[뉴스] 삼성은 0a D램을 어떻게 만들까 (feat. IGO)

10나노미터 이하 초미세 배선으로 무장한 반도체 소자의 집적도가 상상을 초월하는 시대가 다가오고 있습니다. 삼성전자가 선도하는 최신 기술, 바로 0a D램 개발이 그 핵심입니다. 과연 삼성은 어떻게 ‘0a D램’을 만들어내고 있을까요? 이번 섹션에서는 삼성전자의 혁신적인 반도체 설계와 첨단 소재 기술이 만들어내는 미래를 살펴봅니다.

초미세 배선과 집적도를 넘어, 삼성의 0a D램 기술

삼성전자는 현재 10나노미터급 6세대(1c) D램의 개선 성과를 바탕으로, 더욱 미세한 배선 구조인 0a D램 개발에 박차를 가하고 있습니다. 여기서 ‘0a’는 선폭이 10나노미터 이하라는 의미로, 기존보다 훨씬 촘촘한 집적도를 자랑하는 차세대 제품입니다. 업계에서는 이를 ‘4F²D램’이라고 부르며, F는 하프 피치(라인&스페이스의 반)라는 의미로 작은 선폭이 하나의 핵심 키워드입니다.

이 작은 선폭이 의미하는 것은 단순히 크기 축소가 아니라, 동일한 칩 면적 내에 훨씬 더 많은 데이터 저장소를 넣을 수 있다는 점입니다. 예를 들어, 선폭이 9나노미터인 경우 324㎚² 면적 안에 소자가 배치되는데, 이는 10나노미터 선폭의 600㎚²보다 훨씬 효율적입니다. 즉, 집적도 향상을 넘어서 반도체 성능 전반의 혁신이 기대되는 기술입니다.

VCT D램, 수직 채널 트랜지스터로 선도하는 미래 기술

이처럼 미세화된 배선 구조를 구현하기 위해 삼성은 ‘VCT(수직 채널 트랜지스터)’를 도입하는 혁신을 감행했습니다. 기존의 평면 트랜지스터와 달리, VCT는 소자를 수직으로 세우는 방식으로, 공간 효율성을 극대화하는 기술입니다. 이를 통해 동일 면적에 더 많은 트랜지스터를 집어넣고, 집적도를 높이려는 전략입니다.

하지만 수직 채널 트랜지스터는 여러 난제까지 안고 있습니다. 실리콘 기반의 채널이 갖는 열 안정성, 속도, 이동성 등 여러 한계에 직면했고, 특히 ‘채널 소재’의 문제는 크나큰 도전 과제였습니다. 이에 삼성은 새로운 소재 개발에 돌입, ‘IGZO(인듐-갈륨-아연 산화물)’ 박막을 활용하는 방안을 발표했습니다.

IGO 채널 재구성으로 미래 반도체를 설계하다

삼성전자는 지난 IEDM 2025 학회에서 ‘IGZO’를 기존 ‘IGZO’에서 ‘IGO’로 변경하는 실험을 선보였습니다. 이 ‘IGO’ 소재는 Zn(아연)의 역할을 제거하여 열에 민감한 문제를 해결하는 동시에, 전자의 이동 속도를 높이면서도 안정성을 유지하는 혁신적인 구조입니다. 이는 곧 기존 실리콘 채널의 한계를 뛰어넘는 솔루션이 될 가능성을 보여주는 성과입니다.

실제 실험에서 550℃가 넘는 고온 공정에서도 ‘문턱전압’의 안정성을 확보하며, 소자의 안정성과 성능이 이미 검증됐습니다. 이는 ‘floating body effect’와 ‘GIDL(전류 누설)’ 문제 등을 해결하고, 더욱 효율적이고 안정된 D램 소자 구현을 가능하게 합니다.

왜 ‘삼성은 0a D램을 어떻게 만들까 (feat. IGO)’인가?

