역 스태거드 박막 트랜지스터 구조를 이용한 2비트 저항성 메모리 소자
TWO BIT RRAM USING INVERTED STAGGERED THIN FILM TRANSISTOR STRUCTURE
특허 요약
본 발명은 역 스태거드 박막 트랜지스터 구조를 이용한 2비트 저항성 메모리 소자에 관한 것으로, 구동용 스위칭 소자인 박막 트랜지스터와 동일 기판에 같은 공정으로 저항성 메모리 소자를 구현할 수 있으며, 소스 전극 및 드레인 전극을 저항 가변층과 접촉면적이 서로 다르게 비대칭적으로 형성하여 2비트 동작이 가능하고, 동시에 구동용 스위칭 소자로도 이용될 수 있는 효과가 있다.
청구항
번호청구항
1

절연성 기판 상에 형성된 게이트 전극과;상기 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연막과;상기 게이트 절연막 상에 형성된 활성층과;상기 활성층 상에 형성된 저항 가변층과;상기 저항 가변층 상에 일정거리 이격되어 형성된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

2

제 1 항에 있어서,상기 활성층은 반도체 물질층 또는 상기 저항 가변층과 동일한 물질층으로 형성된 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

3

제 2 항에 있어서,상기 게이트 전극, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), ZO(Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Al doped Zinc Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), PEDOT-PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate)] 및 반투명 금속막 중에서 선택된 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

4

제 2 항에 있어서,상기 게이트 절연막은 절연성을 갖는 투명한 물질 또는 저항 가변 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

5

제 4 항에 있어서,상기 절연성을 갖는 투명한 물질은 실록산(siloxane), 실라겐(silozne) 및 실리케이트(silicate) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 SOG(Spin On Glass)막 또는 폴리실라잔(polysilazane)을 포함하는 SOD(Spin On Dielectric)인 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

6

제 4 항에 있어서,상기 저항 가변 물질 및 상기 저항 가변층은 전이 금속 산화물(transition metal oxide)로서, 아연(Zn), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 이트륨(Y), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

7

제 4 항에 있어서,상기 저항 가변 물질 및 상기 저항 가변층은 강유전체 물질로서, 스트론튬(Sr), 지르코늄(Zr) 및 티타늄(Ti) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

8

제 2 항에 있어서,상기 반도체 물질층은 밴드갭이 3.0eV보다 큰 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

9

제 8 항에 있어서,상기 반도체 물질은 ZnO, IGZO, ZnSnO3, ZnSnO4, ZnInO, (Zn, Mg)O, SnO2, CdSnO, GaSnO, TlSnO, InGaZnO, CuAlO, SrCuO, LaCuOS, GaN, InGaN, AlGaN, InGaAlN, SiC 및 다이아몬드(diamond) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

10

제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 상기 저항 가변층과의 접촉면적이 서로 다른 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

11

제 10 항에 있어서,상기 드레인 전극은 상기 소스 전극보다 상기 저항 가변층과의 접촉면적이 2배 이상 큰 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.

12

제 11 항에 있어서,상기 게이트 전극의 제어로 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 전기적 연결을 온/오프시키며 스위칭 동작을 하는 것을 특징으로 하는 저항성 메모리 소자.