• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.29 no.6
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• pp.707-712
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• 2005

PRAM (Phase change random access memory) is one of the most promising candidates for next generation Non-volatile Memories. The Phase change materials have been researched in the field of optical data storage media. Among the phase change materials. $Ge_2Sb_2Te_5$ is very well known for its high optical contrast in the state of amorphous and crystalline. However the characteristics required in solid state memory are quite different from optical ones. In this study. the structural Properties of GeSbTe thin films with composition were investigated for PRAM. The 100-nm thick $Ge_2Sb_2Te_5$ and $Sb_2Te_3$ films were deposited on $SiO_2/Si$ substrates by RF sputtering system. In order to characterize the crystal structure and morphology of these films. x-ray diffraction (XRD). atomic force microscopy (AFM), differential scanning calorimetry (DSC) and 4-point measurement analysis were performed. XRD and DSC analysis result of GST thin films indicated that the crystallization of $Se_2Sb_2Te_5$ films start at about $180^{\circ}C$ and $Sb_2Te_3$ films Start at about $125^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.217-217
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• 2010

유기물/무기물 나노 복합재료는 고온과 저전력에서 동작해야하는 차세대 전자 소자와 광소자 제작에 대단히 유용한 소재이다. 간단하고 저렴한 제조 방법과 휘어짐이 가능한 특성을 이용하여 유기물/무기물 나노 복합재료를 사용한 비휘발성 메모리 소자의 제작과 메모리 특성에 대한 연구가 수행되었으나, SnO2 나노 입자가 삽입된 고분자 박막을 기반으로 제작한 저항 구조의 비휘발성 메모리 소자인 유기 쌍안정성 소자에 대한 연구는 상대적으로 미흡하다. 본 연구에서는 poly(methyl methacrylate) (PMMA) 박막 안에 분산된 SnO2 나노 입자를 사용하여 제작한 유기 쌍안정성 소자의 메모리 특성을 관찰하였다. 소자를 제작하기 위해 나노 입자의 전구체인 Tin 2-ethylhexanoate을 dibutyl ether에 용해시킨 후, 화학적 방법을 사용하여 용매 안에서 SnO2 나노 입자를 합성하였다. 합성한 SnO2 나노 입자와 PMMA를 클로로벤젠에 용해하여 고분자 용액을 제작하였다. 전극인 indium-tin-oxide가 증착된 유리 기판 위에 제작한 고분자 용액을 스핀 코팅하고, 열을 가해 용매를 제거하여 SnO2 나노 입자가 분산되어 있는 PMMA 나노복합체를 형성하였다. 그 위에 Al 전극을 증착하여 유기 쌍안정성 소자를 완성하였다. 제작된 소자에 전압을 인가하여 전류를 측정한 결과 유기 쌍안정성 소자에서는 동일 전압에서 높은 전류 (ON 상태)와 낮은 전류 (OFF 상태)가 흐르는 쌍안정성 특성을 나타냈다. 그러나 SnO2 나노 입자가 없는 PMMA 박막으로 형성된 소자에서는 전류-전압 측정에서 쌍안정성 특성이 나타나지 않았다. 따라서 PMMA 박막 안에 삽입된 SnO2 나노 입자가 유기 쌍안정성 소자의 메모리 효과를 나타내는 원인임을 알 수 있었다. 전류-시간 측정 결과는 소자의 ON 상태 및 OFF 상태 전류가 시간에 따른 큰 변화 없이 1000 사이클 이상 지속적으로 유지 하고 있음을 보여 줌으로써 유기 쌍안정성 소자를 장시간 사용할 수 있음을 확인시켜 주었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.166-166
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• 2007

PRAM (phase-change random access memory)은 전류 펄스 인가에 따른 기록매질의 비정질-결정질 간 상변화와 그에 동반되는 저항변화를 이용하는 차세대 비휘발성 메모리 소자로서 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 $(Ge_2Sb_2Te_5)_{1-x}Se_x$ (x=0,0.05,0.1,0.15) 조성에 대한 벌크 및 박막시료를 제작하고 각 조성에 대한 상변화 특성을 분석하였다. XRD를 통해 열처리 온도에 따른 구조적 분석을 실시하였고 UV-Vis-IR spectrophotometer를 사용하여 박막의 광학적 특성을 분석하였다. 또한 각 조성의 결정화 속도를 비교하기 위해 static tester를 사용하여 레이저 펄스 시간에 대한 반사도 변화를 측정하였고 DSC를 통해 결정화 온도를 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.132-133
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• 2006

