[스마트경제=복현명 기자] 김성준 동국대학교 전자전기공학과 교수 연구팀이 산화나이오븀(NbOx) 기반 멤리스터 타입의 메모리 소자를 이용한 다양한 인공지능 반도체 어플리케이션을 구현했다.
이번 연구에서는 동국대 Millimeterwave Innovation Technology Research Center(MINT) 공정실의 스퍼터 장비를 활용해 NbOx 박막을 개발, 증착한 결과 저항 스위칭 소자를 성공적으로 개발했다.
이 NbOx 소자는 뛰어난 안정성과 조절 가능한 휘발성 특성을 갖추고 있어 하나의 소자에서 다기능성을 입증했다. 연구 성과는 인공지능 반도체 시대의 차세대 전자 소자 개발에 중요한 전환점을 마련할 것으로 기대된다.
NbOx는 기존의 HfOx와 TaOx 기반 멤리스터에 비해 상대적으로 연구가 덜 진행된 물질로 산소 유량과 박막 두께에 따라 다양한 메모리, 선택 소자 특성을 보인다.
연구팀은 휘발성 강도를 조절할 수 있는 NbOx 기반 저항 스위칭 소자의 공정을 최적화한 후 연구실 내 Keithley 측정 장비를 통해 전기적 특성을 분석했다.
전기적 펄스 신호를 인가함으로써 뇌의 시냅스를 모방하는 인지 컴퓨팅, 축적 컴퓨팅을 구현할 수 있었다.
김성준 동국대 전자전기공학과 교수는 “주동열 학생이 학석사연계 과정 동안 연구에 몰입해 다양한 멤리스터 소자를 측정한 결과 뉴로모픽 시스템 구현에 관한 다수의 논문을 제1저자로 출판했다”고 말했다.
해당 연구 결과는 ‘Versatile NbOx-based Volatile Memristor for Artificial Intelligent Applications’라는 제목으로 나노 분야의 저명한 국제 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’(IF=18.5)에 2024년 9월 온라인 게재됐다.
이 연구는 한국연구재단의 중견연구 사업인 ‘축적컴퓨팅 구현을 위한 리텐션 조절 가능한 하프늄 기반 강유전체 소자 기술 및 수직적층 집적공정 개발’과 글로벌 기초연구실 사업인 ‘뉴로모픽 기술 기반 모빌리티 배터리 PHM 글로벌 기초연구실’의 지원을 받아 수행됐다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
