DRAM(Dynamic Random Access Memory)은 반도체 소자중 가장 대표적인 기억소자로, switch역활을 하는 1개의 transistor와 data의 전하를 축적하는 1개의 capacitor로 구성된 단순한 구조와 고집적화에 용이하다는 이점을 바탕으로, supercomputer에서 가전제품 및 산업기기에 이르기 까지 널리 이용되어왔다. 한편으로 DRAM사업은 고가의 장치사업으로 조기시장 진입을 위하여 초기에 막대한 자본투자, 급속한 기술발전, 짧은 life cycle, 가격급락등이 심하여, 시한내 투자회수가 이루어져야 하는 위험도가 큰 기회사업이라는 양면성도 가지고 있다. 이러한 관점때문에 새로운 DRAM기술은 매 세대마다 끊임없이 빠른 속도로 개발되어왔다. 그러나 sub-micron이하의 DRAM세대로 갈수록 그에 대한 신기술은 점차 어렵게 되어가고, 한편으로는 system의 다양화에 따른 요구도 강하여, 이제는 통상적인 DRAM의 고집적화/저가의 전략만으로는 생존하기 어려운 실정이므로 개발전략도 수정하여야만 할 것이다. 이러한 어려운 기술한계를 극복하기 위하여 새로운 소자기술 및 공정개발에 대한 breakthrough가 이루어져야 할 것이다. 이러한 관점에서 현재까지의 DRAM개발 추이와 향후의 기술방향에 관하여 몇가지 중요한 item을 설정하여 논의해 보기로 한다.
The control of the data retention time is a main issue for realizing future high density dynamic random access memory. In this paper, we propose the new implantation scheme by gate-related ion beam shadowing effect and buffer-enhanced $\Delta$ Rp increase using buffered N- implantation with tilt and 4X-rotation that is designed on the basis of the local-field-enhancement model of the tail component. We report an excellent tail improvement of the retention time distribution attributed to the reduction of electric field across the cell junction due to the redistribution of N- concentration which is intentionally caused by Ion Beam Shadowing and Buffering Effect using tilt implantation with 4X-rotation.
Park, Mi Young;Chae, Jang-Soo;Lee, Chol;Lee, Jungsu;Shin, Im Hyu;Kim, Ji Eun
Journal of Astronomy and Space Sciences
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제33권3호
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pp.229-236
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2016
We present proton-induced single event effects (SEEs) and γ-ray-induced total ionizing dose (TID) data for 1 Gbit lowpower double data rate synchronous dynamic random access memory (LPDDR SDRAM) fabricated on a 5 μm epitaxial layer (54 nm complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology). We compare our radiation tolerance data for LPDDR SDRAM with those of general DDR SDRAM. The data confirms that our devices under test (DUTs) are potential candidates for space flight applications.
In this paper, the imparct of X-ray and plasma process-induced-damages to La doped Lead Zirconate Titanate (PLZT, (Pb1-xLa)(Zr0.5Ti0.5)O3) capacitor characteristics have been investigated from the viewpoint of gigabit scale dynamic random access memory (DRAM) applications. Plamsa damage causes asymmetric degradation on hysteresis characteristics of PLZT films. On the other hand, X-ray damage results in a symmetrical reduction of charge storage densities (Qc's) for both polarities. As La concentration increases in the films, the radiation hardness of PLZT films on X-ray and plasma exposures is improved. It is observed that the damaged devices are fully recovered by thermal annealing under oxygen ambient.
This paper describes a low-voltage dynamic random-access memory (DRAM) focusing on subthreshold leakage reduction during self-refresh (sleep) mode. By sharing a power switch, multiple iterative circuits such as row and column decoders have a significantly reduced subthreshold leakage current. To reduce the leakage current of complex logic gates, dual channel length scheme and input vector control method are used. Because all node voltages during the standby mode are deterministic, zigzag super-cutoff CMOS is used, allowing to Preserve internal data. MTCMOS technique Is also used in the circuits having no need to preserve internal data. Sub-1.2-V 1-Gb mobile DDR DRAM employing all these low-power techniques was designed in a 60 nm CMOS technology and achieved over 77% reduction of overall leakage current during the self-refresh mode.
정보처리의 다양화, 고속화를 위하여 장래의 집적회로는 다량의 정보를 단시간에 처리하지 않으면 안된다. 종래, 3년에 4배의 고집적화가 실현되어 LSI개발에 기술 견인차의 역할을 하고 있는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)은 미세화기술의 한계를 우려하면서도 오히려 개발에 박차를 가하고 있다. 이러한 DRAM의 미세, 대용량화에는 미세가공 기술, 새로운 메모리 셀과 트랜지스터 기술, 새로운 회로 기술, 그 이외에 재료박막기술, Computer aided design/Design automation(CAD/DA) 기술, 검사평가기술 혹은 소형팩키지(package)기술등의 광범위한 기술발전이 뒷받침되어 왔다. 그 중에서 미세가공 기술 및 새로운 트랜지스터 기술과 메모리 셀 기술을 중심으로 개발 동향을 살펴보고 최근에 발표된 1Gbit DRAM의 시제품 기술에 대하여 분석해 보기로 한다.
