초록 ▼

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1. 분석자 서문

휴대폰, 캠코더, PDA 등의 휴대용 기기에서 하드디스크를 대체하기 위한 solid state drive에 이르는 다양한 전자 디바이스에서 최근 비휘발성 메모리의 사용량이 급속히 증가하고 있다. 이러한 동향을 이끌어 낸 대표주자는 ‘플래시’이지만, 느린 쓰기 속도와 높은 전력 소모의 문제가 있을 뿐만 아니라 실리콘 기술에 기반을 두고 있기 때문에 가까운 미래에 광학적 한계를 겪게 될 것으로 예측되고 있다. 물론 용량 관점에서 보면 최

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1. 분석자 서문

휴대폰, 캠코더, PDA 등의 휴대용 기기에서 하드디스크를 대체하기 위한 solid state drive에 이르는 다양한 전자 디바이스에서 최근 비휘발성 메모리의 사용량이 급속히 증가하고 있다. 이러한 동향을 이끌어 낸 대표주자는 ‘플래시’이지만, 느린 쓰기 속도와 높은 전력 소모의 문제가 있을 뿐만 아니라 실리콘 기술에 기반을 두고 있기 때문에 가까운 미래에 광학적 한계를 겪게 될 것으로 예측되고 있다. 물론 용량 관점에서 보면 최근 2 비트에서 4 비트에 이르는 다준위 셀 (multi-level cell)이 성공적으로 개발되어 비휘발성 메모리 분야에서 플래시의 존재가 쉽게 소멸되지는 않을 것이다. 그러나, 전자 기기의 휴대화가 가속화됨을 고려할 때 전력 소모가 낮고, 데이터 지속성 및 내구성, 신뢰성이 우수한 메모리가 끊임없이 요구됨에 따라 새로운 대안의 제시가 필요한 시점이라 할 수 있다.
본 분석에서는 1960년대 최초로 발견된 저항 스위칭에 근간을 둔 RRAM을 그 대안으로 살펴보도록 한다. 특히, 산화 환원과 관련된 저항 스위칭 메커니즘으로 전기화학 금속화 메모리 효과 (ECM), 가전자 변화 메모리 효과 (VCM), 열화학 메모리 효과 (TCM)에 대한 동작 원리와 대표적 시스템에 대해 설명하도록 한다. 하지만, RRAM을 활발히 이용하기 위해선 보다 심도 있는 스위칭 메커니즘의 이해가 요구되며, 공정 및 재료 최적화, 다양한 제조 기술 등 여전히 해결해야 할 사항이 많다는 것을 미리 밝혀두는 바이다.


2. 목차

1. Introduction

2. RRAM의 형태 및 메커니즘
2.1. RRAM의 일반적 요구사항
2.2. 저항 스위칭 메커니즘 및 결함

3. 전기화학적 금속화 시스템
3.1. 기본적인 동작 원리
3.2. 양이온 운송 및 전극 반응
3.3. 다양한 재료 시스템

4. 가전자 변화 시스템
4.1. 일반적인 특징
4.2. SrTiO3 시스템
4.3. 전이금속 산화물에서의 결함
4.4. 스위칭 메커니즘
4.5. 기타 시스템 및 국부 스위칭 현상
4.6. 스위칭 속도 및 전압-시간의 문제

5. 열화학 시스템
5.1. 일반적 특징
5.2. 스위칭 메커니즘의 현상학적 설명

6. 고집적화의 가능성 및 대안적 구조

7. Summary

8. 분석자 결론

Reference



3. 원문정보

Rainer Waser, Regina Dittmann, Georgi Staikov, and Kristof Szot/Redox-Based Resistive Switching Memories ? Nanoionic Mechanisms, Prospects, and Challenges/Advanced Materials, vol. 21, pp. 2632-2663, 2009./2009년 7월 6일


※ 이 자료의 분석은 한국과학기술원의 이주한님께서 수고해 주셨습니다.