PRAM (phase-change random access memory)은 전류 펄스 인가에 따른 기록매질의 비정질-결정질 간 상변화와 그에 동반되는 저항변화를 이용하는 차세대 비휘발성 메모리 소자로서 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 $(GeTe)_x(Sb_2Te_3)$ pseudobinary line을 따르는 조성(x=0.5, 1, 2, 8)의 벌크 및 박막시료를 제작하고 원자-스케일의 구조적 상변화를 분석하였다. 열증착을 이용하여 Si 기판위에 200nm 두께의 박막을 형성, 질소분위기 하에서 100-450도 범위에서 열처리 하였다. XRD를 통해 열처리 온도에 따른 구조적 분석을 실시하였다. x=8의 조성을 제외한 전체 박막에 대해 열처리 온도 증가에 따라 fcc와 hexagonal 구조가 순차적으로 나타났으며 일부에서는 혼종의 상구조를 보였다. 특히, $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막에 대하여 EXAFS (extended x-ray absorption fine structure) 및 XPS를 이용하여 상변화의 원자-스케일 구조분석을 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.497-497
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• 2007

활성탄소를 양쪽 전극에 사용하는 전기이중층 커패시터는 고출력 특성과 반영구적인 cycle 수명인 장점을 가지고 있는 반면, 단위 중랑 또는 부피 당 용량이 작아 메모리 백업용 보조전원으로서의 활용에 그치고 있다. 이를 보완하기 위하여 최근에는 앙쪽의 전극에 충방전 메카니즘을 달리하는 비대칭 전극 설계기술을 기반으로 하는 하이브리드 커패시터가 개발되었고, 에너지밀도로서는 유기계 전해액에서 약 15-20 Wh/kg를 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구메서는 양극의 활성탄소에 비용량이 상대적으로 큰 LiCo02 분말을 혼합한 하이브리드 전극의 제조 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 이때 $LiCoO_2$ 분말의 혼합 종량비의 영향에 의한 전극 부피 당 용량(mAh/cc)의 변화와 $LiCoO_2$ 분말의 입자 크기에 의한 하이브리드 전극의 출력 특성을 조사하였다. $LiCoO_2$ 분말은 불밀을 이용하여 입자크기를 조절하였고, 각각의 입자크기를 가지는 LiCoO2 분말을 활성탄소와 함께 혼합하여 혼합 활물질 : Carbon black : PTFE의 중량비가 90 : 5 : 5가 되도록 sheet 전극을 제조하였다. 제조한 전극을 양극에, Li foil을 음극에, 전해액을 LiPF6 in EC DMC를 사용하여 코인셀을 제조하고 전기화학적 특성은 MACCOR 충방전기를, AC 저항은 AC impedance를 각각 사용하여 평가하였다. 활성탄소에 $LiCoO_2$ 분말의 첨가 중량비가 증가할수록 전극 부피 당 용량은 증가하였으나, 원료 상태의 $LiCoO_2$ 분말의 첨가에서는 코인셀의 전극 저항은 첨가 중량에 따라 단순 증가하였다. 그러나 미세 $LiCoO_2$ 분말을 첨가할 경우, 20%의 첨가에서 전극 저항은 활성탄소 만을 사용한 전극과 동등한 전극저항을 나타내고 충방전 cycle 특성도 개선되는 것을 확인하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.13 no.1 s.38
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• pp.1-5
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• 2006

We prepared 80 nm-thick TiSix on each 70 nm-thick amorphous silicon and polysilicon substrate using an RF sputtering with $TiSi_2$ target. TiSix composite silicide layers were stabilized by rapid thermal annealing(RTA) of $800^{\circ}C$ for 20 seconds. Line width of $0.5{\mu}m$ patterns were embodied by photolithography and dry etching process, then each additional annealing process at $750^{\circ}C\;and\;850^{\circ}C$ for 3 hours was executed. We investigated the change of sheet resistance with a four-point probe, and cross sectional microstructure with a field emission scanning electron microscope(FE-SEM) and transmission electron microscope(TEM), respectively. We observe an abrupt change of resistivity and voids at the silicide surface due to interdiffusion of silicide and composite titanium silicide in the amorphous substrates with additional $850^{\circ}C$ annealing. Our result implies that the electrical resistance of composite titanium silicide may be tunned by employing appropriate substrates and annealing condition.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2013.10a
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• pp.722-725
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• 2013

