[반도체기초] IGZO란?

IGZO의 핵심은 낮은 누설전류다. 산화물 반도체인 IGZO는 밴드갭이 커 실리콘 기반 트랜지스터에 비해 off-current가 매우 낮아 꺼져 있을 때의 전류가 작다. DRAM에서 저장 전하의 안정성은 셀 크기가 작아질수록 더 중요해지는데, 누설전류가 낮으면 캐패시터에 저장된 전하가 더 오래 유지되어 리프레시 필요성이 줄어든다. 리프레시는 트랜지스터를 주기적으로 구동해 전하를 재저장하는 과정으로 전력 소모를 크게 유발하나, 누설전류를 낮추면 리프레시 주기를 늘려 전체 전력 효율을 끌어올릴 수 있다. 따라서 IGZO는 DRAM의 차세대 채널 소재 후보로 주목되며, 저전력 메모리 구현에 기여한다.

또한 3D 구조에의 적합성도 IGZO의 강점으로 꼽힌다. 2D 구조의 집적 한계를 넘기 위한 방향에서, DRAM의 3D화는 도전 과제가 많은 편인데, IGZO는 비교적 낮은 온도에서 박막으로 증착 가능하고 공정 손상 우려가 적다. 수직 구조나 적층 구조 적용 시 기존 실리콘만으로는 한계가 있을 수 있는데, IGZO의 박막 특성은 이러한 3D 구동에 유연성을 부여한다. 이미 디스플레이 분야에서 활용되며 양산성을 검증받은 점도 강점으로 작용한다.

나아가 IGZO를 차세대 DRAM 채널 소재로 바라보는 이유는 막질 균일성, 신뢰성, 수율, 대량생산 공정의 안정성이 이미 검증되어 있어 실용성이 높기 때문이다. 낮은 공정 온도에서도 균일한 박막 형성이 가능하고, 이미 최적화를 거친 상태라 대량 생산에 적합하다는 점이 강조된다. 이러한 이유로 IGZO는 차세대 DRAM 후보로 지속적으로 연구되고 있다.