[디지털데일리 이수환기자] 삼성전자(www.samsung.com/sec 대표 권오현 윤부근 신종균)가 15일 ‘4세대(64단) 256기가비트(Gb) 3비트(TLC) V낸드플래시’를 본격 양산하며 서버, PC, 모바일용 등 낸드 제품 전체로 라인업을 확대한다.

삼성전자는 지난 1월 글로벌 기업거래(B2B) 고객에게 공급을 시작한 4세대 256Gb V낸드 기반 솔리드스테이트드라이브(SSD)에 이어 모바일용 eUFS, 소비자용 SSD, 메모리카드 등에 4세대 V낸드를 확대했다. 올해 안에 월간 생산 비중을 50% 이상으로 늘려 수요 증가에 대응해 나갈 계획이다.

4세대(64단) V낸드에는 ‘초고집적 셀 구조·공정’, ‘초고속 동작 회로 설계’와 ‘초고신뢰성 차지 트랩 플래시(Charge Trap Flash, CTF) 박막 형성’ 등 3가지 혁신 기술이 적용됐다. 덕분에 3세대(48단) 제품 대비 속도와 생산성, 전력 효율 모두 30% 이상 향상됐다.

V낸드는 데이터를 저장하는 셀을 만들 때 수십 개의 단을 쌓아 올려 위에서부터 하단까지 수십억 개의 미세한 홀(Hole, 구멍)을 균일하게 뚫어 수직으로 셀을 적층하는 ‘3차원(원통형) CTF 셀 구조’로 되어 있다. 하지만 단수가 높아질수록 형성한 구조가 틀어지거나 최상단과 최하단 셀의 특성 차이가 생기는 등 적층 기술은 물리적 한계가 있었다.

이런 문제를 해결하기 위해 삼성전자는 ‘9-Hole’이라는 초고집적 셀 구조·공정 기술을 개발, 각 층마다 균일한 홀 패턴을 형성하고 전체 단의 하중을 분산해 한계를 극복했다. 이를 계기로 90단 이상의 수직 적층 한계를 극복해 반도체 칩 하나에 1조개 이상의 정보를 저장하는 ‘1테라 비트 V낸드’ 시대를 여는 원천 기술도 확보했다. 더불어 데이터 전송속도는 1기가비트(Gb), 동작 전압도 3.3볼트(V)에서 2.5V로 낮췄다.

특히 원자 단위로 제어할 수 있는 CTF 박막을 형성해 셀 크기를 줄이면서도 쓰기·지우기 특성 수명을 높였고, 셀과 셀 사이의 데이터 간섭 현상을 최소화하는 제어 기술(채널 박막화)도 구현해 3세대 대비 신뢰성도 20% 향상시켰다.

삼성전자 메모리사업부 플래시개발실 경계현 부사장은 “테라 V낸드 시대를 앞당기기 위해 임직원 모두 혁신적인 기술 개발에 전념했다”고 전했다.

<이수환 기자>shulee@ddaily.co.kr