. (논문명: Evaluation of early retention (fast charge loss within a few seconds) characteristics in tube-type 3-D NAND Flash Memory, 제1저자: 최봉식 박사과정 학생, 교신저자: 최성진 교수)

Symposia on VLSI Technology and Circuits는 국제전기전자소자학회(IEDM)과 함께 반도체 분야의 최고 권위있는 학회로, 주로 선행 연구 기술과 관련된 눈문이 발표된다. 한 해 동안 세계 각국의 반도체 기업 및 대학이 제출한 논문 중 가장 뛰어난 성과를 보인 100여편의 소수의 논문을 선정해 발표하는 자리로 1981년 학회가 창설된 이후 매년 6월 미국과 일본에서 번갈아 개최되고 있다. 

최 교수는 현재 반도체 및 집적회로 연구실 (SILK, Semiconductor device & integrated circuits Lab @KMU)에서 김동명 교수, 김대환 교수와 함께 3인의 공동 연구실을 운영하고 있으며, 김동명 교수, 김대환 교수도 본 연구에 같이 참여하여 우수한 연구 성과를 도출하였다.