• 전기학회논문지
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• 제65권8호
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• pp.1369-1375
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• 2016

A rapid progress of the next-generation non-volatile memory device has been made in recent years. Metal/insulator/Metal multi-layer structure resistive RAM(ReRAM) has attracted a great deal of attention because it has advantages of simple fabrication, low cost, low power consumption, and low operating voltage. This paper describes the working principle of the ReRAM device, a review of fabrication techniques, and characteristics of flexible ReRAM devices using graphene oxide as an insulating layer and ReRAM devices using multi-layered insulator. The switching characteristics of the above ReRAM devices have been compared. The oxidized graphene could be employed as an insulator of next generation ReRAM devices.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권6호
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• pp.451-462
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• 2009

최근에 하드 디스크의 낮은 입출력 처리 성능을 개선하는 연구가 활발하게 진행 중이다. 하드웨어 연구는 좋은 성과를 보이고 있지만 시스템의 입출력 성능향상을 지원해야 할 시스템 소프트웨어 기술 발전이 미진하여 하드웨어 성능을 최대로 발휘하지 못하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 n-블록을 플래시 메모리로 선반입하는 새로운 방법을 제안한다. 제안한 방법은 세 단계로 구성된다: (1) 블록 단위 읽기 요청의 패턴을 분석하여 n-블록단위로 플래시 메모리에 선반입한다; (2) 입출력 요청 시에 그 블록의 위치를 판단하여 입출력 서비스를 제공한다; (3) 블록 교체 정책에 따라 n-블록을 교체한다. 이 방법을 통해 하드디스크의 대기시간을 줄이고 전력 사용을 최적화 할 수 있다. 실험을 통해 제안한 동적 n-블록 방법이 기존의 AMP(Adaptive multistream prefetching) 방법과 비교하여 9.05%의 평균응답시간을 개선하고 평균전력소모를 11.11% 감소시킴을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권4호
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• pp.279-285
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• 2000

부유대용융법에 의해 비휘발성 기억소자용 강유전성물질인 $YMnO_3$단결정을 육성하였다. 결정성장전 YMnO$_3$분말의 최적합성조건은 $1200^{\circ}C$에서 10시간, 최적원료봉 소결조건으로 $1500^{\circ}C$에서 10시간이었다. 초기 Seed가 없는 상태에서의 실험에서 성장된 단결정의 우선성장방위는 X-ray Laue분석을 통하여 [1010] 임을 알수 있었고 이 결정을 seed로 사용하여 c-축에 수직한 방향으로 $YMnO_3$단결정을 성장하였다 성장된 단결정은 직경 5mm, 길이 50 mm로 양질의 흑청색 결정이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.326-326
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• 2014

It has been known since the mid 1960s that Ag can be photodissolved in chalcogenide glasses to form materials with interesting technological properties. In the 40 years since, this effect has been used in diverse applications such as the fabrication of relief images in optical elements, micro photolithographic schemes, and for direct imaging by photoinduced Ag surface deposition. ReRAM, also known as conductive bridging RAM (CBRAM), is a resistive switching memory based on non-volatile formation and dissolution of a conductive filament in a solid electrolyte. Especially, Ag-doped chalcogenide glasses and thin films have become attractive materials for fundamental research of their structure, properties, and preparation. Ag-doped chalcogenide glasses have been used in the formation of solid electrolyte which is the active medium in ReRAM devices. In this paper, we investigated the nature of thin films formed by the photo-dissolution of Ag into Ge-Se glasses for use in ReRAM devices. These devices rely on ion transport in the film so produced to create electrically programmable resistance states [1-3]. We have demonstrated functionalities of Ag doped chalcogenide glasses based on their capabilities as solid electrolytes. Formation of such amorphous systems by the introduction of Ag+ ions photo-induced diffusion in thin chalcogenide films is considered. The influence of Ag+ ions is regarded in terms of diffusion kinetics and Ag saturation is related to the composition of the hosting material. Saturated Ag+ ions have been used in the formation of conductive filaments at the solid electrolyte which is the active medium in ReRAM devices. Following fabrication, the cell displays a metal-insulator-metal structure. We measured the I-V characteristics of a cell, similar results were obtained with different via sizes, due to the filamentary nature of resistance switching in ReRAM cell. As the voltage is swept from 0 V to a positive top electrode voltage, the device switches from a high resistive to a low resistive, or set. The low conducting, or reset, state can be restored by means of a negative voltage sweep where the switch-off of the device usually occurs.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.23-31
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• 2011

