PEALD 방법으로 성장된 TiO2TiO_2 박막의 저항변화 메커니즘에 관한 연구

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과, 2010.08, [ xvi, 168 p. ]Resistive random access memory (RRAM) based on transition binary oxides, such as NiO, $TiO_2$, and ZnO, has recently attracted a great deal of increasing attention as a promising candidate for future nonvolatile memory (NVM) due to simple structure, high density, and fast switching. Among a large variety of binary oxides, titanium dioxide ($TiO_2$) has been intensively focused as one of the most promising switching materials due to simple composition, easy fabrication, and versatile resistive switching (RS) properties. Because the definite switching mechanism for switching behaviors is still under debate, it is an important issue to eluciate the microscopic origin of reversible resistive switching observed in nanoscale titanium dioxide thin films for future innovative resistive memory device. Therefore, in this thesis, the microscopic origin of BRS in Al/a-$TiO_2$/Al devices was investigated through transmission electron microscopy (TEM) and the enhanced metal/$\alpha-TiO_2$/metal RRAM devices were proposed via a various configuration of metal electrodes. Using isothermal and temperature-dependent electrical measurements, the resistive switching mechanism of amorphous titanium oxide thin films deposited by the plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) between two aluminum electrodes was studied. A bipolar resistive switching (BRS) behavior was only observed in the high temperature region ($\gt 140 K$) and two activation energies (0.055 eV and 0.13 eV) for the carrier transport were found in the ohmic current regime. This discrepancy is attributed to the change of bulk $TiO_2$ Fermi energy level ($E_{f}$) induced by the reversible movement of oxygen ions at the vicinity for the Al top electrode region. A direct observation of the microscopic origin of the bipolar resistive switching behavior in nanoscale titanium oxide films was demonstrated. Through a high-resolution transmission electron microscopy, an analytical TEM technique, and an $\It{in situ}...한국과학기술원 : 신소재공학과

Change in mass transfer of ion-exchange resin in continuous electro-deionization (CEDI) by the flow modification from computational fluid dynamics (CFD) analysis

고집적화된 반도체 제조에 필수적인 초순수에 대한 중요성이 점차 증가하고 있으나, 현재 초순수 제조에 사용되는 소재, 장비 및 설계 등은 해외, 특히 일본 기술에 의존하고 있어 기술의 국산화가 시급하다. 반도체 제조공정용 초순수 제조설비 가운데 연속식탈이온장치(CEDI)는 교차배열된 선택투과성 이온교환막 사이에 이온교환수지를 충진하여, 직류전원을 인가할 때 수중에 포함된 극미량의 이온성분을 제거하는 초순수 생산의 핵심공정·부품이다. 그러나 CEDI 내 스페이서 구조에 따라 유체흐름이 변하며, 이는 CEDI의 이온제거 성능 등 물질전달현상에 영향을 미친다. 본 연구에서는 전산유체역학 분석에서는 모델링 및 시뮬레이션을 통해 CEDI 내 스페이서 구조에 따른 유체의 동적인 움직임에 대한 수치 분석을 통해, CEDI 내 스페이서 구조에 따른 물질전달현상을 비교평가하여, 최적의 스페이서 구조를 제시하고자 하였다. 또한, 이온교환수지 첨가 전·후의 스페이서 내 구간별 유체의 해석을 진행하여 물질전달에 대한 이온교환수지의 영향 평가를 진행하였다. 본 연구에서 도출한 전산유체역학 기반 최적 스페이서 구조 적용시, 초순수 내의 극미량 이온 성분의 제거성능 향상을 통해 CEDI의 기술 국산화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다