• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.306.2-306.2
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• 2014

전자기기의 휴대성과 이동성이 강조되고 있는 현대사회에서 비휘발성 메모리는 메모리 산업에 있어 매우 매력적인 동시에 커다란 잠재성을 지닌다. 이미 공정의 한계에 부딪힌 Flash 메모리를 대신하여 10nm 이하의 공정이 가능한 상변화 메모리(Phase-Change Memory, PRAM), 스핀 주입 자화 반전 메모리(Spin Transfer Torque-Magnetic RAM, STT-MRAM), 저항 변화 메모리(Resistive Random Access Memory, ReRAM)가 차세대 비휘발성 메모리 후보로서 거론되고 있으며, 그 중에서도 ReRAM은 빠른 속도와 낮은 소비 전력, CMOS 공정 호환성, 그리고 비교적 단순한 3차원 적층 구조의 특성으로 인해 활발히 연구되고 있다. 특히 최근에는 질화물 또는 질소를 도핑한 산화물을 저항변화 물질로 사용하는 ReRAM이 보고되고 있는데, 이들은 동작전압이 낮을 뿐만 아니라 저항 변화(Resistive Switching, RS) 과정에서 일어나는 계면 산화를 방지할 수 있으므로 ReRAM의 저항 변화 재료로서 각광받고 있다. 그러나 Cell 단위의 ReRAM 소자를 Crossbar Array 구조에 적용시켰을 때 주변 Cell과의 저항 상태 차이로 인해 전류가 낮은 저항 상태(LRS)의 Cell로 흘러 의도치 않은 동작을 야기한다. 이와 같이 누설 전류(Leakage Current)로 인한 상호간의 간섭이 일어나는 Cross-talk 현상이 존재하며, 공정의 간소화와 집적도를 유지하면서 이 문제를 해결하는 것은 실용화하기에 앞서 매우 중요한 문제이다. 따라서, 본 논문에서는 Read 동작 시 발생하는 Cell과 Cell 사이의 Cross-talk 문제를 해결하기 위해 자가 정류 특성(Self-Rectifying)을 가지는 실리콘 질화물/알루미늄 질화물 이중층(Si3N4/AlN Bi-layer)으로 구성된 ReRAM 소자 구조를 제안하였으며, Sputtering 방법을 이용하여 제안된 소자를 제작하였다. 전압-전류 특성 실험결과, 제안된 구조에 대한 에너지 밴드 다이어그램 시뮬레이션 결과와 동일하게 Positive Bias 영역에서 자가 정류 특성을 획득하였고, 결과적으로 Read 동작 시 발생하는 Cross-talk 현상을 차단할 수 있는 결과를 확보하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.403-404
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• 2013

최근 scaling down의 한계에 부딪힌 DRAM과 Flash Memory를 대체하기 위한 차세대 메모리(Next Generation Memory)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ITRS (international technology roadmap for semiconductors)에 따르면 PRAM (phase change RAM), RRAM (resistive RAM), STT-MRAM (spin transfer torque magnetic RAM) 등이 차세대 메모리로써 부상하고 있다. 그 중 RRAM은 간단한 구조로 인한 고집적화, 빠른 program/erase 속도 (100~10 ns), 낮은 동작 전압 등의 장점을 갖고 있어 다른 차세대 메모리 중에서도 높은 평가를 받고 있다 [1]. 현재 RRAM은 주로 금속-산화물계(Metal-Oxide) 저항 변화 물질을 기반으로 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 근본적으로 공정 과정에서 산소에 의한 오염으로 인해 수율이 낮은 문제를 갖고 있으며, Endurance 및 Retention 등의 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 본 연구진은 산소 오염에 의한 신뢰성 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 다양한 금속-질화물(Metal-Nitride) 기반의 저항 변화 물질을 제안해 연구를 진행하고 있으며, 우수한 열적 안정성($>450^{\circ}C$, 높은 종횡비, Cu 확산 방지 역할, 높은 공정 호환성 [2] 등의 장점을 가진 WN 박막을 저항 변화 물질로 사용하여 저항 변화 메모리를 구현하기 위한 연구를 진행하였다. WN 박막은 RF magnetron sputtering 방법을 사용하여 Ar/$N_2$ 가스를 20/30 sccm, 동작 압력 20 mTorr 조건에서 120 nm 의 두께로 증착하였고, E-beam Evaporation 방법을 통하여 Ti 상부 전극을 100 nm 증착하였다. I-V 실험결과, WN 기반의 RRAM은 양전압에서 SET 동작이 일어나며, 음전압에서 RESET 동작을 하는 bipolar 스위칭 특성을 보였으며, 읽기 전압 0.1 V에서 ~1 order의 저항비를 확보하였다. 신뢰성 분석 결과, $10^3$번의 Endurance 특성 및 $10^5$초의 긴 Retention time을 확보할 수 있었다. 또한, 고저항 상태에서는 Space-charge-limited Conduction, 저저항 상태에서는 Ohmic Conduction의 전도 특성을 보임에 따라 저항 변화 메카니즘이 filamentary conduction model로 확인되었다 [3]. 본 연구에서 개발한 WN 기반의 RRAM은 우수한 저항 변화 특성과 함께 높은 재료적 안정성, 그리고 기존 반도체 공정 호환성이 매우 높은 강점을 갖고 있어 핵심적인 차세대 메모리가 될 것으로 기대된다.

