기술명:

차세대 메모리 소자(ReRAM)용 나노 구조체 제조기술

주관기관: 이화여자대학교 산학협력단
성명: 청년TLO 정소영

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기술개요

  • 현재 개발되고 있는 차세대 메모리 소자(ReRAM, PRAM, MRAM)는 DRAM의 고집적성과 낮은 소비 전력, 낸드플래시의 비휘발성, SRAM의 고속 동작을 모두 구현하기 위한 연구가 활발히 진행 중임

  • 차세대 비휘발성 메모리 소자 중 저항 메모리(ReRAM, Resistance RAM)는 저항변화 메모리로 불리며 재료 스스로 저항하는 성질을 이용해 기억을 저장하는 장치임. 부도체 물질에 전압을 가하면 전류가 흐르는 필라멘트가 생성되어 저항이 낮아지는 현상을 이용함

  • 본 기술은 ReRAM의 저항 변화 물질로 금속-GO 코어-쉘 나노 구조체(기능성 나노입자)를 사용함. 따라서 기존 부도체 실리콘 옥사이드보다 안정적인 성능으로 평가됨

기존한계점

  • 미세화 공정을 통해 DRAM과 낸드플래시의 성능을 지속적으로 향상시켜 왔지만 반도체 회사들의 미세화 연구가 물리적인 한계에 봉착함. 기존 메모리들을 대체할 차세대 메모리 개발에 대한 요구가 커지고 있음
  • ReRAM의 저항 변화 물질 최적화를 통해 동작 파라미터 최적화 과정이 필요함. 적용되고 있는 물질마다 저항변화 특성이 다르게 관찰 되고 있으며 제조 방법 및 후 공정에 따라 그 특성이 매우 복잡하게 변화하고 있음

기술우수성

  • 금속-GO 코어-쉘 복합 나노구조체가 ReRAM 소자 내에서 전하 트랩(charge trap) 및 유전체 층(dielectric layer)으로서의 역할을 동시에 수행할 수 있음. 따라서 뛰어난 다단계 스위칭 매커니즘이 형성됨. -2.5V의 낮은 작동전압을 나타내고 소비전력이 낮아서 성능도 좋음

  • 복합 나노구조체 층을 형성하는 단계가 단일 스탭, 용액 공정으로 이루어져 있어 환경친화적이고 제조 시간의 단축 및 제조 단가의 감소를 달성할 수 있음. 또한 본 기술은 단일 스탭, 용액 공정 기반 금속-GO 코어-쉘 복합 나노 구조체에 대한 최초 발명법

응용분야

  • ReRAM은 AI 신경망에서 두뇌가 작용하는 것을 모방할 수 있으므로 AI 메모리 산업 수요가 높아질 것임

  • 자유자재로 휘어지는 모니터, 분자컴퓨터 및 태양전지 등 다양하게 응용될 수 있을 것으로 기대

지식재산권현황

  • 금속-GO 코어-쉘 복합 나노구조체, 이를 포함하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자, 및 상기 메모리 소자의 제조 방법(특허번호: 10-2016-0112112)

기술문의처

  • 이화여자대학교 산학협력단 한경아 / 02-3277-3743 / tlo@ewha.ac.kr