• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.342-342
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• 2012

Resistance-change Random Access Memory (ReRAM), which utilizes electrochemical control of nanoscale quantities of metal in thin films of solid electrolyte, shows great promise as a future solid state memory. The technology utilizes the electrochemical formation and removal of metallic pathways in thin films of solid electrolyte. Key attributes are low voltage and current operation, excellent scalability, and a simple fabrication sequence. In this study, we investigated the nature of thin films formed by photo doping of Ag+ ions into chalcogenide materials for use in solid electrolyte of programmable metallization cell devices. We measured the I-V characteristics by field-effect of the device. The results imply that a Ag-rich phase separates owing to the reaction of Ag with free atoms from chalcogenide materials.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.863-866
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• 2003

Recently, there has been growing interests in the magneto-resistive random access memory (MRAM) because of its great potential as a future nonvolatile memory. In this paper, a CMOS macro-model for MRAM cell based on a twin cell structure is proposed. The READ and WRITE operations of the MTJ cell can be emulated by adopting data latch and switch blocks. The behavior of the circuit is confirmed by HSPICE simulations in a 0.35-${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS process. We expect the macro model can be utilized to develope the core architecture and the peripheral circuitry. It can also be used for the characterization and the direction of the real MTJ cells.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.356.2-356.2
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• 2014

Spin Transfer Torque (STT) is of great interest in data writing scheme for the Magneto-resistive Random Access Memory (MRAM) using Magnetic Tunnel Junction (MTJ). Scalability for high density memory requires ferromagnetic electrodes having the perpendicular magnetic easy axis. We investigated CoZr as the ferromagnetic electrode. It is observed that interfacial magnetic anisotropy is preferred perpendicular to the plane with thickness dependence on the interfaces with Pt layer. The anisotropy energy (Ku) with thickness dependence shows a change of magnetic-easy-axis direction from perpendicular to in-plane around 1.2 nm of CoZr. The interfacial anisotropy (Ki) as the directly related parameters to switching and thermal stability, are estimated as $1.64erg/cm^2$ from CoZr/Pt multilayered system.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제4권2호
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• pp.110-116
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• 2004

We propose a novel sensing scheme, which operates by sensing the difference in voltage between a memory cell and a reference cell for a magneto-resistive random access memory (MRAM). A new midpoint-reference generation circuit is adopted for the reference cell to improve the sensing margin and to guarantee correct operation of sensing circuit for wide range of tunnel magneto resistance (TMR) voltages. In this scheme, the output voltage of the reference cell becomes nearly the midpoint between the cell voltages of high and low states even if the voltage across the magnetic tunnel junction (MTJ) varies.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.396-396
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• 2013

The resistive random access memory (ReRAM) has several advantages to apply next generation non-volatile memory device, because of fast switching time, long retentions, and large memory windows. The high mobility of monolayered graphene showed several possibilities for scale down and electrical property enhancement of memory device. In this study, the monolayered graphene grown by chemical vapor deposition was transferred to $SiO_2$ (100 nm)/Si substrate and glass by using PMMA coating method. For formation of metal-oxide nanoparticles, we used a chemical reaction between metal films and polyamic acid layer. The 50-nm thick BPDA-PDA polyamic acid layer was coated on the graphene layer. Through soft baking at $125^{\circ}C$ or 30 min, solvent in polyimide layer was removed. Then, 5-nm-thick indium layer was deposited by using thermal evaporator at room temperature. And then, the second polyimide layer was coated on the indium thin film. After remove solvent and open bottom graphene layer, the samples were annealed at $400^{\circ}C$ or 1 hr by using furnace in $N_2$ ambient. The average diameter and density of nanoparticle were depending on annealing temperature and times. During annealing process, the metal and oxygen ions combined to create $In_2O_3$ nanoparticle in the polyimide layer. The electrical properties of $In_2O_3$ nanoparticle ReRAM such as current-voltage curve, operation speed and retention discussed for applictions of transparent and flexible hybrid ReRAM device.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.268-273
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• 2016

In this study, we observed current-voltage characteristics of the MIM (metal-insulator-metal) structure. The $WO_x$ material was used between metal electrodes as the oxide insulator. The structure of the $Al/WO_x/TiN$ shows bipolar resistive switching and the operating direction of the resistive switching is clockwise, which means set at negative voltage and reset at positive voltage. The set process from HRS (high resistance state) to LRS (low resistance state) occurred at -2.6V. The reset process from LRS to HRS occurred at 2.78V. The on/off current ratio was about 10 and resistive switching was performed for 5 cycles in the endurance characteristics. With consecutive switching cycles, the stable $V_{set}$ and $V_{reset}$ were observed. The electrical transport mechanism of the device was based on the migration of oxygen ions and the current-voltage curve is following (Ohm's Law ${\rightarrow}$ Trap-Controlled Space Charge Limited Current ${\rightarrow}$ Ohm's Law) process in the positive voltage region.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.1-7
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• 2020

