• 제목/요약/키워드: Non-Volatile Memory

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스토리지 클래스 메모리를 활용한 시스템의 신뢰성 향상 (Enhancing Dependability of Systems by Exploiting Storage Class Memory)

  • 김효진;노삼혁
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제37권1호
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    • pp.19-26
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    • 2010
  • 본 논문에서는 차세대 비휘발성램 기술인 스토리지 클래스 메모리(SCM)와 DRAM을 병렬적으로 메인 메모리로서 도입하고, SCM+DRAM 메인 메모리 시스템을 시스템 신뢰성 측면에서 활용한다. 본 시스템에서는 부팅 없는 즉각적인 시스템 온/오프, 프로세스의 동적인 영속성 또는 비영속성의 선택, 그리고 이를 통하여 전원과 소프트웨어 장애로부터의 빠른 복구를 제공한다. 본 논문에서 제안하는 시스템의 장점은 체크포인팅에서의 문제들, 즉 심각한 오버헤드와 복구 지연을 야기하지 않으며, 특히 응용 프로그램에 대한 완전한 투명성을 제공하기 때문에 보편적인 응용 프로그램에 영속성을 제공할 수 있어 실제 환경에 적용되기가 쉽다. 우리는 이를 검증하기 위해 상용 운영체제인 리눅스 커널 2.6.21을 기반으로 시스템을 구현하였고, 실험을 통해 영속성이 지정된 프로세스가 시스템의 오프-온 후 데이터 손실 없이 즉각적으로 실행을 지속하는 것을 알 수 있었으며, 이를 통하여 우리는 본 시스템에서 가용성과 신뢰성이 향상될 수 있음을 확인하였다.

Investigating InSnZnO as an Active Layer for Non-volatile Memory Devices and Increasing Memory Window by Utilizing Silicon-rich SiOx for Charge Storage Layer

  • Park, Heejun;Nguyen, Cam Phu Thi;Raja, Jayapal;Jang, Kyungsoo;Jung, Junhee;Yi, Junsin
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.324-326
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    • 2016
  • In this study, we have investigated indium tin zinc oxide (ITZO) as an active channel for non-volatile memory (NVM) devices. The electrical and memory characteristics of NVM devices using multi-stack gate insulator SiO2/SiOx/SiOxNy (OOxOy) with Si-rich SiOx for charge storage layer were also reported. The transmittance of ITZO films reached over 85%. Besides, ITZO-based NVM devices showed good electrical properties such as high field effect mobility of 25.8 cm2/V.s, low threshold voltage of 0.75 V, low subthreshold slope of 0.23 V/dec and high on-off current ratio of $1.25{\times}107$. The transmission Fourier Transform Infrared spectroscopy of SiOx charge storage layer with the richest silicon content showed an assignment at peaks around 2000-2300 cm-1. It indicates that many silicon phases and defect sources exist in the matrix of the SiOx films. In addition, the characteristics of NVM device showed a retention exceeding 97% of threshold voltage shift after 104 s and greater than 94% after 10 years with low operating voltage of +11 V at only 1 ms programming duration time. Therefore, the NVM fabricated by high transparent ITZO active layer and OOxOy memory stack has been applied for the flexible memory system.

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저전압 플래시메모리를 위한 SONOS 비휘발성 반도체기억소자에 관한 연구 (A Study on SONOS Non-volatile Semiconductor Memory Devices for a Low Voltage Flash Memory)

  • 김병철;탁한호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.269-275
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    • 2003
  • 저전압 프로그래밍이 가능한 플래시메모리를 실현하기 위하여 0.35$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정 기술을 이용하여 터널링산화막, 질화막 그리고 블로킹산화막의 두께가 각각 2.4nm, 4.0nm, 2.5nm인 SONOS 트랜지스터를 제작하였으며, SONOS 메모리 셀의 면적은 1.32$\mu$$m^2$이었다. 질화막의 두께를 스케일링한 결과, 10V의 동작 전압에서 소거상태로부터 프로그램상태로, 반대로 프로그램상태에서 소거상태로 스위칭 하는데 50ms의 시간이 필요하였으며, 최대 메모리윈도우는 1.76V이었다. 그리고 질화막의 두께를 스케일링함에도 불구하고 10년 후에도 0.5V의 메모리 윈도우를 유지하였으며, 105회 이상의 프로그램/소거 반복동작이 가능함을 확인하였다. 마지막으로 부유게이트 소자에서 심각하게 발생하고있는 과도소거현상이 SONOS 소자에서는 나타나지 않았다.

