초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 최종연구목표: 기존 나노 전기기계 비휘발성 메모리의 기술적 문제들을 극복하여 세계 최고 성능의 새로운 나노 전기기계 비휘발성 메모리를 구현함.
○ 최종결과물의 정량적 목표
- Program 전압 < 4 V
- Erase 전압 < 4 V
- Read 전압 < 3 V
- Endurance cycle > 1000 회
- Retention 시간 > 10 년
- CMOS 공정과의 호환성 ~ 100 %
연구결과
- 전기기계 메모리의 축소화 경향을 해석학적인 방법과

연구의 목적 및 내용
○ 최종연구목표: 기존 나노 전기기계 비휘발성 메모리의 기술적 문제들을 극복하여 세계 최고 성능의 새로운 나노 전기기계 비휘발성 메모리를 구현함.
○ 최종결과물의 정량적 목표
- Program 전압 < 4 V
- Erase 전압 < 4 V
- Read 전압 < 3 V
- Endurance cycle > 1000 회
- Retention 시간 > 10 년
- CMOS 공정과의 호환성 ~ 100 %
연구결과
- 전기기계 메모리의 축소화 경향을 해석학적인 방법과 유한요소법을 이용하여 조사
- 매우 작은 크기의 전기기계 메모리 셀에서 발생할 수 있는 fringe field의 효과를 반영한 모델링 개발
- 표면력이 전기기계 메모리 셀의 동작에 미치는 영향을 반영한 모델링 개발
- 연구자들이 간편하게 전기기계 소자 모델링을 수행할 수 있는 시뮬레이션 도구를 개발하여 보급
- 다중비트 동작이 가능한 전기기계 메모리를 세계최초로 제안하고 구현함
* 2-bit 동작이 가능한 전기기계 메모리 (T cell)
* 4-bit 동작이 가능한 전기기계 메모리 (H cell)
- 다중비트 동작이 가능한 전기기계 메모리의 간섭현상을 분석
- 이온주입을 통하여 비휘발성을 구현할 수 있는 전하저장층을 구현함
- 전기기계 메모리의 성능을 개선하여 다음의 성능을 구현함
연구결과의 활용계획
본 연구에서 구현된 저전력 나노 전기기계 비휘발성 메모리 소자는 다음과 같은 활용이 가능하다.
- 아주 낮은 off 상태 전류를 필요로 하는 green technology 반도체 시스템
- 장시간의 배터리 사용시간을 필요로 하는 노트북, 휴대폰과 같은 휴대용 전자기기
- 저전력의 내장형 메모리
- 높은 방사선에 노출되는 군사, 우주용 메모리 시스템
- 초저전력 고감도의 바이오, 화학물질 센서
- 광학 스위치
- reconfigurable logic

Abstract ▼

Purpose& contents
○ Final goal: Development of Low-Power Nano-Electromechanical Nonvolatile
Memory Cells ○ Expected performance of the final product
- Program voltage < 4 V
- Erase voltage < 4 V
- Read voltage < 3 V
- Endurance cycle > 1000 times
- Retention 시간 > 10 years
- C

Purpose& contents
○ Final goal: Development of Low-Power Nano-Electromechanical Nonvolatile
Memory Cells ○ Expected performance of the final product
- Program voltage < 4 V
- Erase voltage < 4 V
- Read voltage < 3 V
- Endurance cycle > 1000 times
- Retention 시간 > 10 years
- CMOS process compatibility ~ 100 %
Result
- Investigation on the scaling trend of nano-electromechanical memory cells by using analytical and finite-element methods
- Modeling of fringe field effects for the simulation of small-sized electromechanical memory cells
- Modeling of surface force effects on nano-electromechanical memory cells
- Development and distribution of compact electromechanical device simulators for researchers
- World-first development of multi-bit electromechanical nonvolatile memory cells
* T cells for 2-bit operation
* H cells for 4-bit operation
- Investigation on interference issues of multi-bit electromechanical memory cells
- Implementation of nonvolatile properties by using ion implantation
- Implementation of nano-electromechanical memory cells showing the following performance
Expected Contribution
The developed low-power nanoelectromechanical nonvolatile memory can be used for the following applications:
- green semiconductor chips which need extremely low off-current
- portable electronic devices such as mobile phones and laptops which need very long battery time
- embedded memory for extremely low-power consumption
- military and aerospace memory systems which need high resistance to radiation and temperature variation
- highly sensitive biosensors or chemical sensors with high energy efficiency
- optical switch
- reconfigurable logic

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 16
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 64
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 67
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 68
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 72
• 8. 공동연구책임자 대표적 연구실적 ... 73
• 9. 참고문헌 ... 74
• 10. 연구성과 ... 75
• 11. 기타사항 ... 85