뉴로모픽 소자 초기 단계인 저항 변화형 메모리 소자의 제작 공정으로, 진공 공정의 연속성을 유지하였고, 고집적, 고신뢰성을 보장하는 뉴로모픽 컴퓨팅을 위한 저항 변화 메모리 소자 제작 및 공정 기술에 적합한 플라즈마 모듈을 적용하였다. 플라즈마 모듈을 적용한 저항메모리(ReRAM) 소자의 제작과 연구는 ReRAM 소자 기반의 TiO₂/TiOx 산화물박막의 제작방법과 소재의 변화를 통한 다양한 실험을 통하여 완성되었다. XRD를 이용하여 rutile결정을 측정하였고, 반도체 파라미터 측정기로 저항 메모리의 HRS : LRS 비율이 2.99 × 10³ 이상이고, 구동 전압 측정이 0.3 V이하에서 구동이 가능한 저항 변화형 메모리 소자의 제작을 확인 하였다. 산소 플라즈마 모듈을 적용한 뉴로모픽 저항메모리 제작과 TiOx 박막을 증착하여 성능을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.78.1-78.1
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• 2012

비 휘발성 저항 메모리소자인 resistance random access memory (ReRAM)는 빠른 동작특성과 저 전압 특성을 나타내고 비교적 간단한 소자구조로 고집적화에 유리하여 기존의 DRAM과 flash 메모리, SRAM 등이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 를 기반으로 하는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) 박막은 저온에서 대면적 증착이 가능하며 다른 비정질 재료에 비해 높은 전하 이동도를 갖기 때문에 박막트랜지스터 적용 시 우수한 전기적 특성을 나타낸다. 또한 빠른 동작특성과 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 본 연구에서는 MOM(metal/oxide/metal) 구조를 기반한 TiN/a-IGZO/ITO 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. IGZO 박막은 radio frequency (RF) sputter 를 이용하여 ITO/glass 기판 위에 증착하였다. MOM 구조를 위한 상부 TiN 전극은 e-beam evaporation 을 이용하여 증착하였다. 제작된 저항 메모리소자는 안정적인 unipolar resistive switching 특성을 나타내었으며, TiN 상부전극과 IGZO 계면 간의 Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석을 통해 전압 인가 후 전극 금속 물질의 박막 내 삽입으로 인한 금속 필라멘트의 형성을 관찰 할 수 있었다. 합성된 박막의 형태와 결정성은 Scanning electron microscope (SEM)와 X-ray Diffraction (XRD)을 통해 평가 하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145 를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.633-638
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• 2022

최근 인간의 뇌를 모방한 스파이킹 뉴럴 네트워크(SNNs)의 뉴로모픽(Neuromorphic) 시스템이 주목을 받고 있다. 뉴로모픽 기술은 인지 응용과 처리 과정에서 속도가 빠르고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. SNNs 기반의 저항성 랜덤 엑세스 메모리(RRAM) 은 병렬 연산을 위한 가장 효율적인 구조이며 스파이크 타이밍 종속 가소성(STDP)의 점진적인 스위칭 동작을 수행한다. 시냅스 소자 동작으로서의 RRAM은 저 전력 프로세싱과 다양한 메모리 상태를 표현한다. 하지만, RRAM 소자의 통합은 높은 스위칭 전압 및 전류를 유발하여 높은 전력 소비를 초래한다. RRAM의 동작 전압을 낮추기 위해서는 스위칭 레이어와 금속 전극의 신소재를 개발하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 스위칭 전압을 낮추기 위해 전기적, 기계적 특성이 우수한 단일 벽 탄소나노튜브(SWCNTs)를 갖는 (Metal/Al₂O₃/HfO_x/SWCNTs/N+silicon, MOCS)라는 최적화된 새로운 구조를 제안하였다. 따라서 SWCNTs 기반 멤리스터의 점진적인 스위칭 동작 및 저 전력 I/V 곡선의 향상을 보여준다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.815-818
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• 2003

New sensing and writing schemes for a magneto-resistive random access memory (MRAM) with a twin cell structure are proposed. In order to enhance the cell reliability, a scheme of the low voltage precharge is employed to keep the magneto resistance (MR) ratio constant. Moreover, a common gate amplifier is utilized to provide sufficient voltage signal to the bit line sense amplifiers under the small MR ratio structures. To enhance the writing reliability, a current mode technique with tri-state current drivers is adopted. During write operations, the bit and /bit lines are connected. And 'HIGH' or 'LOW' data is determined in terms of the current direction flowing through the MTJ cell. With the viewpoint of the improved reliability of the cell behavior and sensing margin, HSPICE simulations proved the validity of the proposed schemes.