We developed an embedded Object-Oriented Micromagnetic Frame (OOMMF) script schemes for more flexible simulations for complex and dynamic mircomagnetic behaviors. The OOMMF can be called from any kind of softwares by system calls, and we can interact with OOMMF by updating the input files for next step from the output files of the previous step of OOMMF. In our scheme, we set initial inputs for OOMMF simulation first, and run OOMMF for ${\Delta}t$ by system calls from any kind of control programs. After executing the OOMMF during ${\Delta}t$, we can obtain magnetization configuration file, and we adjust input parameters, and call OOMMF again for another ${\Delta}t$ running. We showed one example by using scripting embedded OOMMF scheme, tunneling magneto-resistance dependent switching time. We showed the simulation of tunneling magneto-resistance dependent switching process with non-uniform current density using the proposed framework as an example.
최근 반도체 칩의 트랜지스터 집적화 기술이 발달됨에 따라 dynamic random access memory(DRAM)의 memory cell 영역을 작게 만들어야 하는 문제가 제기되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 대체 기술이 끊임없이 연구되고 있는 가운데 하나의 트랜지스터와 하나의 캐패시터로 구성된 기존의 DRAM에서 캐패시터가 없이 하나의 트랜지스터만으로 이루어진 1T-DRAM 소자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 기존 DRAM의 구조에 비해 캐패시터가 필요하지 않아 복잡한 공정이 줄어들어 소자 제작이 용이하며, 더 높은 집적도를 구현할 수 있는 장점이 있다. 일반적인 planar 타입의 1T-DRAM의 경우 소스 및 드레인과 기판과의 접합면에서 누설 전류가 큰 특징을 가지며 소자의 집적화에 따른 단 채널 효과가 발생하게 되는데, 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 유효 채널 길이를 늘려 단 채널 효과에 의한 영향을 감소시키고, 소스 및 드레인과 기판과의 접합면을 줄여 누설 전류를 줄일 수 있는 recessed 채널 타입의 1T-DRAM을 제작하였다. 1T-DRAM의 메모리 구동방법에는 여러 가지가 있는데 본 연구에서는 impact ionization (II)을 이용한 방법과 gate induced drain leakage (GIDL)을 이용한 방법을 사용하여 1T-DRAM의 채널구조에 따라 어떠한 구동방법이 더 적합한지 평가하였고, 그 결과 recessed 채널 1T-DRAM의 동작은 II 에 의한 측정 방법이 더 적합한 것으로 보여졌다.
본 논문에서는 과학기술위성 2호 대용량 메모리 유닛(Mass Memory Unit, MMU)의 시험모델(Engineering Model, EM)을 개발하고 기능 및 성능 시험한 결과를 제시하였다. 성능 구현에 필요한 로직들을 별도의 전용 칩들을 사용하지 않고 하나의 FPGA에 구현함으로써 대용량 메모리 유닛을 소형화, 경량화하고 저전력으로 사용할 수 있도록 하였다. 대용량 메모리는 2Gbits SDRAM 모듈을 사용하였으며 파일 시스템을 운용하여 지상국에서의 데이터 관리가 용이 하도록 하였다. 대용량 메모리에서 발생하는 SEU(Single Event Upset)를 극복하기 위해서 RS(207,187) 코드가 소프트웨어로 구현되어 있어서 187바이트당 10바이트의 에러를 복구할 수 있다. 또한 탑재체 데이터의 수신 성능을 검증하기 위해서 시뮬레이터를 제작 하였다.
DRAM(Dynamic Random Access Memory) 스케일링 과정에서 발생하는 셀간 거리의 감소에 따라 STI(Shallow Trench Isolation)두께 감소는 문턱이하 누설이 증가되는 패싱워드라인 효과를 유발한다. 인접한 패싱워드라인에 인가된 전압으로 인한 문턱이하누설 전류의 증가는 데이터 보존시간에 영향을 주며, 리프레시의 동작 횟수가 증가되어 DRAM의 소비 전력을 증가시키는 요인이 된다. 본 논문에서는 TCAD Simulation을 통해 패싱워드라인 효과에 대한 원인을 확인한다. 결과적으로, 패싱워드라인 효과가 발생하는 DRAM 동작상황을 확인하고, 이때 패싱워드라인 효과로 인해 전체 누설전류의 원인에 따른 비중이 달라지는 것을 확인하였다. 이를 통해, GIDL(Gate Induced Drain Leakage)에 의한 누설전류뿐만 아니라 문턱이하 누설전류를 고려의 필요성을 확인하며 이에 따른 DRAM 구조의 개선 방향의 지침이 될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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