• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1993년도 하계학술대회 논문집 B
• /
• pp.1268-1270
• /
• 1993

In this study, the characteristics of Si-$SiO_2$ interface and its degradation in short channel SONOSFET nonvolatile memory devices, fabricated by 1Mbit CMOS process($1.2{\mu}m$ design rule), with $65{\AA}$ blocking oxide layer, $205{\AA}$ nitride layer, and $30{\AA}$ tunneling oxide layer on the silicon wafer were investigated using the charge pumping method. For investigating the Si-$SiO_2$ interface characteristics before and after write/erase cycling, charge pumping current characteristics with frequencies, write/erase cycles, as a parameters, were measured. As a result, average Si-$SiO_2$ interface trap density and mean value of capture cross section were determined to be $1.203{\times}10^{11}cm^{-2}eV^{-1}\;and\;2.091{\times}10^{16}cm^2$ before write/erase cycling, respectively. After cycling, when the write/erase cycles are $10^4$, average $Si-SiO_2$ interface trap density was $1.901{\times}10^{11}cm^{-2}eV^{-1}$. Incresing write/erase cycles beyond about $10^4$, Si-$SiO_2$ interface characteristics with write/erase cycles was increased logarithmically.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제7권1호
• /
• pp.7-11
• /
• 2006

The changes of the electrical conductivity in chalcogenide amorphous semiconductors, $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$, have been studied. A phase change random access memory (PRAM) device without an access transistor is successfully fabricated with the $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$-phase-change resistor, which has much higher electrical resistivity than $Ge_{2}Sb_{2}Te_{5}$ and its electric resistivity can be varied by the factor of $10^5$ times, relating with the degree of crystallization. 100 nm thick $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ thin film was formed by vacuum deposition at $1.5{\times}10^{-5}$ Torr. The static mode switching (DC test) is tested for the $100\;{\mu}m-sized$ $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ PRAM device. In the first sweep, the amorphous $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ thin film showed a high resistance state at low voltage region. However, when it reached to the threshold voltage, $V_{th}$, the electrical resistance of device was drastically reduced through the formation of an electrically conducting path. The pulsed mode switching of the $20{\mu}m-sized$ $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ PRAM device showed that the reset of device was done with a 80 ns-8.6 V pulse and the set of device was done with a 200 ns-4.3 V pulse.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.15-20
• /
• 2016

플래시 메모리는 초소형 전자기기부터 미디어 서버에 이르기까지 현대의 다양한 시스템에서 스토리지로 활용되고 있다. 플래시 메모리의 쓰기 증폭 (Write Amplification)은 가비지 컬렉션에서 발생하는 것으로 불규칙적인 성능의 주요 원인으로 지적되고 있다. 갑작스러운 속도지연은 실시간성 미디어를 위한 스토리지 시스템에서 치명적인 단점이 될 수 있다. 본 논문은 비휘발성램을 플래시 메모리 스토리지의 버퍼캐시로 사용하고 두 계층 간의 협동적 데이터 관리를 통해 플래시 메모리의 쓰깆 WAF를 절감하는 기법에 대해 제안한다. 비휘발성램에 캐쉬된 데이터는 플래시 메모리에서 가비지 컬렉션 수행 시 복사하지 않도록 한다. 이것은 복사되는 페이지의 수를 감소시켜 스토리지의 성능 및 내구성을 향상시킨다. 제안된 기법은 ssdsim 시뮬레이터에 구현되었으며 WAF와 응답시간의 표준편차를 각각 51.4%와 35.4% 개선할 수 있음을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권8호
• /
• pp.1-10
• /
• 2008

본 논문에서는 새로운 스위칭 방식인 LFS (Local Field Switching)을 이용하여 설계한 128비트 MRAM (Magnetoresistive Random Access Memo교)에 대해 기술하였다. LFS 방식은 MTJ (Magnetic Tunnel Junction)를 직접 통과해 흐르는 전류에 의해 형성되는 국소 자기장을 이용하여 MTJ의 극성을 변환시킨다. 이 방식은 MTJ와 전류의 거리가 가깝기 때문에 작은 전류로도 충분히 큰 자기장을 형성하므로 writing current가 적어도 된다. 또한 Digit Line이 없어도 되므로 half select disturbance가 발생하지 않아 기존 MTJ를 이용한 방식에 비해 셀 선택도가 우수하다. 설계한 MRAM은 IT(트랜지스터)-1MTJ의 메모리 셀 구조를 가지며 양방향 write driver와 mid-point reference cell block, current mode sense amplifier를 사용한다. 그리고 MTJ 공정 없이 회로 동작을 확인하기 위해 LFS-MTJ cell을 CMOS emulation cell로 대체하였다. 설계한 회로를 6 metal을 사용하는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 구현하였고 제작된 chip을 custom board 상에서 테스트하여 동작을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제39권12호
• /
• pp.1033-1044
• /
• 2002