최근 전력소모와 읽기 성능이 우수한 Solid state disk(SSD)가 많이 사용되고 있으나 가격이 고가이고 삭제 및 쓰기 연산의 효율이 낮은 것이 단점이다. 이것을 보완하기 위한 저장장치의 일종이 하이브리드 하드디스크 (H-HDD: Hybrid Hard disk drive)인데 하드디스크 내부에 플래시 메모리(NVCache: Non-volatile Cache)를 장착하여 디스크블록의 캐시로 사용한다. 본 논문에서는 H-HDD의 저전력과 응답시간을 향상시키기 위해 NVCache의 선반입 및 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 NVCache를 읽기 캐시를 위주로 사용하고 쓰기캐시는 디스크 헤드와 스핀들의 상황에 따라 쓰기 연산을 지원한다. 읽기 캐시의 경우 시간적, 지역적 지역성을 동시에 고려하여 선반입을 통해 응답시간과 전력 소모를 감소시키고 쓰기 캐시의 경우 디스크 스핀들의 동작 상태에 따라 NVCache에 쓰기를 실시하여 저전력과 응답성을 향상시키고자한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.134-134
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• 2011

High-k dielectric materials such as $HfO_2$, $ZrO_2$ and $Al_2O_3$ increase gate capacitance and reduce gate leakage current in MOSFET structures. This behavior suggests that high-k materials will be promise candidates to substitute as a tunnel barrier. Furthermore, stack structure of low-k and high-k tunnel barrier named variable oxide thickness (VARIOT) is more efficient.[1] In this study, we fabricated the $WSi_2$ nanocrystals nonvolatile memory device with $SiO_2/HfO_2/Al_2O_3$ tunnel layer. The $WSi_2$ nano-floating gate capacitors were fabricated on p-type Si (100) wafers. After wafer cleaning, the phosphorus in-situ doped poly-Si layer with a thickness of 100 nm was deposited on isolated active region to confine source and drain. Then, on the gate region defined by using reactive ion etching, the barrier engineered multi-stack tunnel layers of $SiO_2/HfO_2/Al_2O_3$ (2 nm/1 nm/3 nm) were deposited the gate region on Si substrate by using atomic layer deposition. To fabricate $WSi_2$ nanocrystals, the ultrathin $WSi_2$ film with a thickness of 3-4 nm was deposited on the multi-stack tunnel layer by using direct current magnetron sputtering system [2]. Subsequently, the first post annealing process was carried out at $900^{\circ}C$ for 1 min by using rapid thermal annealing system in nitrogen gas ambient. The 15-nm-thick $SiO_2$ control layer was deposited by using ultra-high vacuum magnetron sputtering. For $SiO_2$ layer density, the second post annealing process was carried out at $900^{\circ}C$ for 30 seconds by using rapid thermal annealing system in nitrogen gas ambient. The aluminum gate electrodes of 200-nm thickness were formed by thermal evaporation. The electrical properties of devices were measured by using a HP 4156A precision semiconductor parameter analyzer with HP 41501A pulse generator, an Agillent 81104A 80MHz pulse/pattern generator and an Agillent E5250A low leakage switch mainframe. We will discuss the electrical properties for application next generation non-volatile memory device.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권4호
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• pp.378-388
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• 2008

