분야
hwp-기존 대표적 메모리의 종류
(1) 휘발성메모리:
(2) 비휘발성 메모리:
- 앞으로 개발되는 차세대 메모리가 갖추어야 할 것
- 상변화 메모리의 등장(PCM, PRAM, PCRAM 등)
2. PCRAM(phase-change memory) 이란 무엇인가?
(1) PCRAM의 기본원리
(2) PCRAM의 구조
(3)PCRAM의 동작원리
PCRAM(phase-change memory)
구조를 통한 동작원리
PCRAM의 Reset 펄스와 Set 펄스
열적 동작 특성
(4) Pcram의 재료
1) 비정질 반도체
2) Ge-Sb-Te 재료(GST)
결정학적 특성
밴드 구조
전도 특성
(5)공정
3. PRAM의 장/단점 및 문제해결방안
1) PRAM의 장점
2) PRAM의 단점
셀 선택 트랜지스터의 크기 축소(혹은 스케일링)가 제한
4. 각 기업별 앞으로의 PRAM 기술 개발 동향
1) Ovonyx사
2) Intel사
3) ETRI
4) 삼성 사
5) Kanazawa 대학과 Hitachi사
6) STMMicroelectronics사
7) 전체적인 PRAM 기술전망
5. 결론
※ 참고문헌
전기적 동작 특성에서 설명한 과정에 따라 저 전도에서 고전도 영역으로 스위칭된 상변화 메모리 소자가 비정질 상태에서 결정질 상태 또는 그 반대로 변화 하는 것을 정밀하게 묘사하기 위해서는 heat equation에 의한 열 해석과 이때 수반되는 결정화 거동의 이해를 위한 Johnson-Mehl-Avrami equation의 해석, 그리고 결정화 volume fraction 증가에 의한 percolation conductance 해석이 요구된다. 실제 이러한 모델들을 이용하여 각종 시뮬레이션 툴이 제작되고 있다.
비정질 반도체 메모리의 동작 특성에 대한 대표적 모델은 시카고 대학의 M. H. Cohen, Energy Conversion Devices사의 R. G. Neale, 퀸스컬리지의 A. Paskin 세 사람의 성 첫 글자를 딴 CNP 모델이다. 아래 그림은 SET 과정을 나타내는 그림이다. 비정질 상태의 소자에 전압을 인가하면 conducting filament 영역 형성과 함께 저 전도도 상태로 switching 되며 전류는 conducting filament 영역의 경로를 따라 흐른다. (a)의 붉은 부분이 conducting filament 영역이다. 이 영역의 온도가 결정화 온도 (Tc) 이상으로 상승하면 결정화가 진행되며 전류의 경로는 conducting filament path와 성장한 결정화된 path 양쪽으로 흐를 것이다(b). 이에 따라 conducting filament 영역은 줄어들고 결정질 영역은 점점 성장하여(c) 결국 모든 전류는 결정질 path로만 흐르게 된다(d). 이후 SET 펄스를 끊으면 소자는 결정질 상태로 남아있게 된다.
< CNP 모델에 의한 writing (SET) 과정 >
다음 그림은 RESET 과정으로 위의 Set과정을 재구성한 것이다. 결정화 상태의 소자에 전압을 인가하면 큰 전기전도도로 인해 전류는 쉽게 상하부 전극 사이를 통해 흐른다(a). 전압을 높여 좀 더 많은 전류를 흘리면 재료의 온도가 용융점에 도달하여 melt pool이 형성되고 전류가 증가함에 따라 많은 양의 전류를 흘리면 상변화 재료에 melt pool이 형성되며 전류는 용융된 부분과 용융점에 도달하지 못한 결정질 부분으로 양분 된다 (b). 결정질 부분이 완전히 용융되어 전류 path가 melt pool 에만 존재할 때 RESET 펄스를 끊으면 재료는 quenching 되고 비정질 상태로 남게 된다. 이때 완전히 용융되지 않았던 일부 결정 알갱이 (crystallite)들이 남게 되는데 이 결정 알갱이들은 SET 동작 시 conducting filament의 핵(nuclei) 으로 작용하여 빠른 결정화를 이끌게 된다.
- 주간기술동향 통권 1303호, 2007. 7. 4. 전극형 상변화 메모리 (PRAM) 기술
- 전자통신동향분석, 제20권, 제1호, 2005. 2. “유비쿼터스용 유니 버설 메모리 기술(MRAM, FeRAM, PRAM)”
- 전자공학회지 제32권, 제2호, 2005. 2. “ PRAM 기술의 개요 및 개발 동향”
- 과학기술부, 2003 . 8, “상변화 메모리 소자설계용 요소기술 개발에 관한 연구”
- 전자통신동향분석, 제20권, 제1호, 2005. 2. “PRAM 기술전망”
- 나노 위클리 184호, 2006. 5. 10. “상변화 메모리 기술”
- http://www.dt.co.kr/
