| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 봄 (05/15 ~ 05/16, 창원컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 | GexSb1-x 상변화재료 특성연구 |
| 초록 | 기존 Ge2Sb2Te5는 결정화 온도가 낮고, 녹는점이 높고, 결정화 시간이 길어, 낮은 동작 안정성과 높은 소비전력, 느린 동작속도 등의 문제점을 가지고 있다고 선행 연구들에서 제기된 바 있다. 본 연구에서는 Ge2Sb2Te5에 포함된 Te의 높은 vapor pressure에 의한 신뢰성문제와 유독성에 의한 환경적 문제를 Te이 제외된 GeSb박막을 사용하여 제거하고, 소자의 신뢰성 향상, 동작전류 감소 등의 가능성을 연구를 통해 타진하였다. 실험에 사용된 박막은 순수한 Ge, Sb의 co-sputtering으로 증착되었고, 박막은 GexSb1-x의 조성으로 구성된다. 박막의 조성은 EDS/AES를 통하여 확인하였고, 박막의 기본적인 특성평가를 위해 sheet resistance(4-point probe), X-ray diffraction pattern(XRD), static test, I-V, X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS)를 측정하였다. 실험결과 Ge10Sb90, Ge30Sb70박막의 Tc는 각각 175, 300ºC로 Ge의 조성이 증가할수록 결정화 온도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 면저항도 as-dep.상태와 crystalline상태 모두 증가하였는데, 325ºC에서 열처리를 하면 as-dep. / crystalline 모두 6.8*104 / 7, 1.1*106 / 55 Ω/sq.로 증가하였다. 박막의 결정상을 XRD로 확인한 결과, Ge의 조성이 15at%까지는 결정화에 따라, Sb single phase만 관찰되었고, Ge의 조성이 15at%이상인 Ge20Sb80 박막부터 Ge phase가 관찰되는 phase separation 현상이 관찰되었다. 또한 FWHM을 이용하여 Grain size를 계산한 결과, Ge의 조성이 증가할수록, grain size가 감소하는 것으로 나타났다. I-V 측정결과, Ge10Sb90는 Ge20Sb80에 비해 amorphous에서 crystalline으로 변하는 SET 동작시, 저항이 불안정하게 변하지 않고 급격히 감소하는 더 안정적인 동작특성 경향을 관찰하였고, 이는 static test를 통한 결정화 거동 관찰과도 일치하는 경향으로, Ge의 조성이 감소할수록, 뚜렷한 결정화 거동이 관찰되었다. XPS 측정을 통해, As-dep.상태의 박막의 표면에 GeO, SbO 산화막이 존재하는 것을 확인하였고, Etch후의 측정을 통해 산화막이 제거된 것을 확인하였다. 또한 GexSb1-x 박막은 GeSb compound가 형성되지 않고 single Ge, Sb phase로 존재하는 것을 확인하였다. |
| 저자 | 김정훈, 고대홍 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | GeSb; phase change material; PCRAM; 상변화메모리 |
