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할라이드 페로브스카이트를 포함하는 저항 스위칭 메모리 소자 및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2022018438
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은, 할라이드 페로브스카이트를 포함하는 저항 스위칭 메모리 소자를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 저항 스위칭 메모리 소자는, 기판; 상기 기판 상에 위치하는 하부 전극층; 상기 하부 전극층 상에 위치하고, 할라이드 페로브스카이트 물질 내에서 전도성 필라멘트의 형성과 파괴에 의하여 저항 스위칭 동작을 수행하도록 다중층으로 이루어진 저항 스위칭층; 및 상기 저항 스위칭층 상에 위치하는 상부 전극층;을 포함한다.
Int. CL H01L 45/00 (2006.01.01) H01L 27/24 (2006.01.01)
CPC H01L 45/14(2013.01) H01L 27/2409(2013.01) H01L 45/08(2013.01) H01L 45/1233(2013.01) H01L 45/1253(2013.01) H01L 45/1608(2013.01)
출원번호/일자 1020210017595 (2021.02.08)
출원인 포항공과대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0114288 (2022.08.17) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2021.02.08)
심사청구항수 14

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이장식 경상북도 포항시 남구
2 박영준 경기도 화성

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김남식 대한민국 서울특별시 서초구 남부순환로***길 *-*, *층 (양재동, 가람빌딩)(율민국제특허법률사무소)
2 김한 대한민국 서울특별시 서초구 남부순환로***길 *-*, *층 (양재동, 가람빌딩)(율민국제특허법률사무소)
3 이인행 대한민국 서울특별시 서초구 남부순환로***길 *-*, *층 (양재동, 가람빌딩)(율민국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2021.02.08 수리 (Accepted) 1-1-2021-0158517-15
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2021.12.15 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2022.02.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2022-0099323-07
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2022.06.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2022-0481884-25
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2022.08.25 수리 (Accepted) 1-1-2022-0891068-00
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2022.08.25 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2022-0891069-45
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번호 청구항
1 1
기판;상기 기판 상에 위치하는 하부 전극층;상기 하부 전극층 상에 위치하고, 할라이드 페로브스카이트 물질 내에서 전도성 필라멘트의 형성과 파괴에 의하여 저항 스위칭 동작을 수행하도록 다중층으로 이루어진 저항 스위칭층; 및상기 저항 스위칭층 상에 위치하는 상부 전극층;을 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자
2 2
제 1 항에 있어서,상기 저항 스위칭층은,상기 전도성 필라멘트를 형성하는 금속이 도핑된 금속 도핑층; 및상기 할라이드 페로브스카이트 물질을 포함하고, 그 내부에서 상기 금속에 의하여 상기 전도성 필라멘트가 형성되거나 또는 파괴되는 전도성 필라멘트 형성층;을 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자
3 3
제 2 항에 있어서,상기 전도성 필라멘트 형성층은 상기 하부 전극층 상에 위치하고,상기 금속 도핑층은 상기 전도성 필라멘트 형성층 상에 위치하는,저항 스위칭 메모리 소자
4 4
제 2 항에 있어서,상기 금속 도핑층은 상기 하부 전극층 상에 위치하고,상기 전도성 필라멘트 형성층은 상기 금속 도핑층 상에 위치하는,저항 스위칭 메모리 소자
5 5
제 2 항에 있어서,상기 금속 도핑층은 제1 금속 도핑층 및 제2 금속 도핑층을 포함하고,상기 제2 금속 도핑층은 상기 하부 전극층 상에 위치하고,상기 전도성 필라멘트 형성층은 상기 제2 금속 도핑층 상에 위치하고,상기 제1 금속 도핑층은 상기 전도성 필라멘트 형성층 상에 위치하는,저항 스위칭 메모리 소자
6 6
제 2 항에 있어서,상기 금속 도핑층에 도핑된 상기 금속은 상기 전도성 필라멘트 형성층으로 이동하여 상기 전도성 필라멘트를 형성하고,상기 전도성 필라멘트는 상기 상부 전극층과 상기 하부 전극층을 전기적으로 연결하는,저항 스위칭 메모리 소자
7 7
제 2 항에 있어서,상기 전도성 필라멘트 형성층에 형성되는 상기 전도성 필라멘트는 전기적 신호가 인가되면 형성되는 특성을 가지는,저항 스위칭 메모리 소자
8 8