플래시 메모리는 전력 소모가 작고 충격과 진동에 강하며 크기가 작다는 특성 때문에 최근 노트북이나 UMPC(Ultra Mobile PC)와 같은 이동 컴퓨팅 시스템에서 하드디스크를 대체할 대용량 저장 매체로서 주목 받고 있다. 플래시 메모리에 기반한 저장 장치는 일반적으로 랜덤 읽기 성능이나 순차 읽기, 순차 쓰기 성능이 매우 좋은데 비해, 덮어쓰기가 불가능한 플래시 메모리의 물리적인 제약으로 인하여 소량의 랜덤 쓰기 성능은 떨어진다. 본 논문은 이 문제를 해결하기 위한 두 가지 중요한 특징을 갖는 SSD(Solid State Disk) 아키텍처를 제안하였다. 첫 번째로 비휘발성 이면서도 SRAM과 동일한 인터페이스로 덮어쓰기가 가능한 작은 크기의 FRAM(Ferroelectric RAM)을 NAND 플래시 메모리와 함께 사용하여 소량 쓰기 오버헤드를 최소화하였다. 두 번째, 호스트 쓰기 요청들도 소량 랜덤 쓰기와 대량 순차 쓰기로 분류하여 각각에 대해 최적의 쓰기 버퍼 관리 방법을 적용하였다. 평가 보드 상에서 SSD 프로토타입을 구현하고 PC 사용 환경의 워크로드에 기반한 벤치마크를 이용하여 성능을 평가해 본 결과 랜덤 패턴을 보이는 워크로드에서는 하드디스크나 기존의 상용 SSD들에 비해 처리율(throughput) 측면에서 3배 이상의 성능을 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.223-227
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• 2007

The effect of Eu contents on the ferroelectric properties of $Bi_{4-x}Eu_xTi_3 O_{12}$ (BET) thin films has been investigated. Bismuth Europium titanate thin films with a Eu contents were prepared on the $Pt/Ti/SiO_2/Si$ substrate by metal-organic decomposition technique. The structure and the morphology of the films were analyzed using X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning microscopy (FE-SEM), respectively. From the XRD analysis, it was found that BET thin films have polycrystalline structure, and the layered-perovskite phase is obtained when the Eu contents exceeds 0.2 (x > 0.2). Also, the ferroelectric characteristics of the BET thin films were found to be dependent on the Eu content. Particularly, the BET films doped with x = 0.75 show better ferroelectric properties (remanent polarization 2Pr = 60.99 C/$cm^2$ and only a little polarization fatigue up to $3.5{\times}10^9$ bipolar switching cycling) than those doped with other Eu contents.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.764-769
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• 2002

The effect of excess Bi contents on the ferroelectric properties of B $i_{3.25}$ L $a_{0.75}$ $Ti_3$ $O_{12}$ (BLT) thin films has been investigated. Bismuth lanthanum titanate thin films with excess Bi contents were prepared onto Pt/Ti/ $SiO_2$/Si substrate by metalorganic decomposition (MOD) technique. The structure and morphology of the films were analyzed using X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM), respectively. From the XRD analysis, BLT thin films show polycrystalline structure and the layered-perovskite phase was obtained over 10% excess of Bi contents. As a result of ferroelectric characteristics related to the Bi content of the BLT thin film, the remanent polarization and dielectric constant decreased with increasing over Bi content of 10% excess. The BLT film with Bi content of 10% excess was measured to have a dielectric constant of 326 and dielectric loss of 0.024. The BLT thin films showed little polarization fatigue test up to 3.5$\times$10$^{9}$ bipolar switching cycling.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.95-96
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• 2005

나노 구조 제작을 위한 다양한 시도 중 블록 공중합체를 이용한 방법은 현재 활발한 연구가 진행되고 있는 분야이다. 본 연구에서는 비휘발성 메모리 소자의 용량 증가를 위하여 블록 공중합체 박막을 나노 마스크로 이용하고, 평행판헝 반응관 내에서 반응성 이온 에칭을 사용하여 나노 구조의 표면을 제작하였다. 에칭동안에 나노 마스크로서 사용할 블록 공중합체 박막은 PS-b-PMMA를 이용하여 제작하였고, UV를 주사하여 PMMA를 제거하고 수직적인 나노 흩을 구성하여 나노 패터닝이 가능하도록 하였다. 실험을 통하여 매우 균일한 나노 바늘 형태의 구조를 생성할 수 있으며, 반응기체와 유량의 조절을 통하여 다양한 표면 구조를 확인할 수 있었다. 블록 공중합체는 나노 마스크로서 뛰어난 기능을 나타내며, 이를 이용하여 나노 사이즈의 패터닝이 가능하고, 표면적 증가를 통하여 비휘발성 메모리 소자의 용량 증가에 기여할 수 있다.