• Communications of the Korean Institute of Information Scientists and Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.58-66
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• 1996

• The Magazine of the IEIE
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• v.29 no.8
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• pp.976-976
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• 2002

• The Magazine of the IEIE
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• v.29 no.8
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• pp.92-101
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• 2002

• Electrical & Electronic Materials
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• v.21 no.10
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• pp.31-39
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• 2008

• KIISE Transactions on Computing Practices
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• v.22 no.10
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• pp.497-503
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• 2016

Emerging next-generation storage technologies such as non-volatile memory will help eliminate almost all of the storage latency that has plagued previous storage devices. In conventional storage systems, the latency of slow storage devices dominates access latency; hence, software efficiency is not critical. With low-latency storage, software costs can quickly dominate memory latency. Hence, researchers have proposed the memory mapped file I/O to avoid the software overhead. Mapping a file into the user memory space enables users to access the file directly. Therefore, it is possible to avoid the complicated I/O stack. This minimizes the number of user/kernel mode switchings. In addition, there is no data copy between kernel and user areas. Despite of the benefits in the memory mapped file I/O, its overhead still needs to be addressed, as the existing mechanism for the memory mapped file I/O is designed for slow block devices. In this paper, we identify the overheads of the memory mapped file I/O via experiments.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.317-317
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• 2016

이 연구에서는 산화막/산화막/산화막 적층구조의 블로킹산화막/전하저장층/터널링산화막과 InSnZnO를 채널층으로 이용한 비휘발성 메모리 (NVM) 소자의 메모리 특성을 확인하였다. NVM 소자의 기본 전기적 특성의 경우 $19.8cm2/V{\cdot}s$의 높은 전계효과 이동도, 0.09V의 낮은 문턱전압, 0.127 V/dec의 낮은 기울기 및 $1.47{\times}107$의 높은 전류점멸비를 나타내었다. 또한, InSnZnO의 경우 가시광영역에서 85% 이상의 투과도를 가짐을 확인하였다. NVM소자의 경우, +12V의 Programming과 1ms의 Programming duration time에서 104s 이후 86%이상의, 그리고 10년 후 67% 이상의 우수한 전하보유시간 특성을 나타내었다. 이를 통해 투명플렉서블 메모리 시스템에 산화막/산화막/산화막 적층구조의 InSnZnO NVM소자의 응용 가능성이 높다고 판단한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.206-206
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• 2010

정보화 기술이 급속히 발전함에 따라서 보다 많은 양의 data를 전송, 처리, 저장 하게 되면서 이를 처리 할 수 있는 대용량, 고속, 비휘발성의 차세대 메모리의 개발이 요구 되고 있다. 이 중 저항 변화 메모리(ReRAM)는 일반적으로 전이금속산화물을 이용한 MIM 구조로서 적당한 전기 신호를 가하면 저항이 높아서 전도되지 않는 상태(Off state)에서 저항이 낮아져 전도가 가능한 상태(On state)로 바뀌는 메모리 특성을 가진다. ReRAM은 비휘발성 메모리이며 종래의 비휘발성 기억소자인 Flash memory 보다 access time이 $10^5$배 이상 빠르며, 2~5V 이하의 낮은 전압에서 동작이 가능하다. 또한 구조가 간단하여 공정상의 결함을 현저히 줄일 수 있다는 점 등 많은 장점들이 있어서 Flash memory를 대체할 수 있는 유력한 후보로 여겨지고 있다. 저항 변화의 특징을 잘 나타내는 물질에는 $TiO_2$, $Al_2O_3$, $NiO_2$, $HfO_2$, $ZrO_2$등의 많은 전이금속산화물들이 있다. 본 연구에서는 Reactive DC-magnetron Sputtering 방법과 DC-magnetron sputter를 이용하여 Ti를 증착한 후 Oxidation 방법으로 각각 증착한 $TiO_2$박막을 사용하여 저항변화특성을 관찰하였다. $TiO_2$상부에 Atomic Layer Deposition (ALD)를 이용하여 $HfO_2$ 박막을 증착하여 표면처리를 하고, 또한 $TiO_2$에 다른 전이 금속박막 층을 추가 증착하여 저항변화 특성에 접합한 조건을 찾는 연구를 진행하였다. 하부 전극과 상부 전극 물질로는 Si 100 wafer 위에 Pt 또는 TiN을 사용하였다. 저항변화 특성을 평가하기 위해 Agilent E5270B를 이용하여 current-voltage (I-V)를 측정하였다. X-ray Diffraction (XRD)를 이용하여 증착 된 전기금속 박막 물질의 결정성을 관찰했으며, Atomic Force Microscopy (AFM)을 이용하여 증착 된 샘플의 표면을 관찰했다. SEM과 TEM을 통해서는 sample의 미세구조를 확인 하였다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.16 no.4
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• pp.15-20
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• 2016

Write amplification is a critical factor that limits the stable performance of flash-based storage systems. To reduce write amplification, this paper presents a new technique that cooperatively manages data in flash storage and nonvolatile memory (NVM). Our scheme basically considers NVM as the cache of flash storage, but allows the original data in flash storage to be invalidated if there is a cached copy in NVM, which can temporarily serve as the original data. This scheme eliminates the copy-out operation for a substantial number of cached data, thereby enhancing garbage collection efficiency. Experimental results show that the proposed scheme reduces the copy-out overhead of garbage collection by 51.4% and decreases the standard deviation of response time by 35.4% on average.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.156-157
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• 2012

