멀티레벨 스위칭 특성을 갖는 멤리스터 및 그 제조 방법
Memristor having multi-level switching characteristics and manufacturing method thereof
특허 요약
멀티레벨 멤리스터의 제조 방법이 제공된다. 상기 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법은, 제1 전극을 준비하는 단계, 상기 제1 전극 상에, 펄스드 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition, PLD)을 통해 셀렌화안티몬(Sb 2 Se 3 )을 포함하는 저항 변화층을 형성하는 단계, 및 상기 저항 변화층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 저항 변화층을 형성하는 단계에서, 상기 저항 변화층의 형성을 위한 공정 압력이 제어됨에 따라 상기 저항 변화층의 특성이 제어되는 것을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.
청구항
번호청구항
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제1 전극을 준비하는 단계;상기 제1 전극 상에, 펄스드 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition, PLD)을 통해 셀렌화안티몬(Sb2Se3)을 포함하는 저항 변화층을 형성하는 단계; 및상기 저항 변화층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하되,상기 저항 변화층을 형성하는 단계에서, 상기 저항 변화층의 형성을 위한 공정 압력이 0.1 torr 이상 0.2 torr 미만으로 제어됨에 따라 상기 저항 변화층이 멀티레벨 스위칭 특성을 갖고 저항 변조율(On/off ratio)이 향상되는 것을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제1 항에 있어서, 상기 저항 변화층의 형성을 위한 공정 압력이 증가함에 따라, 상기 저항 변화층의 공극률이 향상되는 것을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제1 항에 있어서, 상기 저항 변화층을 형성하는 단계는, 상기 제1 전극의 제1 영역 상에 실리콘 브릿지(bridge)를 배치하는 단계; 상기 실리콘 브릿지가 배치된 상태에서 상기 제1 전극 상에 셀렌화안티몬(Sb2Se3) 타겟 소스를 증착시키는 단계; 및 상기 제1 영역 상에 배치된 상기 실리콘 브릿지를 상기 제1 전극으로부터 제거하여, 상기 실리콘 브릿지가 배치되지 않은 상기 제1 전극의 제2 영역 상에 상기 저항 변화층을 형성하는 단계를 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제5 항에 있어서, 상기 저항 변화층 상에 제2 전극을 형성하는 단계는, 상기 저항 변화층 상에 복수의 개구가 형성된 마스크를 배치하는 단계; 상기 마스크가 배치된 상기 저항 변화층 상에 금속 타겟 소스를 제공하여, 상기 개구를 통해 노출된 상기 저항 변화층 상에 상기 금속 타겟 소스를 증착 시키는 단계; 및 상기 저항 변화층으로부터 상기 마스크를 제거하는 단계를 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제6 항에 있어서, 상기 마스크를 배치하는 단계에서 상기 저항 변화층 상에 배치된 상기 마스크 중 일부분은 상기 제1 전극의 상기 제1 영역의 일부분을 덮도록 배치되고, 상기 금속 타겟 소스를 증착시키는 단계에서 상기 금속 타겟 소스는 상기 제1 전극의 상기 제1 영역에도 제공되어, 상기 제1 전극의 상기 제1 영역 상에도 상기 제2 전극이 형성되는 것을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제1 항에 있어서, 상기 저항 변화층의 형성을 위한 레이저 에너지 밀도(Laser energy density)는 2 J/cm2이고, 증착 온도는 200℃이며, 펄스 반복 주파수(repetition rate)는 5 Hz인 것을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제1 항에 있어서, 상기 제1 전극은 니오븀(Nb)이 도핑된 스트론튬 티탄산염(SrTiO3, STO)을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제1 항에 있어서, 1.1x105 이상의 저항 변조율(On/off ratio)을 갖는 것을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.

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제1 항에 있어서, 상기 제1 전극은, 외부에 노출되는 제1 영역 및 상기 저항 변화층이 배치되는 제2 영역을 포함하되, 상기 제1 영역 상에도 상기 제2 전극이 배치되는 것을 포함하는 멀티레벨 멤리스터의 제조 방법.