비휘발성 기억 장치 document_id A220623070869

이동 통신 및 컴퓨터 등과 같은 전자 산업의 발전에 따라, 빠른 읽기/쓰기 동작 속도, 비휘발성 및 낮은 동작 전압 등의 특성을 갖는 반도체 장치가 요구되고 있다. 하지만, 현재 사용되는 에스램(static random access memory; SRAM), 디램(Dynamic Random Access Memory; DRAM) 및 플래쉬 메모리(FLASH memory) 등과 같은 메모리 장치는 이러한 특성들을 모두 충족시키지 못하고 있다. 예를 들면, 상기 디램의 단위 셀은 한 개의 커패시터와 이를 제어하기 위한 한 개의 트랜지스터를 구비하기 때문에, 낸드 플래시 메모리에 비해 상대적으로 큰 단위 셀 면적을 갖는다. 디램은 커패시터에 정보를 저장하기 때문에, 알려진 것처럼, 리프레시 동작이 필요한 휘발성 메모리 장치이다. 상기 에스램은 빠른 동작 속도를 갖지만, 휘발성 메모리 장치의 하나이며, 특히 단위 셀은 여섯 개의 트랜지스터들로 구성되기 때문에 단위 셀 면적이 매우 큰 단점을 갖는다. 상기 플래시 메모리는 비휘발성 메모리 장치이면서, (특히 낸드형 플래시 메모리 장치의 경우) 현존하는 메모리 장치들 중의 가장 높은 집적도를 제공하지만, 알려진 것처럼 동작 속도가 느린 단점을 갖는다. 이에 따라, 최근에는 빠른 읽기/쓰기 동작이 가능하며, 비휘발성을 갖고, 리프레쉬 동작이 불필요하며, 동작 전압이 낮은 메모리 장치에 대한 연구가 진행되고 있으며, 상변화 랜덤 억세스 메모리(phase random access memory; PRAM)는 이러한 기술적 요구들을 충족시킬 수 있을 것으로 기대되는 차세대 메모리 장치의 한가지이다. 예를 들면, PRAM은 대략 1013회 이상의 정보 변경이 가능하기 때문에 제품 수명이 길며, 대략 30ns의 고속 동작이 가능한 장점을 아울러 갖는다. PRAM의 상변화 물질 패턴은 서로 구별 가능한 적어도 두 상태, 예컨대 결정질 상태, 비정질 상태 그리고 이들 사이의 적어도 하나 이상의 중간 상태들을 나타낼 수 있어 메모리 요소로 사용될 수 있다. 비정질 상태는 결정질 상태보다 상대적으로 높은 비저항을 나타내며, 중간상태들은 비정질 상태 및 결정질 상태 사이의 비저항을 나타낸다. 통상적으로 상기 상변화 기억 셀들은 복수개의 비트라인들 및 복수개의 워드라인들의 교차점들(cross-points)에 배치된다. 또한, 상기 상변화 기억 셀들의 각각은 전기적으로 직렬 접속된 상변화 물질 패턴 및 셀 선택 소자를 포함한다.