ReRAM응용을 위한 Ge2Sb2Te5와 Ge8Sb2Te11 기반 MIM구조 박막의 전기적 특성 연구 = A Study on the Electrical Properties of MIM Structures Based on Ge2Sb2Te5 and Ge8Sb2Te11 Thin Films for ReRAM

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, Ge2Sb2Te5 and Ge8Sb2Te11 were used as an insulator layer to fabricate ReRAM devices. Theresistance change is correlated to the appearance or disappearance of a conductivity filament at the surface of theGeSbTe layer. Changes in the electrical properties of ITO/GeSbTe/Ag devices were measured using a I-V-Lmeasurement system. As a result, compared to the ITO/Ge8Sb2Te11/Ag device, this ITO/Ge2Sb2Te5/Ag ReRAM deviceexhibits highly uniform bipolar resistive switching characteristics, such as the operating voltages, and the resistancevalues.

국문 초록 (Abstract)

정보화와 통신화가 가속됨에 따라 더 많은 정보를 빠르게 처리하는 능력을 가진 비 휘발성 메모리의 개발이 필수가 되었으며, 현재 상용화 된 DRAM은 점점 소형화되며 높은 수율을 기대할 수 없고 휘발성이라는 문제점을 가지고 있다.. Resistance Random Access Memory(ReRAM)은 DRAM의 문제점을 해결하기 위한 차세대메모리로 유력한 소자로 바이어스 인가에 따른 저항차이에 의해 기록, 삭제하는 매체이다.
본 실험에서 우리는 ReRAM의 MIM구조 중 Insulator층을 다양한 종류의 Chalcogenide물질을 사용하여 resistive swiching 특성을 평가하였다. 상온에서 Glass기판에 Bottom electrode와 Top electrode는 각각 Ag와 ITO로 고정하고 Insulator층을 Ge2Sb2Te5,Ge8Sb2Te11을 사용하여 RF magnetron sputtering을 이용하여 박막을 제작하였다. 각 시편의 전기적 특성을 평가하기 위해 I-V-L measurement system을 이용하여 Vset, Vreset과 각 On/Off상태에서의 resistance를 측정하였다. 결론적으로 Ge2Sb2Te5이 소자화 하기 적합한 전기적 특성 및 안정성이 우수함을 확인할 수 있었다.

참고문헌 (Reference)

• 1 J. Yoon, 30 : 457-, 2009
• 2 P. Dandamudi, 61 : 4-, 2014
• 3 K. H. Song, 517 : 3961-, 2009
• 4 Joachim Maier, "Redox-Based Resistive Switching Memories - Nanoionic Mechanisms, Prospects, and Challenges" Wiley-Blackwell 21 (21): 2632-2663, 2009
• 5 Ki-Hyun Nam, "Non-volatile switching characteristics in wet-deposited Ag 2 Se/GeSe double layers for resistive random access memory applications" AIP Publishing 102 (102): 192106-, 2013
• 6 Rainer Waser, "Nanoionics-based resistive switching memories" Springer Nature 6 (6): 833-840, 2007
• 7 G. I. Meijer, "MATERIALS SCIENCE: Who Wins the Nonvolatile Memory Race?" American Association for the Advancement of Science (AAAS) 319 (319): 1625-1626, 2008
• 8 김장한, "Ge25Se75-based ReRAM 소자의 전계에 의한 저항 변화에 대한 연구" 한국전기전자재료학회 25 (25): 182-186, 2012
• 9 Yu Chao Yang, "Fully Room-Temperature-Fabricated Nonvolatile Resistive Memory for Ultrafast and High-Density Memory Application" American Chemical Society (ACS) 9 (9): 1636-1643, 2009
• 10 Sheikh Rahaman, "Enhanced nanoscale resistive switching memory characteristics and switching mechanism using high-Ge-content Ge0.5Se0.5 solid electrolyte" Springer Nature 7 (7): 614-, 2012