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작은 패키지의 데이터 저장 기술

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글쓴이 김대현 등록일 13-01-25 17:50
조회 730
    작은 패키지의 데이터 저장 기술
    이른바 “유니버설 메모리” 또는 완벽한 전자 메모리라고 불리는 메모리 기술을 개발하는 것은 전자 기술 공학에서 오랫동안 성취하고자 했던 꿈의 기술이다. 유니버설 메모리는 신속한 읽기 및 쓰기 속도, 높은 신뢰도, 낮은 전력 소모, 다른 전자 부품과의 호환성, 그리고 디바이스의 전력이 꺼졌을 때에서 데이터를 보유할 수 있는 비휘발성 특성도 가지고 있다. 이제 싱가포르 A*STAR 데이터 저장 연구소의 연구진은 이른바 상변환 물질을 이용한 나노미터 스케일 엔지니어링이 그와 같은 디바이스 제작이 가능하다는 것을 보였다.

    Ge2Sb2Te5 (GST)와 같은 상변이 물질 안의 원자들은 두 구조들 중의 하나로 정렬될 수 있다. 이런 두 "상(phase)" 들은 디지털 정보에서 0 또는 1로 행동하며 전기 펄스는 물질을 다른 것으로 변하게 할 수 있다. 그러나, GST 상변이를 쉽게 할 수 있는 것은 득이 될 수도 있고 실이 될 수도 있다. 득이 되는 것은 데이터를 매우 신속하게 저장할 수 있다는 것이고, 반면에 상변화가 예상하지 못하게 발생할 수 있어서 데이터 손실을 가져다 준다는 단점이 있다. 연구진은 이런 물질의 원자 구조를 결정하는 메커니즘을 더 잘 이해함으로써 나노미터 크기로 변환시킬 수 있는, 안정적이고 빠른 상변환 메모리 기술을 어떻게 만들 수 있는지를 배웠다고 말하였다.

    상변이 랜덤-액세스 메모리(Phase-change random-access memory, PCRAM)는 유니버설 메모리에 가장 근접한 전망 있는 방법들 중 하나이다. 이전의 연구는 GST에 질소를 추가하여 NGST를 만들면 더 안정적인 물질을 만들 수 있을 뿐만 아니라 상변이 프로세스를 천천히 발생하게 할 수 있다는 것을 보여주었다. 그러나, 이들 연구진은 높은 속도 및 안정성이 동시에 가능하다는 것도 보였다.

    이들 연구진은 실험적으로 NGST에서 상변화는 물리적으로 축소시킴으로써 훨씬 더 빨라진다는 것을 시연하였다. 연구진은 전반적인 물질의 부피와 NGST를 구성하는 각 그레인들의 크기를 줄임으로써 이중-확장성(dual-scaling) 기술을 개발하였다고 말하였다. 연구진이 작은 그레인 NGST를 이산화 실리콘 박막의 구멍에 증착시켰을 때, 5나노미터 그레인을 포함하는 20나노미터 너비를 가진 구조가 200나노미터 구멍안에서 생성된 디바이스보다 17배 더 빠르다는 것을 발견하였다.

    이런 속도의 증가는 상전이를 이끄는 메커니즘이 더 작은 셀 안에 들어있는 더 작은 그레인에 대해서 기본적으로 다르기 때문이다. 그 이유는 더 큰 표면적과 부피의 비율 때문이다. 원칙적으로, 이런 방법은 모든 종류의 상변이 물질에 대해서 적용될 수 있다고 연구진은 말하였다. 따라서, 적합한 디바이스 구조 및 상전이 물질은 메모리 디바이스 성능을 최적화하기 위한 새로운 기회를 여는 것이라고 연구진은 말하였다.

    첨부그림: NGST의 상변이는 그레인의 크기가 더 작고 미세한 셀에 정렬되었을 때 더 빠르다. 그 이유는 표면(청색)과 네부 (적색) 그레인 사이의 비율과 그레인들 사이의 경계면이 증가하기 때문이다.
    원문제목Data storage: Good things come in small packages
    국가싱가폴
    발행일2013-01-01등록일2013-01-04
    [이 게시물은 최고관리자님에 의해 2013-04-04 22:12:03 Free Board에서 이동 됨]

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