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기판;상기 기판 상에 돌출된 형상을 가지는 채널 영역;상기 기판 상의 일층에 형성된 소스 영역;상기 채널 영역을 중심으로 상기 소스 영역에 대향하고, 상기 기판 상의 타측에 형성된 드레인 영역;상기 소스 영역 및 드레인 영역과 접촉하며, 상기 채널 영역의 측면 표면 상에 형성된 게이트 산화물;상기 채널 영역 내부에 형성되며, 양 측면의 게이트 산화물과 접촉하는 저항변화층; 및상기 게이트 산화물 및 상기 저항변화층을 커버하고, 상기 채널 영역 상에 형성된 게이트 전극을 포함하는, 비휘발성 메모리 기능을 갖는 트랜지스터
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제1항에 있어서,상기 트랜지스터는 평면소자구조를 포함하고, 상기 채널 영역은 아래에서 위쪽으로 좁아지는 사다리꼴 형상을 가지고, 상기 저항변화층은 상기 채널 영역의 상부에 형성되며, 누설전류의 생성을 막기 위해 상기 기판 상에 형성된 다수의 소스 영역들 사이 및 기판 상에 형성된 다수의 드레인 영역들 사이에는 게이트 절연체층이 형성되는 것을 특징으로 하는, 비휘발성 메모리 기능을 갖는 트랜지스터
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제1항에 있어서,상기 트랜지스터는 3차원의 FinFET 소자구조를 포함하고, 상기 소스 영역, 상기 채널 영역 및 드레인 영역은 상기 기판 상에 수직으로 형성되고, 상기 저항변화층은 상기 채널 영역 내에 형성되되, 상기 채널 영역과 동일한 높이를 가지며, 위에서 아래쪽으로 좁아지는 사다리꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 비휘발성 메모리 기능을 갖는 트랜지스터
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제1항에 있어서, 상기 저항변화층은 단극성(unipolar) 물질, 양극성(bipolar) 물질 또는 상변화(phase change) 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 기능을 갖는 트랜지스터
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(a) 제1항의 트랜지스터를 제공하는 단계;(b) 상기 트랜지스터의 게이트 전극에 문턱 전압 이상의 전압(Vg)을 인가하는 단계; 및(c) 상기 트랜지스터의 소스 영역과 드레인 영역 중에서 어느 하나를 그라운드에 연결하고, 다른 하나에 셋전압(Vset), 리셋전압(Vreset) 또는 읽기 전압(Vread)을 인가함으로써, 저항변화층의 저항을 변화시켜 데이터 쓰기 과정을 수행하거나 저항변화층의 저항값을 읽어 데이터 읽기 과정을 수행하는 단계를 포함하는 트랜지스터의 작동 방법
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제5항에 있어서,상기 저항변화층이 단극성 물질로 이루어진 경우, 상기 단계 (c)의 데이터 쓰기 과정은 소스 영역에 셋전압(Vset) 이상의 전압을 인가하여 저항변화층의 표면을 저저항상태로 만들어 절연체에서 저항체로 변화시킴으로써 전류가 흐르는 상태(ON)를 데이터 "1"로 지정하고, 소스 영역에 리셋전압(Vreset) 이상의 전압을 인가하여 저항변화층의 표면을 고저항상태로 만들어 저항체에서 절연체로 변화시켜 전류가 흐르지 않는 상태(OFF)를 데이터 "0"으로 지정함으로써 수행되고, 상기 단계 (c)의 데이터 읽기 과정은 드레인 영역에서 읽기 전압(Vread)을 인가하여 저항변화층의 저항값을 읽어 상기 저항변화층의 상태를 구별함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 트랜지스터의 작동 방법
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제5항에 있어서,상기 저항변화층이 양극성 물질로 이루어진 경우, 상기 단계 (c)의 데이터 쓰기 과정은 소스 영역 또는 드레인 영역에 │셋전압(Vset)│이상의 전압을 인가하여 저항변화층의 표면을 저저항상태로 만들어 절연체에서 저항체로 변화시킴으로써 전류가 흐르는 상태(ON)를 데이터 "1"로 지정하고, 상기 채널 영역을 중심으로 상기 셋전압을 인가한 영역에 대향하고, 상기 기판 상의 타측에 형성된 영역(드레인 영역 또는 소스 영역)에 │리셋전압(Vreset)│ 이상의 전압을 인가하여 저항변화층의 표면을 고저항상태로 만들어 저항체에서 절연체로 변화시켜 전류가 흐르지 않는 상태(OFF)를 데이터 "0"으로 지정함으로써 수행되고, 상기 단계 (c)의 데이터 읽기 과정은 드레인 영역에서 읽기 전압(Vread)을 인가하여 저항변화층의 저항값을 읽어 상기 저항변화층의 상태를 구별함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 트랜지스터의 작동 방법
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제5항에 있어서,상기 저항변화층은 상변화 물질로 이루어지며, 셋전압(Vset), 리셋전압(Vreset) 또는 읽기 전압(Vread) 대신 셋 전류(Iset), 리셋 전류(Ireset), 또는 읽기 전류(Iread)를 통하여 저항변화층의 저항을 변화시키거나 저항변화층의 저항값을 읽는 것을 특징으로 하는 트랜지스터의 작동 방법
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(a) 기판 상에 저항변화층을 형성시키는 단계;(b) 이온주입(ion implantation) 공정을 통해 기판 내로 불순물을 주입하여 소스 영역 및 드레인 영역용 확산층(diffusion layer)을 형성시키는 단계;(c) 식각 공정을 이용하여 채널 영역을 형성시키는 단계;(d) 게이트 산화물층을 형성시키는 단계; (e) 소스 영역들 사이 및 게이트 영역들 사이에 게이트 절연층을 형성시키는 단계; 및(f) 게이트 전극을 형성시키는 단계를 포함하는 제1항의 트랜지스터의 제조 방법
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(a') 이온주입 공정을 통해 기판 내로 불순물을 주입하여 소스 영역 및 드레인 영역을 위한 확산층을 형성시키는 단계;(b') 상기 확산층 위에 저항변화층을 형성시키는 단계;(c) 식각 공정을 이용하여 채널 영역을 형성시키는 단계;(d) 게이트 산화물층을 형성시키는 단계; (e) 소스 영역들 사이 및 게이트 영역들 사이에 게이트 절연층을 형성시키는 단계; 및(f) 게이트 전극을 형성시키는 단계를 포함하는 제1항의 트랜지스터의 제조 방법
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제9항 또는 제10항에 있어서,상기 단계 (c)의 채널 영역은 저항변화층의 양측부를 사선으로 식각함으로써 아래에서 위쪽으로 좁아지는 사다리꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트렌지스터의 제조 방법
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(1) 기판 상에 소스 영역, 채널 영역 및 드레인 영역을 포함하는 NPN 접합 반도체층을 형성시키는 단계;(2) 상기 NPN 접합 반도체층 중에 채널 영역인 P형 반도체 영역을 식각하고, 저항변화 물질을 주입하여 저항변화층을 형성시키는 단계;(3) 트렌치 구조를 형성시키는 단계;(4) 상기 P형 반도체 영역에 게이트 산화물층을 형성시키는 단계; 및(5) 게이트 전극을 형성시키는 단계를 포함하는 제3항의 FinFET 구조의 트랜지스터의 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 단계 (2)의 저항변화층은 상기 채널 영역과 동일한 높이를 가지며, 위에서 아래쪽으로 좁아지는 사다리꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트랜지스터의 제조 방법
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