• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
• /
• pp.15.2-15.2
• /
• 2011

비휘발성 저항 메모리소자인 resistance random access memory (ReRAM)는 간단한 소자구조와 빠른 동작특성을 나타내며 고집적화에 유리하기 때문에 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO를 기반으로 하는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) 박막은 active layer 로써 박막트랜지스터 적용 시 우수한 전기적 특성을 나타내며, 빠른 동작특성과 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM 에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 또한 가시광선 영역에서 광학적으로 투명한 특성을 보이기 때문에 투명소자로서도 응용이 기대되고 있다. 본 연구에서는 indium tin oxide (ITO) 투명 전극을 적용한 ITO/a-IGZO/ITO 구조의 투명 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. Radio frequency (RF) sputter를 이용하여 IGZO 박막을 합성하고, ITO 전극을 증착하여 투명 저항 메모리소자를 구현하였고, resistive switching 효과를 관찰하였다. 또한, 열처리를 통해 a-IGZO 박막 내의 Oxygen vacancy와 같은 결함의 정도에 따른 on/off 저항의 변화를 관찰할 수 있었다. 제작된 저항 메모리소자는 unipolar resistive switching 특성을 보였으며, 높은 on/off 저항의 차이를 유지하였다. Scanning electron microscope (SEM)을 통해 합성된 박막의 형태를 평가하였고, X-ray diffraction (XRD) 및 transmission electron microscopy (TEM)을 통해 결정성을 평가하였다. 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145 를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.78.1-78.1
• /
• 2012

비 휘발성 저항 메모리소자인 resistance random access memory (ReRAM)는 빠른 동작특성과 저 전압 특성을 나타내고 비교적 간단한 소자구조로 고집적화에 유리하여 기존의 DRAM과 flash 메모리, SRAM 등이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리소자로써 각광받고 있다. 현재, 이성분계 산화물, 페로브스카이트 산화물, 고체 전해질 물질, 유기재료 등을 응용한 저항 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 ZnO 를 기반으로 하는 amorphous InGaZnO (a-IGZO) 박막은 저온에서 대면적 증착이 가능하며 다른 비정질 재료에 비해 높은 전하 이동도를 갖기 때문에 박막트랜지스터 적용 시 우수한 전기적 특성을 나타낸다. 또한 빠른 동작특성과 높은 저항 변화율을 보이기 때문에 ReRAM에 응용 가능한 재료로써 기대되고 있다. 본 연구에서는 MOM(metal/oxide/metal) 구조를 기반한 TiN/a-IGZO/ITO 구조의 소자를 제작하여 저항 메모리 특성을 평가하였다. IGZO 박막은 radio frequency (RF) sputter 를 이용하여 ITO/glass 기판 위에 증착하였다. MOM 구조를 위한 상부 TiN 전극은 e-beam evaporation 을 이용하여 증착하였다. 제작된 저항 메모리소자는 안정적인 unipolar resistive switching 특성을 나타내었으며, TiN 상부전극과 IGZO 계면 간의 Transmission Electron Microscopy (TEM) 분석을 통해 전압 인가 후 전극 금속 물질의 박막 내 삽입으로 인한 금속 필라멘트의 형성을 관찰 할 수 있었다. 합성된 박막의 형태와 결정성은 Scanning electron microscope (SEM)와 X-ray Diffraction (XRD)을 통해 평가 하였으며, 제작된 소자의 전기적 특성은 HP-4145 를 이용하여 측정하고 비교 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.31-36
• /
• 2002

PBGA에 비해 상대적으로 큰 칩을 실장하는 고속 SRAM용 153 FC-BGA을 대상으로 2차 솔더접합부의 신뢰성을 평가하였다. 실험은 열사이클 시험에서 발생하는 단면과 양면 실장, 패키지 구조, 언더 필 재료, 기판의 종류와 두께, 솔더 볼의 크기에 따른 영향을 분석하였다. BT기판의 두께가 0.95mm에서 1.20mm로 증가하고, 낮은 영률 의 언더 필 재료에서 솔더접합부의 피로 수명이 30% 향상됨을 확인하였다. 또한 솔더 볼의 크기가 0.76 mm에서 0.89mm로 증가하면, 솔더접합부에서 균열에 대한 저항성은 2배 정도 증가하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제14권2호
• /
• pp.63-66
• /
• 2013

