| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 25권 2호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | 레이저 공정을 이용한 고성능 3차원 단일 집적 구조(M3D) 저항 메모리(RRAM) 제작 기술 |
| 초록 | 금속/부도체/금속(MIM) 구조의 저항 메모리(RRAM)는 저전력, 고성능, 집적 용이성 등의 우수한 장점들을 바탕으로 차세대 비휘발성 메모리 소자로서 주목받고 있다. 이에 따라, RRAM의 신뢰성 및 성능을 극대화하고 3차원 단일 집적(M3D)을 구현하기 위한 공정 기술 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 본 연구에서는, 고성능 RRAM의 M3D를 위한 부도체/금속 계면의 광-열 레이저 공정 기술을 제안하고, 해당 기술에 의한 부도체층 및 부도체/금속 계면의 결정학적 구조 변화에 따른 RRAM 성능 변화에 대해 분석하였다. 광학 및 열적 시뮬레이션을 이용하여 ZnO/Pt의 다중 구조에서 레이저 빔의 흡수 및 발열 현상을 예측하였고, 다중 구조의 변형이나 오염을 방지 일으키지 않는 비파괴 광-열처리 공정을 개발하고자 하였다. ZnO/Pt의 다중 구조에 UV 파장대역의 Nd3+:YAG 레이저의 제 3 고조파를 조사함으로서, ZnO/Pt 계면에 레이저 광자를 선택적으로 흡수시켜 국부적인 열을 발생시킬 수 있다는 것이 확인 되었다. 설계한 국부적 광-열 레이저 공정을 적용하여, ZnO/Pt 계면에 얇은 ZnO 결정층 및 고농도의 산소 결함(Oxygen vacancy)을 형성할 수 있다는 것이 확인되었으며, 이러한 결정학적 구조 변화는 RRAM의 Memory window를 10배 이상 증대시키고 동작 전압을 25% 이상 낮추는 데 크게 도움이 되었다. 또한, RRAM의 신뢰성 향상에도 크게 도움이 되었다. 본 연구를 통하여, 다중 구조에서의 선택적이고 국부적인 레이저 공정이 RRAM의 성능을 크게 향상시키면서 M3D를 구현하는데 적합 하다는 것을 입증하였다. |
| 저자 | 박철진, 한승우, 신무환 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | 레이저 공정; 3차원 단일 집적 구조(M3D); 저항 메모리(RRAM) |
