[반도체 기초] VSDRAM이란?

VS DRAM의 가장 큰 매력은 기존 DRAM의 평면 미세화 한계를 수직 적층 구조로 넘어설 수 있다는 점입니다. 평면 셀을 더 작게 만들고 캐패시터를 더 높게 올리며 공정 난이도를 높여도 밀도 증가를 추구해왔지만, 10나노급 이후에는 식각 증착 균일도 누설전류 셀 간 간섭 등 문제가 점차 커졌습니다. 반면 VS DRAM은 셀을 한 면에만 배치하지 않고 위로 쌓아 올리므로 같은 면적에서 더 많은 데이터를 저장할 수 있고 무리하게 셀 크기를 줄이지 않아도 된다는 장점이 있습니다. 이론적으로 저장 밀도를 높이면서 누설전류와 간섭 문제를 완화할 가능성이 있으며, 장기적으로는 비트당 원가를 낮추는 새로운 방법으로 평가될 수 있습니다. 특히 AI 서버와 고성능 컴퓨팅 시대에는 메모리 용량과 대역폭의 중요성이 커지므로 VS DRAM은 미래 메모리 구조의 중요한 후보로 여겨집니다.

그러나 한계도 분명합니다. DRAM은 NAND와 달리 캐패시터에 전하를 저장하고 아주 작은 전하 차이를 빠르게 읽어야 하기 때문에 단순히 층을 쌓는다고 메모리가 정상적으로 동작하지 않는 점이 있습니다. 수직으로 적층할수록 식각 증착 웨이퍼 본딩 정렬 계측 및 결함 제어가 어려워지고 층간 간섭이나 기생 커패시턴스 신호 지연 열 관리 수율 문제도 커질 수 있습니다. 즉 VS DRAM은 같은 면적에서 더 높은 용량을 구현할 매력은 있지만 실제 양산을 위해서는 공정 안정성 전기적 신뢰성 수율 확보라는 매우 큰 과제를 넘어야 합니다. 따라서 VS DRAM은 당장의 문제를 해결하기 위한 기술이라기보다는 장기적인 관점에서 바라보아야 하는 기술로 평가됩니다.

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