이 모든 기술력은 ‘어떻게’ 만들어내는가 하는 궁금증을 자아냅니다. 삼성은 기존 실리콘 구조를 넘어서, 첨단 소재와 수직 채널 트랜지스터 기술을 결합하여 초미세 구조에서도 뛰어난 성능을 보장하는 ‘0a D램’을 개발 중입니다. 이러한 혁신 덕분에, 앞으로의 반도체 시장은 훨씬 더 작은 크기에서, 더 빠르고 안정적인 데이터 처리를 기대할 수 있습니다.

현재는 양산 전 단계로, 내년 하반기쯤 삼성 평택 사업장에 시험라인이 설치될 전망입니다. 이처럼 삼성전자는 ‘기술적 한계’를 뛰어넘고, ‘반도체의 미래’를 지금 앞당기고 있습니다.

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이처럼 ‘삼성은 0a D램을 어떻게 만들까 (feat. IGO)’라는 질문은, 우리에게 첨단 반도체 공정과 소재 기술이 얼마나 빠르게 발전하고 있는지를 보여주는 증거입니다. 앞으로도 삼성전자의 혁신이 만들어낼 새로운 세상을 기대해 주세요.

VCT D램과 IGO 박막: 트랜지스터의 한계를 넘어서다

‘삼성은 0a D램을 어떻게 만들까 (feat. IGO)’라는 질문에 대한 답변이 바로 여기 있습니다. 이번 섹션에서는 기존 실리콘 채널이 갖는 한계를 뛰어넘기 위한 첨단 소재 개발 이야기와, 그 중심에 선 ‘IGO’ 박막의 비밀을 상세히 살펴보겠습니다.

최근 삼성전자는 1나노급 ‘0a’ 시대를 열기 위해 혁신적인 VCT D램 기술을 연구 중입니다. 이 기술의 핵심은 수직 채널 트랜지스터(Vertical Channel Transistor)를 도입하는 것인데, 기존의 평면 구조를 넘어선 차세대 설계입니다. 하지만 문제는 바로 여기서 발생합니다. 실리콘으로 만든 채널이 더 이상 미세 공정 한계에 부딪히면서 성능 저하와 구조적 한계가 드러났기 때문입니다.

이럴 때 해결책으로 떠오른 것이 바로 ‘IGZO’라는 소재입니다. 인듐-갈륨-아연 산소(Indium-Gallium-Zinc Oxide)의 약자인 IGZO는 이미 디스플레이용 박막 트랜지스터(TFT)에서 널리 쓰이는 기술입니다. 하지만 이번에는 좀 더 도전적인 ‘IGO’로의 변신이 기다리고 있었습니다. 바로 ‘Z’, 즉 아연(Zn)을 제거하는 방식이죠.

IGZO에서 ‘Z’를 뺀 ‘IGO’는 전자의 이동속도를 유지하면서도 열에 취약한 아연의 문제를 해결하기 위해 고안된 혁신입니다. 삼성전자는 지난해 열린 IEDM 2025에서 이 ‘IGO’ 박막이 550도 이상의 고온 공정에서도 안정적임을 입증하며, 미래 VCT D램에 적용 가능성을 좁혀 나가고 있습니다. 특히, 이 소재가 채택되면 전자가 자연스럽게 흐르면서도, 불필요한 누설이나 플로팅 바디 효과(floating body effect)를 방지하는 효과가 기대됩니다.

이처럼 ‘삼성은 0a D램을 어떻게 만들까 (feat. IGO)’라는 질문에 대한 답은, 바로 소재 혁신과 구조적 재설계의 결합이라는 점입니다. 기존 실리콘 채널이 갖는 한계를 뛰어넘는 소재 변경을 통해, 차세대 메모리 소자의 성능과 안정성을 한 단계 업그레이드하는 전략입니다. 아직 많은 과제와 개발 단계가 남아 있지만, 삼성전자는 이미 이 첨단 기술로 한 발 앞서 나가고 있으며, 곧 양산화의 문턱에 다가서고 있습니다.

이제 곧 ‘수직 채널 트랜지스터’의 미래를 엿볼 수 있는 ‘IGO’ 박막이, 고성능 메모리의 새로운 표준을 만들어갈 차례입니다. 기대해도 좋습니다.

Reference

한국경제: https://www.hankyung.com/article/202512313879i