본 논문에서는 grounded-plate PMOS 게이트 (GPPG) 강유전체 메모리 셀을 이용한 새로운 FRAM 설계기술을 제안하였다 GPPG 셀은 PMOS와 강유전체 커패시터로 구성되며 셀 plate 는 ground 에 접지 된다. 제안된 FRAM 에서는 비트라인이 V/sub DD/로 precharge 되고, negative 전압 워드라인 기법이 사용되며, negative 펄스 restore 동작을 이용한다 GPPG 셀을 이용한 FRAM 구조는 셀 plate 구동기폭 사용하지 않으므로 메모리 셀 efficiency를 극대화 할 수 있는 장점이 있다. 또한 기존의 common-plate 셀과는 달리 제안된 FRAM 구조는 데이터의 읽기 및 쓰기 동작 시 강유전체 커패시터에 V/sub DD/거 충분한 전압이 가해지므로 저 전압 동작에 제한이 없다. 아울러 제안된 FRAM 구조는 필요한 8 비트 데이터만 선택하는 column-path 회로를 사용하므로 메모리 array 전력소모를 최소화 할 수 있다. 끝으로 0.5-um, triple-well/1-polycide/2-metal 공정을 이용한 4-Mb FRAM 설계를 통해 GPPG 셀 FRAM architecture 실현 가능성을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제29권7호
• /
• pp.394-399
• /
• 2016

The silicon dioxide ($SiO_2$) was deposited using various gas as oxygen and nitrous oxide ($N_2O$) in nowadays. In order to improve electrical characteristics and the interface state density ($D_{it}$) in low temperature, It was deposited with carbon dioxide ($CO_2$) and silane ($SiH_4$) gas by inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD). Each $D_{it}$ of $SiO_2$ using $CO_2$ and $N_2O$ gas was $1.30{\times}10^{10}cm^{-2}{\cdot}eV^{-1}$ and $3.31{\times}10^{10}cm^{-2}{\cdot}eV^{-1}$. It showed $SiO_2$ using $CO_2$ gas was about 2.55 times better than $N_2O$ gas. After 10 years when the thin film was applied to metal/insulator/semiconductor(MIS)-nonvolatile memory(NVM), MIS NVM using $SiO_2$($CO_2$) on tunneling layer had window memory of 2.16 V with 60% retention at bias voltage from +16 V to -19 V. However, MIS NVM applied $SiO_2$($N_2O$) to tunneling layer had 2.48 V with 61% retention at bias voltage from +20 V to -24 V. The results show $SiO_2$ using $CO_2$ decrease the $D_{it}$ and it improves the operating voltage.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.373-373
• /
• 2014

Resistive-change random access memory (ReRAM) device is one of the promising candidates owing to its simple structure, high scalability potential and low power operation. Many resistive switching devices using transition metal oxides materials such as NiO, Al2O3, ZnO, HfO2, $TiO_2$, have attracting increased attention in recent years as the next-generation nonvolatile memory. Among various transition metal oxides materials, HfO2 has been adopted as the gate dielectric in advanced Si devices. For this reason, it is advantageous to develop an HfO2-based ReRAM devices to leverage its compatibility with Si. However, the annealing temperature of these high-k thin films for a suitable resistive memory switching is high, so there are several reports for low temperature process including microwave irradiation. In this paper, we demonstrate the bipolar resistive switching characteristics in the microwave irradiation annealing processed Ag/HfO2/Pt ReRAM device. Compared to the as-deposited Ag/HfO2/Pt device, highly improved uniformity of resistance values and operating voltage were obtained from the micro wave annealing processed HfO2 ReRAM device. In addition, a stable DC endurance (>100 cycles) and a high data retention (>104 sec) were achieved.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제55권6호
• /
• pp.297-301
• /
• 2006

