유비쿼터스용 차세대 메모리 기술 (MRAM, FeRAM, PRAM)

소개글

유비쿼터스용 차세대 메모리 기술 (MRAM, FeRAM, PRAM)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I. 서 론

II. 본론
1. 기존의 상용화 메모리 기술
2. MRAM 기술
(1) 기본적인 구조 및 동작원리
(2) 최근의 기술 동향
2. FeRAM 기술
(1) 기본적인 구조 및 동작원리
(2) 최근의 기술동향
3. PRAM기술
(1) 기본적인 구조 및 동작원리
(2) 최근의 기술동향

III. 결 론

IV. 참고 자료

본문내용

onyx사와 공동으로 연구개발팀을 만들어 PRAM 기술의 실용화에 착수했다. 2004년 6월에 열린 VLSI 심포지엄에 0.18㎛ CMOS 공정을 이용하여 칩면적이 0.32㎛2을 가진 8Mbit PRAM을 발표했다.
일본은 동일 재료를 사용하고 있는 광정보저장 분야에서 세계적인 기술력을 자랑하고 있는 만큼, 반도체 메모리 분야에서도 그 역할을 무시할 수 없다. 일본 내에서 가장 오랜 기간 동안 연구를 수행한 기관은 가나자와대학으로서 상변화의 선택과 동작 특성의 검증 등 다양한 관련 기술에 대한 노하우를 보유하고 있고, 0.35㎛ COMS 공정을 사용한 상변화메모리 암호회로를 제작한 결과를 가지고 있다. 군마대학에서는 상변화 재료를 박막트랜지스터 채널에 이용한 단일트랜지스터형 상변화 메모리 셀 기술을 개발중에 있다. 또한 기업으로서는 유일하게 히타치 중앙연구소가 지난해 IEDM에서 셀구조 및 제작 셀의 특성결과를 발표했다.
국내에서는 삼성이 지난 VLSI 심포지엄에서 업계 처음으로 N-doped GST 박막에 의한 PRAM의 가능성을 발표했고, DRAM의 휘발성과 집적도 한계를 극복한 비휘발성 64M PRAM을 업계 처음으로 일본 동경에서 열린 2004 SSDM을 통해 발표했다. 이 기술은 GST 박막과 0.18㎛ COMS 기술을 이용하여 fully 동작되는 것을 보여주고 있다. 리셋 저항은 ~200Ω, 셋 저항은 ~2kΩ으로 100배의 차이를 가지고 있다. 또한 3V 동작에서 셋/리셋 시간이 100ns, 60ns의 특성을 가지고 있다. 1.58×109 사이클 동작에서도 fail이 없었으며 85℃에서 2년 정도의 retention 특성을 보여 주고 있다. 이 특성은 향후에 개선되어야 할 점으로 생각된다. 최근 삼성전자 등 국내외 관련 연구기관은 현재 256Mb급 시작품 연구를 진행중이다. 또한 한국전자통신연구원의 기반기술연구소 기능성 전자소재팀이 PRAM 소자 개발에 성공했다. 소자개발에 사용된 재료는 안티몬(Sb)과 셀레늄(Se)이 혼합된 이원계 금속합금으로, 처리속도가 종전에 비해 4배 빠른 반면 소비전력은 1/10로 줄어든 성능을 나타냈다. 그러나 보다 저전력에 대한 요구와 신뢰성 확보 등의 과제가 아직 남아 있고, 플래시 메모리의 집적도와 견줄만한 새로운 기술이 개발돼야 한다. 이것은 새로운 재료 개발과 소자 구조의 고안 등에서 찾을 수 있을 것으로 기대되고 또한 multi-bit 등의 새로운 개념의 메모리 셀의 착안 등이 실현될 때 가능할 것으로 기대된다.
III. 결 론
지금까지 설명한 것과 같이 MRAM, PRAM은 플래시(flash memory)로부터 파생한 것이며, FeRAM은 DRAM으로부터 파생한 것으로 볼 수 있다.
FeRAM은 10년 이상 전부터 연구되고 있어 저소비 전력이라고 하는 점에서는 가장 뛰어나지만, 강유전체의 커패시터의 편차 문제로부터 대용량화가 의문시되고 있다. 또 데이터 파괴 읽어내기형의 메모리이기 때문에 재기입이 필요해서 그만큼 읽어내기에 시간이 걸린다.
MRAM은 대용량화 고속 액세스라고 한 조건은 만족시키고 있지만, 보다 큰 용량화를 꾀하기 위해서는 Sense amplifier를 소형화할 필요가 있고, 그것을 실현하기 위해서는 TMR 소자의 신호 증대와 써 넣을 때의 전류저감이 열쇠가 되고 있다.
PRAM은 전류에 의한 가열로 기입을 행하기 때문에, 그 신뢰성이 걱정되고 있다. 또 기입 때는 인가 전압을 길게 공급할 필요가 있기 때문에 기입 시간 고속화의 벽이 예상되고 있다.
<표 1>에 각 메모리의 비교를 나타내듯이 어쨌든 3자3상으로 현시점에서는 개발 도중이다. 따라서 어느 것이 장래 주역이 된다고 말하기는 어려우나 최근의 기술개발의 추세로 보아 FeRAM, MRAM 시장진입이 늦어지면서 PRAM이 향후의 unified memory 특징을 가진 유니버설 메모리로서 가능성이 더 커 보인다. 또한 지금까지의 메모리 기술 개발의 축적된 기술이 활용되면 단기간에 PRAM이 유니버설 메모리로서 가능성을 펼쳐 보일 수 있을 것으로 기대 된다.
IV. 참고 자료
[1] 유병곤, 조경익, 강영일, “정보통신핵심부품 기술 동향 및 기술 진화 전망” 주간기술동향, 1000호 발간기념 특집호, 2001, p.26
[2] 유비쿼터스 정ㅂ사회를 위한 메모리 기술 조사연구보고서, JEITA 보고서, 2003.
[3] 진화하는 비휘발성 메모리, MRAM, FeRAM, OUM의 해설 Nikkei Electronics, 2002, 12.27

키워드

차세대 메모리 ,   MRAM,   FeRAM,   PRAM