This paper describes the highly productive process technologies of microprobe arrays, which were used for a probe card to test a Dynamic Random Access Memory (DRAM) chip with fine pitch pads. Cantilever-type microprobe arrays were fabricated using conventional micro-electro-mechanical system (MEMS) process technologies. Bonding material, gold-tin (Au-Sn) paste, was used to bond the Ni-Co alloy microprobes to the ceramic space transformer. The electrical and mechanical characteristics of a probe card with fabricated microprobes were measured by a conventional probe card tester. A probe card assembled with the fabricated microprobes showed good x-y alignment and planarity errors within ${\pm}5{\mu}m$ and ${\pm}10{\mu}m$, respectively. In addition, the average leakage current and contact resistance were approximately 1.04 nA and 0.054 ohm, respectively. The proposed highly productive microprobes can be applied to a MEMS probe card, to test a DRAM chip with fine pitch pads.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.242.1-242.1
• /
• 2013

최근, 저항변화 메모리 (resistance random access memory, ReRAM)는 단순한 구조, 고집적성, 낮은 소비 전력, 우수한 retention 특성 CMOS 기술과의 공정호환성 등의 장점으로 인하여 현재 사용되는 메모리의 물리적 한계를 극복할 수 있는 차세대 메모리로써 주목을 받고 있다. 더욱이 용액공정은 높은 균일성, 공정 시간 및 비율 감소 그리고 대면적화가 가능한 장점을 가진 이유로 TiOx, ZrOx ZnO 같은 high-k 물질들을 이용한 연구가 보고되고 있다. 기존의 ReRAM 용액공정에서 결함, 즉 oxygen vacancies 그리고 불순물들을 제어하기 위해 일반적으로 사용되는 furnace 열처리는 낮은 열효율과 고비용등의 문제점을 가지고 있다. 특히 glass 또는 flexble 기판의 경우 열처리 온도에 제약이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 열 균일성, 짧은 공정시간 의 장점을 가진 microwave 열처리 방법이 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 용액공정을 이용하여 증착한 HfOx 기반의 저항변화 메모리를 제작하여 저온에서 microwave 열처리 와 furnace 열처리의 특성을 비교평가 하였다. 그 결과 microwave 열처리 방법이 furnace 열처리 방법보다 넓은 메모리 마진, 향상된 uniformity 를 가지는 것을 확인 하였다. 이로써 저온공정이 필요한 ReRAM 의 열처리 대안책 으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
• /
• 제26권9호
• /
• pp.486-492
• /
• 2016

Tungsten (W) thin film was deposited at $400^{\circ}C$ using pulsed chemical vapor deposition (pulsed CVD); film was then evaluated as a nucleation layer for W-plug deposition at the contact, with an ultrahigh aspect ratio of about 14~15 (top opening diameter: 240~250 nm, bottom diameter: 98~100 nm) for dynamic random access memory. The deposition stage of pulsed CVD has four steps resulting in one deposition cycle: (1) Reaction of $WF_6$ with $SiH_4$. (2) Inert gas purge. (3) $SiH_4$ exposure without $WF_6$ supply. (4) Inert gas purge while conventional CVD consists of the continuous reaction of $WF_6$ and $SiH_4$. The pulsed CVD-W film showed better conformality at contacts compared to that of conventional CVD-W nucleation layer. It was found that resistivities of films deposited by pulsed CVD were closely related with the phases formed and with the microstructure, as characterized by the grain size. A lower contact resistance was obtained by using pulsed CVD-W film as a nucleation layer compared to that of the conventional CVD-W nucleation layer, even though the former has a higher resistivity (${\sim}100{\mu}{\Omega}-cm$) than that of the latter (${\sim}25{\mu}{\Omega}-cm$). The plan-view scanning electron microscopy images after focused ion beam milling showed that the lower contact resistance of the pulsed CVD-W based W-plug fill scheme was mainly due to its better plug filling capability.

• 한국자기학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.47-51
• /
• 2015

이 연구에서는 DC스퍼터링(DC Magnetron Sputtering)방식으로 제작 된 MgO 터널 장벽층을 갖는 자기터널접합을 급속 열처리 방식(Rapid Thermal Annealing)을 이용하여 열처리 공정 중의 구조적, 조성적 변화 및 스핀 수송 특성의 변화를 연구하였다. 본 연구를 통하여 급속 열처리 방식이 기존 일반적인 열처리 방식에 비하여 높은 터널링자기저항비를 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 열처리 시간의 단축을 통하여 Mn, Ta, Ru 등의 내부물질의 인접한 층으로의 확산을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 유의미한 데이터를 수집하기 위하여 다양한 열처리 온도 조건과 시간조건에서 급속 열처리를 실시 한 후 자기 터널 접합의 전, 자기적 특성을 관찰하였다. 이러한 특성 변화는 향후 보다 우수하고 안정적인 자기적 특성과 열적 안정성을 갖는 자기터널접합 제작을 위해 다양하게 응용될 수 있다고 생각된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.268-273
• /
• 2016

