• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.264.2-264.2
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• 2014

비휘발성 메모리는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 메모리로써 현재 다양한 차세대 전자소자의 집적화 구현을 위해 저전압 동작 및 저장능력의 향상 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이때 삽입되는 전하저장층의 경우 기존 널리 이용되는 질화막(SiNx) 외에 최근에는 산화 알루미늄(Al2O3) 등의 고유전상수 물질 뿐만 아니라, 밴드갭 조절을 통해 전하저장능력을 향상시키는 산화막(SiOx)에 대한 연구도 진행 중이다. 이번 연구에서는 전하저장능력을 향상시키기 위해 전하저장층으로 산화막을 이용할 뿐만 아니라, 기존의 평편한 구조가 아닌 표면 조절을 통해 전하저장능력을 보다 향상시키고자 한다. 또한 이번 연구에서는 비휘발성 메모리 소자의 응용을 위해 우선적으로 금속-절연체-반도체 형태의 MOOxOyS 구조를 이용하였다. 이 때 실리콘 표면적을 변화시키기 위해 이용된 실리콘 웨이퍼는 1) 평편한 실리콘, 2) 수산화암모늄, 이소프로필 알코올 및 탈이온수를 혼합한 용액에 식각시킨 삼각형 구조, 3) 불산, 질산 및 아세트산을 혼합한 용액에 식각시킨 라운드 구조이다. 정전용량-전압 측정을 통해 얻어진 메모리 윈도우는 1) 평편한 실리콘의 경우 약 5.1 V, 2) 삼각형 구조의 경우 약 5.3 V, 3) 라운드 구조의 경우 약 5.9 V를 얻었다. 이 때, 라운드 구조의 경우 가장 넓은 표면적으로 인해 상대적으로 전하트랩이 가장 많이 되어 메모리 윈도우가 가장 커지는 특성을 볼 수 있었다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.20 no.6 s.96
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• pp.62-69
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• 2005

세계 최고 권위의 반도체 시장 조사기관인 Gartner Dataquest는 2004년 세계 메모리시장 규모는 480억 달러로 2003년의 335억 달러 대비 43% 성장하였다고 보고하고있다[1]. 또한 DRAM은 55%, 플래시 메모리는 35%를 차지하고 있으며, 이들 두 메모리가 전체 메모리 시장을 양분하고 있다[1]. DRAM은 cost 및 random access가 가능하다는 장점을 가지고 있지만 휘발성이라는 단점을 가지고 있으며, 플래시 메모리는cost 및 비휘발성의 장점을 보유하고 있으나 random access가 불가능하다는 단점을 보유하고 있다. 하지만, PRAM은 DRAM과 플래시 메모리의 장점만을 융합한 통합형메모리로서, 현재 가장 각광받고 있으며 양산화에 가장 근접한 메모리이다. 본 고에서는 PRAM의 구조 및 동작특성, 개발동향 및 향후 전망에 대해 논의하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.298-303
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• 2007

비휘발성 메모리의 하나인 플래시 메모리는 저전력 및 저비용 등의 장점으로 인해 임베디드 시스템에 필수적인 요소로 사용되고 있다. 이러한 장점에 반해, DRAM과 같은 휘발성 반도체 메모리와 비교하여 데이터 쓰기는 느리고, 데이터 업데이트를 위한 블록 소거 (erase) 동작의 오버헤드라는 단점이 있다. 특히 블록 소거 동작은 횟수가 제한되어 있으며, 이는 플래시 메모리의 수명을 결정하는데 중요한 요소이다. 본 논문에서는 플래시 메모리 기반 파일시스템에서 DRAM과 같은 동적 메모리를 사용하여 블록 소거의 횟수를 줄이고 입출력 속도를 향상시키는 기법을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2005.09a
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• pp.137-141
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• 2005

Quantum dot(QD) 메모리용 silicon nano-particle을 corona 방전방법에 의해 상온에서 대량 발생하는 방법을 개발하였다. Silicon QD는 SiH4 가스를 코로나 방전 영역을 통과시켜 발생시켰으며, 코로나 전압은 2.75kV를 사용하였다. SiH4 몰농도 $0.33{\times}10^{-7}\;mol/l$ 일 경우 발생된 QD입자 크기는 약 10nm이며 기하학적 표준편차(geometric standard deviation)는 1.31이었다. 이 조건에서 nonvolatile quantum dot semiconductor memory (NVQDM)를 제작하였으며, 이렇게 제작된 NVQDM flat band voltage는 1.5 volt였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.4
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• pp.253-261
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• 2008

Programmable metallizaton cell (PMC) memory device has been known as one of the next generation non-volatile memory devices, because it includes non-volatility, high speed and high ON/OFF resistance ratio. This paper reviews the operation principle of the device. Besides, the recent research results of professor Kozicki who firstly invented the device and investigated it for the memory applications, NEC corporation which studied it for the FPGA (field programmable gate array) switch applications, ETRI and chungnam national university which examined Te-based devices are introduced.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.310-310
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• 2016