Characteristics of MINOS Structure using $TiO_2$ as Blocking Layer for Nonvolatile Memory applicable to OLED

  • Lee, Kwang-Soo;Jung, Sung-Wook;Kim, Kyung-Hae;Jang, Kyung-Soo;Hwang, Sung-Hyun;Lee, Jeoung-In;Park, Hyung-Jun;Kim, Jae-Hong;Son, Hyuk-Joo;Yi, Jun-Sin
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권2호
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    • pp.1284-1287
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    • 2007
  • Titanium dioxide ($TiO_2$) is promising candidate for fabricating blocking layer of gate dielectrics in non-volatile memory (NVM). In this work, we investigated $TiO_2$ as high dielectric constant material instead of silicon dioxide ($SiO_2$), which is generally used as blocking layer for NVM.

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$SiO_2/HfO_2$$Al_2O_3/HfO_2$를 이용한 Engineered Tunnel Barrier의 전기적 특성 (Electrical Characteristics of Engineered Tunnel Barrier using $SiO_2/HfO_2$ and $Al_2O_3/HfO_2$ stacks)

  • 김관수;박군호;윤종원;정종완;조원주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.127-128
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    • 2008
  • The electrical characteristics of VARIOT (variable oxide thickness) with various $HfO_2$ thicknesses on thin $SiO_2$ or $Al_2O_3$ layer were investigated. Especially, the charge trapping characteristics of $HfO_2$ layer were intensively studied. The thin $HfO_2$ layer has small charge trapping characteristics while the thick $HfO_2$ layer has large memory window. Therefore, the $HfO_2$ layer is superior material and can be applied to charge storage as well as tunneling barrier of the non-volatile memory applications.

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테라비트급 나노 스케일 SONOS 플래시 메모리 제작 및 소자 특성 평가 (Fabrication and Device Performance of Tera Bit Level Nano-scaled SONOS Flash Memories)

  • 김주연;김문경;김병철;김정우;서광열
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.1017-1021
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    • 2007
  • To implement tera bit level non-volatile memories of low power and fast operation, proving statistical reproductivity and satisfying reliabilities at the nano-scale are a key challenge. We fabricate the charge trapping nano scaled SONOS unit memories and 64 bit flash arrays and evaluate reliability and performance of them. In case of the dielectric stack thickness of 4.5 /9.3 /6.5 nm with the channel width and length of 34 nm and 31nm respectively, the device has about 3.5 V threshold voltage shift with write voltage of $10\;{\mu}s$, 15 V and erase voltage of 10 ms, -15 V. And retention and endurance characteristics are above 10 years and $10^5$ cycle, respectively. The device with LDD(Lightly Doped Drain) process shows reduction of short channel effect and GIDL(Gate Induced Drain Leakage) current. Moreover we investigate three different types of flash memory arrays.

차세대 비휘발성 메모리에 사용되는 High-k 절연막의 터널링 특성 (Tunneling Properties in High-k Insulators with Engineered Tunnel Barrier for Nonvolatile Memory)

  • 오세만;정명호;박군호;김관수;정홍배;이영희;조원주
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.466-468
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    • 2009
  • The metal-insulator-silicon (MIS) capacitors with $SiO_2$ and high-k dielectrics ($HfO_2$, $Al_2O_3$) were fabricated, and the current-voltage characteristics were investigated. Especially, an effective barrier height between metal gate and dielectric was extracted by using Fowler-Nordheim (FN) plot and Direct Tunneling (DT) plot of quantum mechanical(QM) modeling. The calculated barrier heights of thermal $SiO_2$, ALD $SiO_2$, $HfO_2$ and $Al_2O_3$ are 3.35 eV, 0.6 eV, 1.75 eV, and 2.65 eV, respectively. Therefore, the performance of non-volatile memory devices can be improved by using engineered tunnel barrier which is considered effective barrier height of high-k materials.

