With the rapid growth of mobile and digital information industry, the demands for the fast and high-density non-volatile memory chips are increasing very rapidly. Many next generation memory devices are suggested such as PRAM (phase change RAM), NFGM (nano floating gate memory), ReRAM (resistance RAM), PoRAM (polymer RAM), and MRAM (magnetic RAM). Among these memory devices, ReRAM was investigated in this research. Resistance random access memory is a reasonable candidate for all conventional memory devices such as DRAM, SRAM, and flash memory because of its characteristic of simple cell structure with high scalability, non-volatility, relatively high read/write operation speed and long cycle life. For ReRAM capacitor materials, resistance switching property is required essentially and several oxides such as Al2O3, TiO2, Nb2O5, NiO and Ta2O5 which had the resistance switching property were reported. In this research, we fabricated the combinatorial library of NiO and Nb2O5. This xNiO-(1-x) Nb2O5 (0
본 연구에서는 조합화학 기법을 이용하여 차세대 메모리 소자 중 하나로 주목 받고 있는 ReRAM capacitor에 대한 연구를 수행하였다. 현재 기존의 휘발성 메모리인 DRAM을 대체하기 위해서 PRAM(phase change RAM), NFGM(nano floating gate memory), ReRAM(Resistance RAM), PoRAM(polymer RAM), MRAM(magnetic RAM)등의 다양한 차세대 메모리 소자가 제안되고 있는데, 그 중에서도 ReRAM의 경우에는 읽기/쓰기 속도가 빠르고, 여러번 반복해서 사용해도 그 성능이 떨어지지 않으며, 아주 간단한 셀 구조를 가지고 있는 등 다른 차세대 메모리에 비해서 우수하다. ReRAM의 기억 저장 물질로 사용되기 위해서는 가해주는 전압에 따라서 높은 저항 상태와 낮은 저항 상태의 두 상을 안정적으로 형성해야만 하는데 이러한 특성을 지닌 물질들로는 Al2O3, TiO2, Nb2O5, NiO and Ta2O5 등이 보고되고 있다. 앞에서 언급한 산화물 중에서 본 연구에서는 NiO와 Nb2O5를 선정하고 조합화학기법을 이용해 두 산화물의 combinatorial library를 제작하고 이에 대한 전기특성 분석과 구조 분석을 수행하였다. 먼저 샘플의 제작을 위해서 본 연구실에서 제작한 Combinatorial Multi-target sputtering system을 이용해서 샘플을 제작하였으며, 이 경우 Ni과 Nb의 양을 아주 쉽고 정확하게 제어할 수 있어 기판 위의 각 위치에 따른 Ni과 Nb의 양을 정확하게 예측할 수 있다. Combinatorial library 샘플은 Si/SiO2/TiO2/Pt 기판 위에 증착되었으며, Ni와 Nb의 양을 조절하기 위해 기판 위에 셔터를 설치하고 이를 선형적으로 움직이면서 약 100nm 두께의 xNiO-(1-x) Nb2O5 (0