최근 NAND flash memory는 높은 집적성과 데이터의 비휘발성, 낮은 소비전력, 간단한 입, 출력 등의 장점들로 인해 핸드폰, MP3, USB 등의 휴대용 저장 장치 및 노트북 시장에서 많이 이용되어 왔다. 특히, 최근에는 smart watch, wearable device등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 유연하고 투명한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대표적인 플래시 메모리 소자의 구조로 charge trapping type flash memory (CTF)가 있다. CTF 메모리 소자는 trap layer의 trap site를 이용하여 메모리 동작을 하는 소자이다. 하지만 작은 window의 크기, trap site의 열화로 인해 메모리 특성이 나빠지는 문제점 등이 있다. 따라서 최근, trap layer에 다양한 물질을 적용하여 CTF 소자의 문제점을 해결하고자 하는 연구들이 진행되고 있다. 특히, 산화물 반도체인 zinc oxide (ZnO)를 trap layer로 하는 CTF 메모리 소자가 최근 몇몇 보고 되었다. 산화물 반도체인 ZnO는 n-type 반도체이며, shallow와 deep trap site를 동시에 가지고 있는 독특한 물질이다. 이 특성으로 인해 메모리 소자의 programming 시에는 deep trap site에 charging이 일어나고, erasing 시에는 shallow trap site에 캐리어들이 쉽게 공급되면서 deep trap site에 갇혀있던 charge가 쉽게 de-trapped 된다는 장점을 가지고 있다. 따라서, 본 실험에서는 산화물 반도체인 ZnO를 trap layer로 하는 CTF 소자의 메모리 특성을 확인하기 위해 간단한 구조인 metal-oxide capacitor (MOSCAP)구조로 제작하여 메모리 특성을 평가하였다. 먼저, RCA cleaning 처리된 n-Si bulk 기판 위에 tunnel layer인 SiO2 5 nm를 rf sputter로 증착한 후 furnace 장비를 이용하여 forming gas annealing을 $450^{\circ}C$에서 실시하였다. 그 후 ZnO를 20 nm, SiO2를 30 nm rf sputter로 증착한 후, 상부전극을 E-beam evaporator 장비를 사용하여 Al 150 nm를 증착하였다. 제작된 소자의 신뢰성 및 내구성 평가를 위해 상온에서 retention과 endurance 측정을 진행하였다. 상온에서의 endurance 측정결과 1000 cycles에서 약 19.08%의 charge loss를 보였으며, Retention 측정결과, 10년 후 약 33.57%의 charge loss를 보여 좋은 메모리 특성을 가지는 것을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로, 차세대 메모리 시장에서 trap layer 물질로 산화물 반도체를 사용하는 CTF의 연구 및 계발, 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.193-193
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• 2010

서로 다른 유전 물질을 이용하여 다층구조의 터널장벽을 이용하여 비휘발성 메모리 소자의 동작 특성 및 전하보존 특성을 향상시킬 수 있음이 보고되었다.[1-3] 본 연구에서는 $SiO_2/Si_3N_4/SiO_2$구조의 다층 구조의 터널 장벽을 이용하여 $WSi_2$ 나노 입자 비휘발성 메모리 소자를 제작하였다. P-형 Si 기판에 100 nm 두께의 Poly-Si 박막을 증착시켜 소스, 드레인 및 게이트 영역을 포토 리소그래피를 이용하여 형성하였다. $SiO_2/Si_3N_4/SiO_2$(ONO) 터널장벽은 CVD (chemical vapor deposition) 장치로 각각 2 nm, 2 nm 와 3 nm 두께로 형성하였으며, 그 위에 $WSi_2$ 박막을 3~4 nm 마그내트론 스퍼터링 방법으로 증착하였다. ONO 터널 장벽구조 위에 $WSi_2$나노입자를 형성시키기 위해, $N_2$분위기에서 급속열처리 방법을 이용하여 $900^{\circ}C$에서 1분간 열처리를 하였다. 마지막으로 20 nm 두께의 컨트롤 절연막을 초고진공 스퍼터를 이용하여 증착하고, Al 박막을 200 nm 두께로 증착하였다. 여기서. 제작된 메모리 소자의 게이트 길이와 선폭은 모두 $10\;{\mu}m$ 이다. 비휘발성 메모리 소자의 전기적 특성은 HP 4156A 반도체 파라미터 장비, Agilent 81104 A 80MHz 펄스/패턴 발생기를 이용하였다. 또한 전하 저장 터널링 메커니즘과, 전하누설의 원인을 분석하고 소자의 열적 안정성을 확인하기 위하여 $25^{\circ}C$ 에서 $125^{\circ}C$ 로 온도를 변화시켜 외부로 방출되는 전하의 활성화 에너지를 확인하여 누설근원을 확인하였다.

• Journal of IKEEE
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• v.27 no.4
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• pp.386-390
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• 2023

In this study, we examined the quasi-nonvolatile memory characteristics of silicon nanosheet (SiNS) feedback field-effect transistors (FBFETs) fabricated using a complementary metal-oxide-semiconductor process. The SiNS channel layers fabricated by photoresist overexposure method had a width of approximately 180 nm and a height of 70 nm. The SiNS FBFETs operated in a positive feedback loop mechanism and exhibited an extremely low subthreshold swing of 1.1 mV/dec and a high ON/OFF current ratio of 2.4×10⁷. Moreover, SiNS FBFETs represented long retention time of 50 seconds, indicating the quasi-nonvolatile memory characteristics.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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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.

• The Transactions of the Korea Information Processing Society
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• v.4 no.3
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• pp.649-658
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• 1997

Database management systems(DMBS)using bolatile memory shluld have a recovery function to protect data against system failutes.Recovery requires much overhead in transaction proessing and is one of the great factors that deteriorate the system performance.Recently, there have been a lot of studies on database systems with nonbolatile memory to enhance the performance.A nonbolatile memory called DFeRAM is one of the promising memory devices of the future technology, but this device does not support fine-franularity licking.In this paper, we present a dual plane FeRAM(DFeRAM)architecture to support the fine-granularity locking.We also propose a recovery algorithm for the database system with the DFeRAM based on a shadow paging methed.In order to analze the performance of the proposed algorithm, we present an analytical model and analyze the performance using the moedl.