In this work, we have been analyzed the characteristics of ReRAM with different annealing condition and temperature. The ReRAM devices with top electrode=150nm, bottom electrode=150nm, oxide thickness=70nm and annealing temperature=$500^{\circ}C$, $850^{\circ}C$ have been used in characterization. The Set/Reset voltage, sensing window and resistivity have been characterized. From the measurement results, the Set/Reset voltage and sensing window have been enhanced as the annealing temperature has been increased. But it has been decreased as the temperature performance has been increased. In case of the annealing temperature=$850^{\circ}C$, the variation of Set/Reset voltage was lower than that of other condition. But the variation of sensing window was the lowest when the annealing temperature was $500^{\circ}C$. With considering the variation of Set/Reset voltage and sensing window, the devices annealed at $850^{\circ}C$ showed the best performance to ReRAM.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.70-70
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• 2009

Si 도핑한 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막은 비정질상에서의 열적 안정성증가, fcc에서 hex상으로의 상전이 억제, 활성화 에너지 증가 등의 특성을 보인다. 본 연구에서는 Si 도핑에 의한 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막의 전기적 그리고 구조적인 특성에 관한 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 Si 도핑 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막은 Si 기판 위에 radio frequency power supply를 사용해 Si과 $Ge_2Sb_2Te_5$ 타겟을 co-sputtering하여 증착하였다. Si의 sputtering 파워를 달리하여 실리콘의 농도를 다르게 증착 하였고 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 박막의 Si 농도를 측정하였다. 증착된 박막은 질소 분위기 하에서 $5\;^{\circ}C$/min으로 열처리 하여 여러 온도와 Si 농도에서의 박막의 특성을 측정하였다. 열처리 전, 후의 박막은 X-ray diffraction (XRD) 분석을 통하여 각각의 온도에서의 구조적 특성을 분석하였다. 열처리 온도에 따르는 필름의 전기적 특성 파악을 위해서 four-point probe를 이용하여 박막의 면저항을 측정하였고 그 값은 3 회 이상 측정하여 평균값을 사용하였다. Nano-pulse scanner를 사용하여 다양한 파워범위와 펄스폭 범위에서의 박막의 상변화에 따른 반사도 차이를 측정하여 각 조성에서의 비정질-결정질상 변화속도를 분석하였다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.47 no.12
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• pp.1-7
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• 2010

In this paper, we suggested a sensing method of PoRAM with the multilevel cell When a specific voltage is applied between top and bottom electrodes of PoRAM unit cell, we can distinguish cell states by changing resistance values of the cell. Especially, we can use the PoRAM as the multilevel cell due to have four stable resistance values per cell. Therefore, we proposed an address decoding method, sense amplifier and control signal for sensing of a multilevel cell. The sense amplifier is designed based on a current comparator that compared a cell current the cell with a reference current, and have a low input impedance for a amplification of the current. The proposed circuit was designed in a $0.13{\mu}m$ CMOS technology, we verified to sense each data "00", "01", "10", "10" by four states of a cell current.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.11
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• pp.63-70
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• 1999

A PLT(10) thin film has been deposited on $Pt/TiO_2/SiO_2/Si$ substrate by sol-gel method, and its switching characteristics have been investigated with various top electrode areas, input pulse voltages and loan resistances. As the external input pulse voltage increases from 2V to 5V, the switching time decreases from $0.49{\mu}s$ to $0.12{\mu}s$. The activation energy ($E_a$) obtained from the relations between the switching time and the applied pulse voltage is evaluated as 209kV/cm. The switched charge densities at 5V obtained from the hysteresis loop and the polarization switching are $11.69{\mu}C/cm^2$ and $13.02{\mu}C/cm^2$, respectively, which agree relatively well with each other and show the difference of 10%. When the top electrode area increases from TEX>$3.14{\times}10^{-4}cm^2$ to $5.03{\times}10^{-3}cm^2$ and the load resistance increases from 50${\Omega}$ to 3.3$k{\Omega}$, the switching time increases from $0.12{\mu}s$ to $1.88{\mu}s$ and from $0.12{\mu}s$ to $9.7{\mu}s$, respectively. These switching characteristics indicate that PLT(10) thin film can be well applied in nonvolatile memory devices.