비휘발성 메모리를 고려한 고성능 저널링 기법 설계 및 평가 (Design and Evaluation of a High-performance Journaling Scheme for Non-volatile Memory)

  • 한혁
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.368-374
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    • 2020
  • 저널링 파일 시스템은 저널로 알려진 데이터 구조에 커밋되지 않은 파일 시스템의 변경 사항을 관리하여 예기치 않은 장애 발생 시 파일 시스템을 복원한다. 저널링에 필요한 추가 쓰기 연산은 저널링 파일 시스템의 성능에 부정적인 영향을 미친다. 최근 출시된 바이트 수준 접근이 가능한 고성능 비휘발성 메모리는 비휘발성 메모리 공간을 저널용 스토리지로 제공함으로써 저널링 파일 시스템의 성능 문제를 쉽게 해결할 수 있을 것으로 기대되었다. 그러나 고성능 비휘발성 메모리를 사용하더라도 저널링 파일 시스템의 트랜잭션 관리에 내재된 확장성 문제로 성능 문제는 여전히 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 파일 시스템 트랜잭션 처리를 위해 확장 가능한 성능을 제공하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 트랜잭션 처리 상에서 락프리 자료구조를 사용하고 여러 입출력 채널을 지원하는 고성능 저장 장치에 동시에 입출력 여러 요청들을 처리할 수 있도록 한다. 성능 평가를 위해 제안하는 기법을 ext4 파일 시스템에 구현하였고, 멀티코어 서버에서 구현된 파일 시스템과 기존 ext4 파일 시스템과 최근에 제안된 비휘발성 메모리 기반 저널링 파일 시스템을 여러 벤치마크 프로그램을 사용하여 비교했고, 이를 통해 본 연구에서 구현한 파일 시스템이 ext4 파일 시스템과 최근의 비휘발성 메모리 기반 저널링 파일 시스템보다 각각 2.9/2.3배 더 나은 성능을 보인다는 것을 보여준다.

Variation-tolerant Non-volatile Ternary Content Addressable Memory with Magnetic Tunnel Junction

  • Cho, Dooho;Kim, Kyungmin;Yoo, Changsik
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제17권3호
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    • pp.458-464
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    • 2017
  • A magnetic tunnel junction (MTJ) based ternary content addressable memory (TCAM) is proposed which provides non-volatility. A unit cell of the TCAM has two MTJ's and 4.875 transistors, which allows the realization of TCAM in a small area. The equivalent resistance of parallel connected multiple unit cells is compared with the equivalent resistance of parallel connected multiple reference resistance, which provides the averaging effect of the variations of device characteristics. This averaging effect renders the proposed TCAM to be variation-tolerant. Using 65-nm CMOS model parameters, the operation of the proposed TCAM has been evaluated including the Monte-Carlo simulated variations of the device characteristics, the supply voltage variation, and the temperature variation. With the tunneling magnetoresistance ratio (TMR) of 1.5 and all the variations being included, the error probability of the search operation is found to be smaller than 0.033-%.

Nanoscale NAND SONOS memory devices including a Seperated double-gate FinFET structure

  • Kim, Hyun-Joo;Kim, Kyeong-Rok;Kwack, Kae-Dal
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제10권1호
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    • pp.65-71
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    • 2010
  • NAND-type SONOS with a separated double-gate FinFET structure (SDF-Fin SONOS) flash memory devices are proposed to reduce the unit cell size of the memory device and increase the memory density in comparison with conventional non volatile memory devices. The proposed memory device consists of a pair of control gates separated along the direction of the Fin width. There are two unique alternative technologies in this study. One is a channel doping method and the other is an oxide thickness variation method, which are used to operate the SDF-Fin SONOS memory device as two-bit. The fabrication processes and the device characteristics are simulated by using technology comuter-adided(TCAD). The simulation results indicate that the charge trap probability depends on the different channel doping concentration and the tunneling oxide thickness. The proposed SDG-Fin SONOS memory devices hold promise for potential application.