• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.36 no.6
• /
• pp.547-555
• /
• 2023

High-density crossbar arrays based on storage class memory (SCM) are ideally suited to handle an exponential increase in data storage and processing as a central hardware unit in the era of AI-based technologies. To achieve this, selector devices are required to be co-integrated with SCM to address the sneak-path current issue that indispensably arises in such crossbar-type architecture. In this perspective, we first summarize the current state of tellurium-based threshold-switching devices and recent advances in the material, processing, and device aspects. We thoroughly review the physicochemical properties of elemental tellurium (Te) and representative binary tellurides, their tailored deposition techniques, and operating mechanisms when implemented in two-terminal threshold switching devices. Lastly, we discuss the promising research direction of Te-based selectors and possible issues that need to be considered in advance.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.785-792
• /
• 2012

In this paper, a current-voltage characteristics of n-channel junctionless and inversion mode(IM) MuGFET, and p-channel junctionless and accumulation mode(AM) MuGFET has been measured and analyzed for the application in high speed and low power switching devices. From the variation of the threshold voltage and the saturation drain current with the substrate bias voltages, their variations in IM devices are larger than junctionless devices for n-channel devices, but their variations in junctioness devices are larger than AM devices for p-channel devices. The variations of transconductance with substrate biases are more significant in p-channel devices than n-channel devices. From the characteristics of subthreshold swing, it was observed that the S value is almost independent on the substrate biases in n-channel devices and p-channel junctionless devices but it is increased with the increase of the substrate biases in p-channel AM devices. For the application in high speed and low power switching devices using the substrate biases, IM device is better than junctionless devices for n-channel devices and junctionless device is better than AM devices for p-channel devices.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.46 no.8
• /
• pp.1-5
• /
• 2009

A new pixel circuit for Active Matrix Organic Light Emitting Diodes (AMOLEDs), based on the polycrystalline silicon thin film transistors (Poly-Si TFTs), was proposed and verified by SMART SPICE simulation. One driving and six switching TFTs and one storage capacitor were used to improve display image uniformity without any additional control signal line. The proposed pixel circuit compensates an inevitable threshold voltage variation of Poly-Si TFTs and also compensates the degradation of OLED at low power supply voltage($V_{DD}$). The simulation results show that the proposed pixel circuit successfully compensates the variation of OLED driving current within 0.8% compared with 20% of the conventional pixel circuit.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
• /
• v.34D no.12
• /
• pp.89-100
• /
• 1997

This paper investigated a new type of low voltage threshold switch (LVTS). As distinguished from the many other types of electronic threshold switches, the LvTS is ; voltage controlled, occurs at low voltages ($V_{2}$ $O_{5}$lV devices. The average low threshold voltage < $V_{LVT}$>=218 mV (standard deviation =24mV~kT/q, where T=300K), and was independent of the device area (x100) and amorphous oxide occurred in an ~22.angs. thick interphase of the V/amorphous- $V_{2}$ $O_{5}$ contacts. At $V_{LVT}$ there was a transition from an initially low conductance (OFF) state into a succession of quantized states of higher conductance (ON). The OFF state was spatically homogeneous and dominated by tunneling into the interphase. The ON state conductances were consistent with the quantized conductances of ballistic transport through a one dimensional, quantum point contact. The temeprature dependence of $V_{LVT}$, and fit of the material parameters (dielectric function, barrier energy, conductivity) to the data, showed that transport in the OFF and ON states occurred in an interphase with the characteristics of, respectively, semiconducting and metallic V $O_{2}$. The experimental results suggest that the LVTS is likely to be observed in interphases produced by a critical event associated with an inelastic transfer of energy.rgy.y.rgy.

• The Transactions of the Korea Information Processing Society
• /
• v.7 no.11S
• /
• pp.3684-3693
• /
• 2000

In this paper, performance of a nonblocking high speed packet switch with switching capacity m which adopts a dynamic priority control function (DPCF) of a threshold- based Bernoulli priority jump (TBPJ) scheme is considered. Each input queue has two separate buffers with different sizes for two classes of traffics, delay-sensitive and loss-sensitive traffics, and adopts a TBPJ scheme that is a general state-dependent Bernoulli scheduling scheme. Under the TBP] scheme, a head packet of the delay-sensitive traffic buffer goes into the loss -sensitive traffic buffer with Hernoulli probability p according to systems states that represent the buffer thresholds and the number of packets waiting for scheduling. Performance analysis shows that TBPJ scheme obtains large performance build-up for the delay-sensitive traffic without performance degradation for the loss-sensitive traffic. In addition to, TBP] scheme shows better performance than that of HOL scheme.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.311-311
• /
• 2016