• KIISE Transactions on Computing Practices
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• v.21 no.8
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• pp.543-548
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• 2015

Recently, volume of data has been growing dramatically along with the growth of social media and digital devices. However, the existing disk-based distributed file systems have limits to their performance of data processing or data access, due to I/O processing costs and bottlenecks. To solve this problem, the caching technique is being used to manage data in the memory. In this paper, we propose a cache management scheme to handle load balancing in a distributed memory environment. The proposed scheme distributes the data according to the memory size, n distributed environments with different memory sizes. If overloaded nodes occur, it redistributes the the access time of the caching data. In order to show the superiority of the proposed scheme, we compare it with an existing distributed cache management scheme through performance evaluation.

• Korean Journal of Cognitive Science
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• v.13 no.1
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• pp.53-59
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• 2002

This paper presents a model for diagnosing students'learning misconceptions in the domain of heat and temperature using fuzzy cognitive maps(FCM) and fuzzy associative memory(FAM). In a model for diagnosing learning misconceptions. an FCM can represent with cause and effect between preconceptions and misconceptions that students have about scientific phenomenon. An FAM which represents a neurallike memory for memorizing causal relationships is used to diagnose causes of misconceptions in learning. This study will present a new method for more autonomous and intelligent system than a model to diagnose misconceptions that was being done with classical methods in learning and may contribute as an intelligent tutoring system for learning diagnosis within various educational contexts.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.10c
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• pp.140-145
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• 2007

최근에 에너지의 효율성이 좋고 대용량화가 쉬운 낸드 플래시가 센서 노드를 위한 차세대 저장소로 각광을 받고 있다. 현재 대부분의 센서 노드용 파일 시스템은 노어 플래시 기반으로 개발되어 있으며 낸드 플래시에 적용할 수 있는 파일 시스템은 거의 존재하지 않는다. 대용량 낸드 플래시 메모리의 특성을 고려한 새로운 파월 시스템의 구축이 요구되지만, 센서 노드는 오직 4-10 KByte의 매우 작은 크기의 메모리를 지원하므로 효율성이 뛰어난 파일 시스템을 구축하는 것은 매우 어렵다. 본 논문은 1 Kbit의 매우 작은 크기의 EEPROM을 부착하여 이러한 메모리 한계를 극복하였으며 자원의 효율성, 대용량의 지원 및 신뢰성을 고려한 새로운 파일 시스템의 설계에 대하여 논한다. 위치를 유지해야 하는 데이터의 위치저장을 위하여 EEPROM을 사용하며 장기간 데이터를 수집할 때 페이지의 갱신을 최소화 할 수 있는 로그 리스트 기반의 페이지 처리 방법에 대해 제안한다. 이는 획기적으로 페이지 갱신 횟수를 줄임으로써 에너지를 절약하고 보다 긴 시간동안 데이터의 수집을 용이하게 만들며 센서 노드의 수명을 증가시킨다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.30 no.8B
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• pp.541-548
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• 2005

IP lookup and forwarding process becomes the bottleneck of packet transmission as IP traffic increases. Previous hardware-based IP address lookup schemes using an index-based table are not memory-efficient due to sparse distribution of the routing prefixes. In this paper, we propose memory-efficient hardware based IP lookup scheme called set-associative IP address lookup scheme, which provides the same IP lookup speed with much smaller memory requirement. In the proposed scheme, an NHA entry stores the prefix and next hop together. The IP lookup procedure compares a destination IP address with eight entries in a corresponding set simultaneously and finds the longest matched prefix. The memory requirement of the proposed scheme is about $42\%$ of that of Lin's scheme. Thus, the set-associative IP address lookup scheme is a memory-efficient hardware based IP address lookup scheme.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.321-326
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• 2007

