PRAM

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PRAM

Phase-change Random Access Memory (PRAM) is a key candidate for future storage-class memory in computer systems with fast switching speed, high reliability, and good scalability.

Phase-change Random Access Memory (PRAM) is a key candidate for future storage-class memory in computer systems with fast switching speed, high reliability, and good scalability. The system bottlenecks have arisen due to the speed difference between information processing logic and conventional charge-based memory. In order to optimize such a hierarchical memory system, a research on the nonvolatile memory (NVM) is necessary. The basic working principle of phase change memory is a phase transition between an amorphous (high resistance, RESET state) and a crystalline (low resistance, SET state). These different resistance states are used as logic “0” and “1” to store information in the PRAM device. So far, the most widely used material in PRAM is the Ge-Sb-Te (GST) compound, which has been preceded by many studies. However, its limitations resistive drift in amorphous state and high operating power of GST materials remain major obstacles for PCM application. To solve these problems, several groups studied on nano-scale bottom heater and superlattice structure that alternately stacked different phase change materials

We have investigated a heterostructure PRAM using the dichalcogenide confined material (CM) on resistance barrier to address the resistance drift and endurance failure problems in PRAM cycling operations, and fabricated nano-scale bottom heater to reduce power consumption.

Phase-change Random Access Memory (PRAM)은 차세대 비휘발성 메모리 중 하나로, 빠른 스위칭 속도, 안정적인 재현 특성, 높은 집적도 등이 우수하여 많은 주목을 받고 있다. 기능 정보 처리 시스템 로직과 기존의 충전 기반 메모리 사이의 속도 차이로 인해 시스템 병목 현상이나 메모리 장벽과 같은 문제가 발생하였으며, 계층적 메모리 시스템을 최적화하기 위한 비휘발성 메모리에 대한 연구가 요구된다. PRAM은 Amorphous (고저항, RESET 상태) 상태와 crystalline (저저항, SET 상태) 상태 사이의 위상 전이로 인하여 동작한다. 서로 다른 저항 상태는 PRAM 장치에 정보를 저장하기 위한 논리 "0" 및 "1"로 사용된다. 지금까지 PRAM에 가장 널리 사용되는 재료는 Ge-Sb-Te (GST) 화합물로 이를 스위칭레이어로 사용한 많은 연구가 선행되어왔다. 그러나 melt-quenching 구동으로 인한 저항 드리프트, 높은 작동 전력, heater size 소형화 한계와 같은 문제점들은 PRAM application의 주요 장애물로 남아 있다. 이러한 문제를 해결하고자 여러 연구 그룹에서는 서로 다른 상변화 물질을 교대로 적층 시킨 superlattice구조 또는 나노사이즈 heater공정 에 대한 연구가 진행되고 있다.

본 연구실에서는 디칼코제나이드 계열의 confined material (CM)과 상변화 물질을 교대로 적층 시킨 heterostructure를 이용하여 PRAM cycling구동에서 발생하는 resistance drift 및 endurance failure 문제 해결을 위한 연구를 진행하고 있으며, 전력소비 문제를 최소화 하기 위한 나노 사이즈 히터 구조에 대한 공정 연구를 진행하고 있다.

 

 

 

대표업적                                                                               

PRAM

Multi-stacked switching layer
High endurance of PRAM
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