단일 셀에서 비휘발성 및 고속의 휘발성 메모리를 모두 구동할 수 있는 다기능 메모리는 모바일 기기 및 embedded 장치의 폭발적인 성장에 있어 그 중요성이 커지고 있다. 따라서 최근 이러한 fusion기술을 응용한 unified RAM (URAM)과 같은 다기능 메모리의 연구가 주목 받고 있다. 이러한 다목적 메모리는 주로 silicon on insulator (SOI)기반의 1T-DRAM과 SONOS기술 기반의 비휘발성 메모리의 조합으로 이루어진다. 하지만 이런 다기능 메모리는 주로 단결정기반의 SOI wafer 위에서 구현되기 때문에 값이 비싸고 사용범위도 제한되어 있다. 따라서 이러한 다기능메모리를 다결정 실리콘을 이용하여 제작한다면 기판에 자유롭게 메모리 적용이 가능하고 추후 3차원 적층형 소자의 구현도 가능하기 때문에 다결정실리콘 기반의 메모리 구현은 필수적이라고 할 수 있겠다. 본 연구에서는 다결정실리콘을 이용한 channel recessed구조의 다기능메모리를 제작하였으며 각 1T-DRAM 및 NVM동작에 따른 memory 특성을 살펴보았다. 실험에 사용된 기판은 상부 비정질실리콘 100 nm, 매몰산화층 200 nm의 SOI구조의 기판을 이용하였으며 고상결정화 방법을 이용하여 $600^{\circ}C$ 24시간 열처리를 통해 결정화 시켰다. N+ poly Si을 이용하여 source/drain을 제작하였으며 RIE시스템을 이용하여 recessed channel을 형성하였다. 상부 ONO게이트 절연막은 rf sputter를 이용하여 각각 5/10/5 nm 증착하였다. $950^{\circ}C$ N2/O2 분위기에서 30초간 급속열처리를 진행하여 source/drain을 활성화 하였다. 계면상태 개선을 위해 $450^{\circ}C$ 2% H2/N2 분위기에서 30분간 열처리를 진행하였다. 제작된 Poly Si MFM에서 2.3V, 350mV/dec의 문턱전압과 subthreshold swing을 확인할 수 있었다. Nonvolatile memory mode는 FN tunneling, high-speed 1T-DRAM mode에서는 impact ionization을 이용하여 쓰기/소거 작업을 실시하였다. NVM 모드의 경우 약 2V의 memory window를 확보할 수 있었으며 $85^{\circ}C$에서의 retention 측정시에도 10년 후 약 0.9V의 memory window를 확보할 수 있었다. 1T-DRAM 모드의 경우에는 약 $30{\mu}s$의 retention과 $5{\mu}A$의 sensing margin을 확보할 수 있었다. 차후 engineered tunnel barrier기술이나 엑시머레이저를 이용한 결정화 방법을 적용한다면 device의 특성향상을 기대할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 다결정실리콘을 이용한 다기능메모리를 제작 및 메모리 특성을 평가하였다. 제작된 소자의 단일 셀 내에서 NVM동작과 1T-DRAM동작이 모두 가능한 것을 확인할 수 있었다. 다결정실리콘의 특성상 단결정 SOI기반의 다기능 메모리에 비해 낮은 특성을 보여주었으나 이는 결정화방법, high-k절연막 적용 및 engineered tunnel barrier를 적용함으로써 해결 가능하다고 생각된다. 또한 sputter를 이용하여 저온증착된 O/N/O layer에서의 P/E특성을 확인함으로써 glass위에서의 MFM구현의 가능성도 확인할 수 있었으며, 차후 system on panel (SOP)적용도 가능할 것이라고 생각된다.

• Annual Conference of KIPS
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• 2012.11a
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• pp.288-289
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• 2012

최근 데이터 저장을 위한 고속 입출력에서 병목현상을 해결하기 위해 다양한 SSD(Solid State Drive) 관련 연구가 많이 수행되고 있다. 대표적인 것으로 비휘발성 메모리인 플래시와 차세대 반도체 메모리인 SCM(Storage Class Memory) SSD가 있고, 휘발성 메모리인 DRAM기반의 SSD가 있다. 플래시 또는 SCM 메모리기반 저장장치는 하드 디스크기반 저장장치에 비해 읽기 속도가 빠르며, 내구성이 강하다는 장점으로 새로운 저장장치 시스템의 저장매체로 부각되고 있으나, 단위 저장 공간 당 높은 가격으로 인해 저장장치 시스템에 적용하기 에는 많은 문제점이 있다. 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 고용량의 하드디스크와 SSD를 RAID 또는 단일 저장장치 매체로 구성하는 하이브리드 저장장치에 관한 연구와 제품이 출시되고 있다. 본 논문에서는 이러한 하이브리드 저장 매체 어레이를 저장장치 시스템으로 구성하기 위한 볼륨구성과 해당 서버에 볼륨 제공 서비스를 수행하기 위한 하이브리드 저장장치 시스템 설계 방법에 대해 설명한다.