최근 휴대전화 디지털 카메라, 랜 스위치, 디지털 셋톱박스, 휴대용 MP3 플레이어, 노트북용 PC 카드, 내장 기기의 펌웨어 등 플래시 메모리의 활용이 증가하고 있다. 하지만 기존 저장 장치와 달리 플래시 메모리는 특정 블록에 쓰기 연산을 하기 전에 해당 블록은 미리 소거(erase-before-write)되어 있어야 하는 제약이 있으며, 각 블록은 소거될 수 있는 횟수가 제한적이다. 이런 단점들은 플래시 메모리가 대용량화됨에 따라 중요한 문제로 대두되고 있다. 이런 각 블록에 대한 소거 횟수의 제한을 해결하기 위하여 소거 횟수 평준화 기법(wear-leveling) 기법이 필수적이다. 본 논문에서는 블록의 소거 횟수의 한계를 극복하기 위한 새로운 소거 횟수 평준화 기법으로 전체 블록에 대한 소거 횟수 레벨을 두어 소거 횟수 평준화를 이루는 KM-평준화(KM-leveling)를 제안한다. KM-평준화는 소거 횟수 평준화를 위한 전체 블록의 계산 비용을 최소화하고 블록에 대한 소거 레벨을 두어 적은 공간을 사용하는 효율적인 기법이다. 본 논문은 M값 범위 이내에 각 블록의 소거 횟수들이 존재하도록 보장하는 KM-평준화를 제안한다.

• Information and Communications Magazine
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• v.20 no.5
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• pp.635-644
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• 2003

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서만 볼 수 있는 보안문제를 가용성, 인증성, 익명성 관점에서 살펴보았다. 이 분야의 보안기술은 기존의 방법과 여러 면에서 다르다. 무선 애드학 네트워크 또는 센서 네트워크의 예에서 보는 것처럼 제한된 계산 성능과 메모리, 전력소모를 최소화히기 위한 통달거리 제한 및 아이들 상태 유지, 온라인 서버가 존재하지 않으므로 인해 발생하는 집중형 기술 구현이 불가능한 한계로 인해 새로운 이슈들이 등장하고 있다. 이런 문제들과 해결책 일부를 소개한다.

• Information and Communications Magazine
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• v.31 no.5
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• pp.46-52
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• 2014

최근 보안기술 동향은 소프트웨어 기반 보안시스템의 한계를 보완하고자 하드웨어 기반 보안시스템으로 발전하고 있다. 그러나 이러한 하드웨어 기반 보안시스템도 부채널 공격, 메모리 공격, 버스프루빙 공격과 같은 해킹 기술에 취약하다. 본고에서는 최근 보안기술 동향을 기술하고, 하드웨어 보안시스템에 대한 해킹기술 및 이에 대한 대응책에 대하여 기술한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.4.2-4.2
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• 2009

10년 후면 영어와 한국어가 실시간으로 자동 통역되는 통역기가등장하며, 컴퓨터의 키보드 나 마우스 등은 음성으로 대체되며, 인간과대화를 나누는 로봇이 등장하여 대부분의 인간 허드렛일을 대행 할 것으로 예상된다. 이러한 인공 지능형기기를 구현하기 위해서는 현재보다 1천배 이상의 성능을 보이는 즉, 테라급의 CPU와 메모리가 필요하다. 현재 반도체소자의 주류를 이루고 있는실리콘 트랜지스터는 무어 법칙에 따라 매18개월마다 2 배씩트랜지스터 집적도가 증가되어 왔으며 현재 32nm가 시장 출시를 앞두고 있으나 2016년 이후 22nm 이하는 특성 불균일/열 발생 과 같은 기술적 한계와 천문학적으로 늘어나는 칩 제조비용 때문에 제품 출시가 매우 어려울 것으로 여겨진다. 교육과학기술부는 이러한 한계 극복을 위해 21세기 Frontier 프로그램으로 테라급나노소자개발사업단을 2000년 7월 발족 하였으며 본 사업단은 테라급의 성능과 메모리 집적도를 갖는 나노소자개발을 최종목표로 출범 하였다. 프론티어사업은 10년 이상의 장기적인 개발기간이 필요한 'High Risk, High Return'의 특성을 갖고 있다. 본사업단은 이러한 프론티어사업의 취지에 따라 철저한 사전기획과 기술 환경변화에 따른 신속한 대응력, 철저한현장 중심적 사업관리를 해왔다. 본 재료학회 추계학술대회에서는 본 사업단이 이룩한 성과와 미래의 나노소자들을 소개할 예정이다.