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2.4. 산화물 기반(Oxide-Based) 저항 변화(Resistance Change)물질 응용(OxRAM)

-운- 2025. 1. 6. 16:21

  • 금속- 절연체-금속(MIM)구조 내에서 이온 이동과 산화-환원 반응을 통해 저항 상태를 변경
  • 비휘발성 특성

스위칭 메커니즘

1) 유니폴라 저항 스위칭

동일한 전압 극성에서 설정(Set)과 리셋(Reset) 동작이 발생

  • 설정과 리셋은 동일한 전압 극성에서 발생
  • 설정은 일반적으로 더 높은 전압이 필요하지만 전류 제한
  • 줄가열 효과에 의해 열적으로 구동

2) 바이폴라 스위칭

산화물 기반 저항 변화 메모리에서 바이폴라 스위칭은 Set과 Reset 동작이 반대 극성의 전압에서 발생

  • Set과 Reset이 반대 전압 극성에서 발생
  • 전기화학적 반응과 이온 이동에 의해 구동됨
  • 산소 빈자리의 이동이 스위칭 메커니즘에 중요한 역할
  • 유니폴라 스위칭에 비해 스위칭이 일반적으로 더 완만하게 발생
  • 유니폴라 스위칭에 비해 더 낮은 전류

장점

  • 높은 속도 : 낸드 플래시보다 빠른 동작 속도
  • 낮은 동작 전압(5V 이하)
  • 간단한 구조(MIM 구조)
  • 높은 집적도 : 크로스바 구조를 이용한 3D 적층

단점

  • 공정 : 저항변화 물질의 공정 까다로움
  • 균일성 문제: 도전성 필라멘트의 확률적 형성과 파괴로 인한 메모리 셀 간 성능 편차