마이크로스트럭쳐 반도체 기술을 이용한 1D-1R 구조의 플렉서블 RRAM의 제작 및 특성평가

Abstract

비휘발성 메모리 적용을 위해 원다이오드-원레지스터 구조의 플렉서블 RRAM를 제작하였다. 메모리 성분은 $Al/Cu_xO/Cu$ 의 MIM 구조이며 스위칭 성분은 실리콘 p-n 접합 다이오드를 이용하였다. $Cu_xO$ 막은 플라즈마 옥시데이션 방식으로 제조되었으며, 제작된 MIM 구조의 저항 변화 메모리는 일극성 저항 변화 메모리 특성을 나타내었다. 플렉서블 다이오드 제작을 위해 마이크로스트럭쳐 반도체 기술 ($\mu s$-Sc technology) 을 적용하였으며 제작된 플렉서블 다이오드의 고성능의 정류특성을 나타내었다. 모든 공정은 기존의 실리콘 반도체 공정 기술과 호환이 가능한 장점을 가진다. 플렉서블 1D-1R 구조의 RRAM의 내구성 테스트 결과 100회 이상의 안정적인 스위칭 싸이클에도 안정적인 저항스위칭 특성을 보여주었으며, 메모리 보존성 테스트 결과 10000초 동안 높은 저항상태와 낮은 저항상태의 각각의 저항값을 유지하였다. 게다가, 플렉서블 1D-1R RRAM은 다이오드의 정류특성으로 인하여 크로스 포인트구조 적용되었을 때, 크로스포인트 구조의 크로스토크 문제를 예방할 수 있다. 이러한 측정 결과들은 몸에 입을 수 있는 플렉서블 전자소자에 필수 성분으로써 몸에 입거나 구부릴 수 있는 플렉서블 전자소자에 적용가능한 플렉서블 메모리의 가능성을 보여주고 있다.