| 초록 |
저항 변화 메모리 (Resistive Random Access Memory, ReRAM)는 구조가 단순하고, 스위칭 속도가 빠르며, 전력 소비가 낮기 때문에 차세대 메모리의 가장 유망한 후보 중 하나다. 그중 inert metal electrode / solid electrolyte / oxidizable metal electrode 구조를 갖는 전도성 브릿지 메모리 (Conductive Bridge Random Access Memory, CBRAM)는 전극의 metal ion이 고체전해질로 확산되어 형성되는 filament path를 이용한다. Conductive filament가 형성되면 소자가 low resistance state (LRS)를 갖게 되어 전류가 쉽게 흐르게 된다. 이를 set 동작이라 한다. 반면 반대 극성의 전압을 인가하면 conductive filament가 끊어져 high resistance state (HRS)를 갖게 되며 이를 reset 동작이라 한다. 전도성 브릿지 메모리에 사용되는 많은 종류의 고체 전해질 중 ZnO는 낮은 비용과 3.37 eV에 달하는 넓은 밴드갭, 제어 가능한 전기적 특성 등의 장점을 갖고 있어 메모리로 사용하기에 적합한 물질이다. 본 연구에서는 ZnO를 기반으로 하는 전도성 브릿지 메모리의 전기적 특성에 대해 발표하고자 한다. 소자 제작에 앞서 ZnO의 열처리 온도에 따른 결정성 확인을 위해 X-ray diffraction (XRD) 분석을 진행하였고, ZnO 기반 메모리의 원소 분포 및 조성비 확인을 위해 Auger electron spectroscopy (AES) 분석을 진행하였다. 소자 제작은 하부 전극(W)이 34~1921 nm의 pattern size를 갖는 웨이퍼에 W / ZnO / CuTe 구조를 갖는 저항 변화 메모리를 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 진행되었다. ZnO의 두께는 5, 10, 15, 20 nm로 구분하였다. 그 중 10 nm 두께의 ZnO 소자에서 3.06의 forming 전압, 0.64의 set 전압, ~1.0×102의 메모리 마진을 갖는 안정적인 전기적 특성을 확인하였다. 이를 바탕으로 열처리 온도 변화에 따른 ZnO 소자의 전기적 특성 변화 또한 확인하였다. |