In the present work, we investigate the characteristics of new composition material, chalcogenide $Ge_1Se_1Te_2$ material in order to overcome the problems of conventional PRAM devices. The Tc of $Ge_1Se_1Te_2$ bulk was measured $231.503^{\circ}C$ with DSC analysis. For static DC test mode, at low voltage, two different resistances are observed. depending on the crystalline state of the phase-change resistor. In the first sweep, the as-deposited amorphous $Ge_1Se_1Te_2$ showed very high resistance. However when it reached the threshold voltage(about 11.8 V), the electrical resistance of device was drastically reduced through the formation of an electrically conducting path. The phase transition between the low conductive amorphous state and the high conductive crystal]me state was caused by the set and reset pulses respectively which fed through electrical signal. Set pulse has 4.3 V. 200 ns. then sample resistance is $80\sim100{\Omega}$. Reset pulse has 8.6 V 80 ns, then the sample resistance is $50{\sim}100K{\Omega}$. For such high resistance ratio of $R_{reset}/R_{set}$, we can expect high sensing margin reading the recorded data. We have confirmed that phase change properties of $Ge_1Se_1Te_2$ materials are closely related with the structure through the experiment of self-heating layers.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제42권10호
• /
• pp.1-8
• /
• 2005

본 논문에서는 강유전체 메모리의 셀 효율을 높이기 위해 PMOS-gating 셀을 이용한 설계기법을 기술하였다. PMOS-gating 셀은 PMOS access 트랜지스터와 강유전체 커패시터로 이루어지며 커패시터의 플레이트는 ground에 고정된다. 아울러 read/write 동작시 비트라인이 $V_{DD}$로 precharge 되고, negative 전압 워드라인 기법이 사용되며, negative 펄스 restore 동작을 이용한다. 이는 셀 플레이트 구동없이 단순히 워드라인과 비트라인만 구동하여 메모리 셀의 데이타를 저장하고 읽어낼 수 있는 설계 방식으로, 기존의 셀 플레이트를 구동하는 FRAM 대비 메모리 셀 효율을 극대화 할 수 있어, multi-megabit 이상의 집적도에서 경쟁력 있는 칩 면적 구현이 가능하다. $0.25-{\mu}m$ triple-well 공정을 적용한 2.5-V, 1-Mb FRAM 시제품 설계를 통해 제안한 설계기술을 검증하였고, 시뮬레이션 결과 48 ns의 access time, 11 mA의 동작전류 특성을 보였다. 레이아웃 결과 칩 면적은 $3.22\;mm^{2}$ 이며, 기존의 셀 플레이트 구동기를 사용하는 FRAM 대비 약 $20\;\%$의 셀 효율을 개선하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제13권4호
• /
• pp.213-225
• /
• 2007

최근 디지털 카메라, MP3 플레이어, 핸드폰과 같이 이동성이 중요한 요소로 차지하는 기기들이 많이 등장하였다. 이에 따라 소형화, 대용량화, 저 전력화, 비휘발성, 고속화 그리고 충격에 강한 저장장치가 필요하게 되었다. 플래시 메모리는 이러한 요구사항을 만족시키는 저장장치이다. 플래시 메모리는 하드웨어적 특성으로 인해 쓰기 전 소거(erase-before-write)연산을 수행해야만 한다. 따라서 플래시 메모리를 효과적으로 동작시키기 위해서 FTL이 필요하다. FTL은 플래시 메모리의 단점을 보완해주면서 상위파일 시스템을 그대로 사용할 수 있는 장점을 가진다. 따라서 차후 디스크는 플래시 메모리로 대체될 것이다. 대부분의 PC에서 윈도우즈 기반의 OS를 사용하기 때문에 기존 FTL이 윈도우즈 기반의 OS에서 어떠한 성능을 보이는지 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 실험속도를 빠르게 하기 위해 FTL 성능분석도구를 개발한다. 이를 이용하여 여러 FTL 알고리즘들이 윈도우즈 기반의 OS의 디스크 I/O를 처리하는 성능을 분석한다. FTL의 성능은 매핑 방법, 한 블록 내에 섹터를 기록하는 방법과 덮어쓰기의 처리방법 둥을 분석하여 비교가 가능하다. 실험한 FTL중 개선된 로그 블록 기법이 실험 결과 중에 가장 좋은 성능을 보인다. 따라서 차후 디스크가 플래시 메모리로 대체 될 경우, 로그 블록 기법을 잘 적용 시켜야 할 것이다.