실리콘 기반 소자의 스케일링 한계가 다가오면서, 많은 형태의 특별한 메모리들이 각광을 받고 있다. 그 중에서 RRAM은 현재 비휘발성 메모리의 직접도와 동작을 뛰어넘을 수 있는 대체재로서 주목을 받고 있다. 하지만 RRAM이 핵심적인 기술이 되기 위해선 해결해야 할 많은 문제들이 있는데, 그 중에서도 RRAM의 어레이 레벨에서 발생되는 누설전류 문제가 존재한...
실리콘 기반 소자의 스케일링 한계가 다가오면서, 많은 형태의 특별한 메모리들이 각광을 받고 있다. 그 중에서 RRAM은 현재 비휘발성 메모리의 직접도와 동작을 뛰어넘을 수 있는 대체재로서 주목을 받고 있다. 하지만 RRAM이 핵심적인 기술이 되기 위해선 해결해야 할 많은 문제들이 있는데, 그 중에서도 RRAM의 어레이 레벨에서 발생되는 누설전류 문제가 존재한다. 이 누설전류는 sneak path current라 불리는데, 선형소자인 RRAM은 어레이 사이즈가 커질수록 sneak path current에 취약해진다는 문제가 있다. 이 문제는 비선형성이 큰 선택소자를 추가함으로써 해결할 수 있고, 어레이 레벨이 점점 더 커지는 현재 시점에서 선택소자의 필요성은 점차 높아지고 있다. 이번 연구에서 사용된 구리 이온 기반의 선택소자는 낮은 온도에서 공정이 가능할 뿐만 아니라, RRAM의 양극성동작에도 적합하다는 장점이 있다. 따라서 이번 연구에서는 이차원 물질을 이용하여 수직구조의 선택소자를 제작하고, 동작 특성을 연구했다. 이를 통해 작게 스켈일링 된 선택소자를 통해 누설전류가 감소됨을 보였으며, 결과적으로 구리 기반의 선택소자를 통해 RRAM의 memory window와 selectivity 증가를 보여주었다.
실리콘 기반 소자의 스케일링 한계가 다가오면서, 많은 형태의 특별한 메모리들이 각광을 받고 있다. 그 중에서 RRAM은 현재 비휘발성 메모리의 직접도와 동작을 뛰어넘을 수 있는 대체재로서 주목을 받고 있다. 하지만 RRAM이 핵심적인 기술이 되기 위해선 해결해야 할 많은 문제들이 있는데, 그 중에서도 RRAM의 어레이 레벨에서 발생되는 누설전류 문제가 존재한다. 이 누설전류는 sneak path current라 불리는데, 선형소자인 RRAM은 어레이 사이즈가 커질수록 sneak path current에 취약해진다는 문제가 있다. 이 문제는 비선형성이 큰 선택소자를 추가함으로써 해결할 수 있고, 어레이 레벨이 점점 더 커지는 현재 시점에서 선택소자의 필요성은 점차 높아지고 있다. 이번 연구에서 사용된 구리 이온 기반의 선택소자는 낮은 온도에서 공정이 가능할 뿐만 아니라, RRAM의 양극성동작에도 적합하다는 장점이 있다. 따라서 이번 연구에서는 이차원 물질을 이용하여 수직구조의 선택소자를 제작하고, 동작 특성을 연구했다. 이를 통해 작게 스켈일링 된 선택소자를 통해 누설전류가 감소됨을 보였으며, 결과적으로 구리 기반의 선택소자를 통해 RRAM의 memory window와 selectivity 증가를 보여주었다.
As the scaling of silicon-based devices is reaching its limit, many novel forms of memory are receiving spotlights. Resistive Random Access Memory (RRAM) is one of those candidate that shows great potential to outperform current nonvolatile memories in terms of density and performance. Although RRAM...
As the scaling of silicon-based devices is reaching its limit, many novel forms of memory are receiving spotlights. Resistive Random Access Memory (RRAM) is one of those candidate that shows great potential to outperform current nonvolatile memories in terms of density and performance. Although RRAM is promising, there are still many challenges before it can become a mainstream technology. One of those challenge is the unintended current leakage that occurs in a RRAM memory array. This leakage is called sneak path current. The problem is that RRAM is generally a linear device and as the array size increases, it becomes more susceptible to sneak path current. An access device with high nonlinearity connected to the RRAM can mitigate this problem. Hence the need for the access device has increased greatly as the recent array size of resistive memories has increased dramatically. The Cu-based access device studied in this work is not only relatively easy to integrate at a low process temperature, but also suitable for bipolar operation of RRAMs. In this study, we created a vertically scaled device using two-dimensional material and studied the operating characteristics of the Cu-based access device with these electrodes. We show that highly scaled electrodes decreased the leakage current. Furthermore, the memory window and the selectivity of RRAM improved with the addition of Cu-based access devices.
As the scaling of silicon-based devices is reaching its limit, many novel forms of memory are receiving spotlights. Resistive Random Access Memory (RRAM) is one of those candidate that shows great potential to outperform current nonvolatile memories in terms of density and performance. Although RRAM is promising, there are still many challenges before it can become a mainstream technology. One of those challenge is the unintended current leakage that occurs in a RRAM memory array. This leakage is called sneak path current. The problem is that RRAM is generally a linear device and as the array size increases, it becomes more susceptible to sneak path current. An access device with high nonlinearity connected to the RRAM can mitigate this problem. Hence the need for the access device has increased greatly as the recent array size of resistive memories has increased dramatically. The Cu-based access device studied in this work is not only relatively easy to integrate at a low process temperature, but also suitable for bipolar operation of RRAMs. In this study, we created a vertically scaled device using two-dimensional material and studied the operating characteristics of the Cu-based access device with these electrodes. We show that highly scaled electrodes decreased the leakage current. Furthermore, the memory window and the selectivity of RRAM improved with the addition of Cu-based access devices.
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