최근 고성능 디스플레이 개발이 요구되면서 기존 비정질 실리콘(a-Si)을 대체할 산화물 반도체에 대한 연구 관심이 급증하고 있다. 여러 종류의 산화물 반도체 중 a-IGZO (amorphous indium-gallium-zinc oxide)가 높은 전계효과 이동도, 저온 공정, 넓은 밴드갭으로 인한 투명성 등의 장점을 가지며 가장 연구가 활발하게 보고되고 있다. 기존에는 SG(단일 게이트) TFT가 주로 제작 되었지만 본 연구에서는 DG(이중 게이트) 구조를 적용하여 고성능의 a-IGZO 기반 박막 트랜지스터(TFT)를 구현하였다. SG mode에서는 하나의 게이트가 채널 전체 영역을 제어하지만, double gate mode에서는 상, 하부 두 개의 게이트가 동시에 채널 영역을 제어하기 때문에 채널층의 형성이 빠르게 이루어지고, 이는 TFT 스위칭 속도를 향상시킨다. 또한, 상호 모듈레이션 효과로 인해 S.S(subthreshold swing)값이 낮아질 뿐만 아니라, 상(TG), 하부 게이트(BG) 절연막의 계면 산란 현상이 줄어들기 때문에 이동도가 향상되고 누설전류 감소 및 안정성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Dual gate mode로 동작을 시키면, TG(BG)에는 일정한 positive(or negative)전압을 인가하면서 BG(TG)에 전압을 가해주게 된다. 이 때, 소자의 채널층은 depletion(or enhancement) mode로 동작하여 다른 전기적인 특성에는 영향을 미치지 않으면서 문턱 전압을 쉽게 조절 할 수 있는 장점도 있다. 제작된 소자는 p-type bulk silicon 위에 thermal SiO2 산화막이 100 nm 형성된 기판을 사용하였다. 표준 RCA 클리닝을 진행한 후 BG 형성을 위해 150 nm 두께의 ITO를 증착하고, BG 절연막으로 두께의 SiO2를 300 nm 증착하였다. 이 후, 채널층 형성을 위하여 50 nm 두께의 a-IGZO를 증착하였고, 소스/드레인(S/D) 전극은 BG와 동일한 조건으로 ITO 100 nm를 증착하였다. TG 절연막은 BG 절연막과 동일한 조건에서 SiO2를 50 nm 증착하였다. TG는 S/D 증착 조건과 동일한 조건에서, 150 nm 두께로 증착 하였다. 전극 물질과, 절연막 물질은 모두 RF magnetron sputter를 이용하여 증착되었고, 또한 모든 patterning 과정은 표준 photolithography, wet etching, lift-off 공정을 통하여 이루어졌다. 후속 열처리 공정으로 퍼니스에서 질소 가스 분위기, $300^{\circ}C$ 온도에서 30 분 동안 진행하였다. 결과적으로 $9.06cm2/V{\cdot}s$, 255.7 mV/dec, $1.8{\times}106$의 전계효과 이동도, S.S, on-off ratio값을 갖는 SG와 비교하여 double gate mode에서는 $51.3cm2/V{\cdot}s$, 110.7 mV/dec, $3.2{\times}108$의 값을 나타내며 훌륭한 전기적 특성을 보였고, dual gate mode에서는 약 5.22의 coupling ratio를 나타내었다. 따라서 산화물 반도체 a-IGZO TFT의 이중게이트 구조는 우수한 전기적 특성을 나타내며 차세대 디스플레이 시장에서 훌륭한 역할을 할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.78.2-78.2
• /
• 2012

최근 PRAM의 집적도 향상 및 3차원 적층에 의한 메모리 용량 향상을 위해 셀 선택 스위치로서 박막형 Ovonic Threshold Switching (OTS) 소자를 적용한 Cross bar 구조의 PRAM이 제안된 바 있다. OTS 소자는 비정질 칼코지나이드를 핵심층으로 하는 2단자 소자로서 고저항의 Off 상태에 특정 값 (문턱스위칭 전압) 이상의 전압을 가해주면 저저항의 On 상태로 바뀌고 다시 특정 값 (유지전압) 이하로 전압을 감소시킴에 따라 고저항의 Off 상태로 복원하는 특성을 갖는다. 셀 선택용 스위치로 적용되기 위해서는 핵심적으로 On-Off 상태간의 가역적인 변화 중에도 재료가 비정질 구조를 안정하게 유지해야 하며 전기적으로는 Off 상탱의 저항이 크고 또한 전류값의 점멸비가 커야 한다. GeSe는 이원계 재료로서 단수한 구성에도 불구하고 OTS 소자가 갖추어야할 기본적인 특성을 가지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 GeSe로 구성된 OTS 재료에 경원소인 질소를 첨가하여 비정질 상태의 안정성과 소자특성의 개선 효과를 조사하였다. RF-puttering 시 Ar과 $N_2$의 혼합 Gas를 사용하여 조성이 $Ge_{62}Se_{38}$ ($N_2$ : 3%)인 박막을 제작하여 DSC를 통해 결정화온도(Tx)를 확인하였고, $N_2$ gas의 함유량이 각각 1 %, 2 %, 3 %인 $Ge_{62}Se_{38}$인 박막을 전극의 접촉 부 면적이 $10{\times}10\;{\mu}m^2$인 cross-bar 구조의 소자로 제작하여 Threshold switching voltage ($V_{th}$), Delay time ($t_d$), $I_{on}/I_{off}$ 그리고 Endurance 특성을 평가하였다. DSC 분석 결과 $N_2$ 가 3 % 첨가된 GeSe 박막은 Tx가 $371^{\circ}C$에서 $399^{\circ}C$로 증가되었다. $N_2$가 1% 첨가된 GeSe 소자를 측정한 결과 $V_{th}$의 변화 없는 가운데 $I_{on}/I_{off}$이 약 $2{\times}10^3$에서 $5{\times}10^4$로 향상되었다. Endurance 특성 역시 $10^4$에서 $10^5$번으로 향상되었다. $t_d$의 경우 비정질 상태의 저항 증가로 인해 약 50% 증가되었다. 이러한 $N_2$의 첨가로 인한 비정질 GeSe 박막의 변화 원인에 대한 분석 결과를 소개할 예정이다.