In this study, we observed current-voltage characteristics of the MIM (metal-insulator-metal) structure. The $WO_x$ material was used between metal electrodes as the oxide insulator. The structure of the $Al/WO_x/TiN$ shows bipolar resistive switching and the operating direction of the resistive switching is clockwise, which means set at negative voltage and reset at positive voltage. The set process from HRS (high resistance state) to LRS (low resistance state) occurred at -2.6V. The reset process from LRS to HRS occurred at 2.78V. The on/off current ratio was about 10 and resistive switching was performed for 5 cycles in the endurance characteristics. With consecutive switching cycles, the stable $V_{set}$ and $V_{reset}$ were observed. The electrical transport mechanism of the device was based on the migration of oxygen ions and the current-voltage curve is following (Ohm's Law ${\rightarrow}$ Trap-Controlled Space Charge Limited Current ${\rightarrow}$ Ohm's Law) process in the positive voltage region.

• 한국재료학회지
• /
• 제11권10호
• /
• pp.900-906
• /
• 2001

We prepared tunnel magnetoresistance(TMR) devices of Ta($50\AA$)/NiFe($50\AA$)/IrMn(150$\AA$)/CoFe($50\AA$)/Al ($13\AA$)-O/CoFe($40\AA$)/NiFe($400\AA$)/Ta(50$\AA$) structure which has 100$\times$100 $\mu\textrm{m}^2$ junction area on $2.5\Times2.5 cm^{2}$ $Si/SiO_2$ ($1000\AA$) substrates by a inductively coupled plasma(ICP) magnetron sputter. We fabricated the insulating layer using a ICP plasma oxidation method by varying oxidation time from 80 sec to 360 sec, and measured resistances and magnetoresistance(MR) ratios of TMR devices. We used a high resolution transmission electron microscope(HRTEM) to investigate microstructural evolution of insulating layer. The average resistance of devices increased from 16.38 $\Omega$ to 1018 $\Omega$ while MR ratio decreased from 30.31 %(25.18 %) to 15.01 %(14.97 %) as oxidation time increased from 80 sec to 360 sec. The values in brackets are calculated values considering geometry effect. By comparing cross-sectional TEM images of 220 sec and 360 sec-oxidation time, we found that insulating layer of 360 sec-oxidized was 30 % and 40% greater than that of 150 sec-oxidized in thickness and thickness variation, respectively. Therefore, we assumed that increase of thickness variation with oxidation time is major reason of MR decrease. The resistance of 80 sec-oxidized specimen was 160 k$\Omega$$\mu\textrm{m}^2$ which is appropriate for industrial needs of magnetic random access memory(MRAM) application.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제47권6호
• /
• pp.715-719
• /
• 2009

본 연구에서는 DNA 정보를 상변화 물질의 전기저항 변화특성으로 검출할 수 있는 상변화 전극 기판을 개발하였다. 이를 위해 반도체 공정에서 사용하는 Al을 사용하여 전극 기판을 제작하였다. 하지만 주사전자현미경을 이용하여 Al 전극의 단면 상태를 확인해 본 결과 PETEOS(plasma enhanced tetraethyoxysilane) 내에서 보이드(void)가 발생하여 후속공정인 에치백과 세정공정 분위기에 과도하게 노출되어 심하게 손상되어 전극과 PETEOS 사이에 홀(hole)로 변형된다. 이 문제점을 해결하기 위하여 에치백 및 세정 공정을 진행하지 않으면서 $Ge_2Sb_2Te_5$(GST) 박막의 단차피복성(stepcoverage)을 좋게 할 수 있고, 열역학적으로 GST 박막과의 반응성을 고려했을 때 안정적이면서 비저항이 낮은 TiN 재료를 사용하여 상변화 전극 기판을 제작하였다. 주사전자현미경을 통하여 전극의 단면의 상태를 관찰하였으며 TiN 전극과 GST 박막이 정상적으로 연결되어 있는 것을 확인하였다. 또한 저항측정 장비를 사용하여 TiN 상변화 전극 기판 위에 증착된 GST의 비정질과 결정질의 저항을 측정하였고, GST의 비정질과 결정질저항의 차이는 약 1,000배 정도로 신호를 검출하는데 충분함을 확인하였다.