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하부 전극; 상기 하부 전극 표면에 형성된 절연막; 및 상기 절연막 위에 형성된 상부 전극;을 포함하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자로서,상기 하부 전극은 기저부; 및 상기 기저부 표면에 형성된 금속 박막층부;로 구성되며, 상기 하부 전극은 복수 개의 돌출된 구조물이 서로 100 nm 내지 100 ㎛ 중 하나의 수치로 간격을 두고 반복적으로 배치되어 형성된 3차원 구조체 패턴이고,상기 하부전극의 상기 구조물은 형상이 피라미드이며, 상기 피라미드의 팁(tip)은 곡면을 포함하는 것으로, 곡률 반지름이 10 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자
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제1항에 있어서,상기 하부전극의 상기 돌출된 구조물은 높이가 100 nm 내지 100 ㎛이며, 너비(width) 또는 지름이 100 nm 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 기저부는 고분자 수지 또는 금속으로 구성되며,상기 고분자 수지는 아크릴 수지, 우레탄수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수즈, 페놀 수지, 폴리염화비닐, 아미노 및 폴리아세탈 중에서 선택되는 어느 하나이고,상기 금속은 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 납(Pb), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd) 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 금속 박막층부의 두께는 10 nm 내지 1000 nm인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 절연막은 NiO, SiO2, TiO2, ZnO, HfO2, Nb2O5, MgO, Al2O3, Ta2O5, CuO, ZrO2 및 Fe2O3 중에서 선택되는 1종의 금속산화물이 하부 전극 표면에 증착되어 형성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 절연막은 두께가 10 내지 1000 nm이며, 상기 상부 전극은 두께는 10 내지 1000 nm인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자
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(a) 기판상에 마스크를 형성시키는 단계(b) 상기 마스크에 마스크 패턴을 형성시키는 단계;(c) 상기 마스크 패턴이 형성된 기판에 건식 식각 공정을 수행하여 기판을 식각하는 단계;(d) 상기 건식 식각된 기판에 습식 식각 공정을 수행하여 실리콘 템플릿을 제조하는 단계;(e) 상기 실리콘 템플릿에 제1금속을 증착하여 금속 박막층을 형성시키는 단계; 및 상기 금속 박막층이 형성된 실리콘 템플릿에 고분자 경화공정을 포함하는 템플릿 스트리핑 공정 또는 전기도금 공정을 수행하여 기저부를 형성시키는 단계;를 수행함으로써 돌출된 구조물이 서로 100 nm 내지 100 ㎛ 중 하나의 수치로 간격을 두고 반복적으로 배치되어 형성된 3차원 구조체 패턴을 포함하는 하부전극을 제조하는 단계;(f) 상기 하부 전극의 표면에 금속산화물을 증착하여 절연막을 제조하는 단계; 및(g) 상기 절연막 위에 제2금속을 증착하여 상부전극을 제조하는 단계;를 포함하며,상기 하부전극의 돌출된 구조물은 형상이 피라미드이며, 상기 피라미드의 팁(tip)은 곡면을 포함하는 것으로, 곡률 반지름이 10 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서,상기 마스크 패턴은 원 무늬가 일정 간격을 두고 반복적으로 형성된 도트(dot)무늬 또는 바(bar) 형태의 무늬가 반복적으로 형성된 줄무늬인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 건식 식각 공정은 반응성 이온 식각 공정 또는 유도 결합 플라즈마 식각 공정 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 제1금속 및 제2금속은 서로 동일하거나 상이하고 각각 독립적으로 백금, 니켈, 텅스텐, 금, 은, 구리, 티타늄, 알루미늄, 코발트, 주석, 팔라듐, 아연, 망간 및 철 중에서 선택되는 1종이 10 내지 1000 nm 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 기저부는 고분자 수지 또는 금속으로 구성되며,상기 고분자 수지는 아크릴 수지, 우레탄수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수즈, 페놀 수지, 폴리염화비닐, 아미노 및 폴리아세탈 중에서 선택되는 어느 하나이고,상기 금속은 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 납(Pb), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd) 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 하부전극의 상기 돌출된 구조물은 높이가 100 nm 내지 100 ㎛이며, 너비(width) 또는 지름이 100 nm 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서,상기 절연막은 NiO, SiO2, TiO2, ZnO, HfO2, Nb2O5, MgO, Al2O3, Ta2O5, CuO, ZrO2 및 Fe2O3 중에서 선택되는 1종의 금속산화물이 하부 전극 표면에 증착되어 형성된 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 절연막은 두께가 10 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 제조방법
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제9항에 있어서, 상기 비휘발성 저항 변화 메모리 소자의 셋 작동 전압은 0
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