제 2 항에 있어서,상기 금속 도핑층은, 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐-아연 산화물, 인듐-갈륨 산화물, 아연-주석 산화물, 알루미늄-아연 산화물, 갈륨-아연 산화물, 인듐-아연-주석 산화물, 인듐-갈륨-아연 산화물, 인듐-갈륨-주석 산화물, 하프늄 산화물, 하프늄-지르코늄 산화물, 지르코늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 티타늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물, 니켈 산화물, 마그네슘 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 구리 산화물, 및 알루미늄 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자
9 9
제 2 항에 있어서,상기 금속 도핑층은, 은, 구리, 철, 금, 티타늄, 아연, 마그네슘, 주석, 알루미늄, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 백금, 탄탈륨, 망간, 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나가 도핑된,저항 스위칭 메모리 소자
10 10
제 1 항에 있어서,상기 할라이드 페로브스카이트 물질은 ABX 구조를 가지는,(여기에서, "A"는 유기 양이온, "B"는 금속 양이온, 및 "X"는 할로겐 음이온을 의미함)저항 스위칭 메모리 소자
11 11
제 1 항에 있어서,상기 할라이드 페로브스카이트 물질은, CH3NH3PbI3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbCl3, CH3NH3SnI3, CH3NH3SnBr3, CH3NH3SnCl3, CH3NH3GeI3, CH3NH3GeBr3, CH3NH3GeCl3, CH3CH2NH3PbI3, CH3CH2NH3PbBr3, CH3CH2NH3PbCl3, CH3CH2NH3SnI3, CH3CH2NH3SnBr3, CH3CH2NH3SnCl3, CH3CH2NH3GeI3, CH3CH2NH3GeBr3, CH3CH2NH3GeCl3, [HC(NH2)2]PbI3, [HC(NH2)2]PbBr3, [HC(NH2)2]PbCl3, [HC(NH2)2]SnI3, [HC(NH2)2]SnBr3, [HC(NH2)2]SnCl3, [HC(NH2)2]GeI3, [HC(NH2)2]GeBr3, [HC(NH2)2]GeCl3, C(NH2)3PbI3, C(NH2)3PbBr3, C(NH2)3PbCl3, C(NH2)3SnI3, C(NH2)3SnBr3, C(NH2)3SnCl3, C(NH2)3GeI3, C(NH2)3GeBr3, C(NH2)3GeCl3, (C4H9NH3)2PbI4, (C4H9NH3)2PbBr4, (C4H9NH3)2PbCl4, (C4H9NH3)2SnI4, (C4H9NH3)2SnBr4, (C4H9NH3)2SnCl4, (C4H9NH3)2GeI4, (C4H9NH3)2GeBr4, (C4H9NH3)2GeCl4, (C6H5CH2NH3)2PbI4, (C6H5CH2NH3)2PbBr4, (C6H5CH2NH3)2PbCl4, (C6H5CH2NH3)2SnI4, (C6H5CH2NH3)2SnBr4, (C6H5CH2NH3)2SnCl4, (C6H5CH2NH3)2GeI4, (C6H5CH2NH3)2GeBr4, (C6H5CH2NH3)2GeCl4, (C6H5CH2CH2NH3)2PbI4, (C6H5CH2CH2NH3)2PbBr4, (C6H5CH2CH2NH3)2PbCl4, (C6H5CH2CH2NH3)2SnI4, (C6H5CH2CH2NH3)2SnBr4, (C6H5CH2CH2NH3)2SnCl4, (C6H5CH2CH2NH3)2GeI4, (C6H5CH2CH2NH3)2GeBr4, (C6H5CH2CH2NH3)2GeCl4, (HOOC(CH2)4NH3)2PbI4, (HOOC(CH2)4NH3)2PbBr4, (HOOC(CH2)4NH3)2PbCl4, (HOOC(CH2)4NH3)2SnI4, (HOOC(CH2)4NH3)2SnBr4, (HOOC(CH2)4NH3)2SnCl4, (HOOC(CH2)4NH3)2GeI4, (HOOC(CH2)4NH3)2GeBr4, 및 (HOOC(CH2)4NH3)2GeCl4 중 적어도 어느 하나를 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자
12 12
제 1 항에 있어서,상기 기판과 상기 하부 전극층 사이에 개재되어, 상기 기판과 상기 하부 전극층을 서로 접착시키는 접착층을 더 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자
13 13
기판;상기 기판 상에 위치하는 하부 전극층;상기 하부 전극층 상에 위치하고, 상기 하부 전극층을 노출하도록 관통하는 비아홀을 구비한 절연층;상기 비아홀 내에서 상기 하부 전극층 상에 위치하고, 할라이드 페로브스카이트 물질 내에서 전도성 필라멘트의 형성과 파괴에 의하여 저항 스위칭 동작을 수행하도록 다중층으로 이루어진 저항 스위칭층; 및상기 저항 스위칭층 상에 위치하는 상부 전극층;을 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자
14 14
제 13 항에 있어서,상기 절연층은, 상기 저항 스위칭층의 측벽을 형성하여, 상기 저항 스위치층을 개별화하는, 저항 스위칭 메모리 소자
15 15
제 13 항에 있어서,상기 절연층은, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물, 니켈 산화물, 마그네슘 산화물, 및 구리 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자
16 16
기판 상에 하부 전극층을 형성하는 단계;상기 하부 전극층 상에 절연층을 형성하는 단계;상기 절연층의 일부 영역을 제거하여, 상기 하부 전극층을 노출하는 비아홀을 형성하는 단계;상기 비아홀 내에 상기 하부 전극층 상에 위치하고, 할라이드 페로브스카이트 물질 내에서 전도성 필라멘트의 형성과 파괴에 의하여 저항 스위칭 동작을 수행하도록 다중층으로 이루어진 저항 스위칭층을 형성하는 단계; 및상기 저항 스위칭층 상에 상부 전극층을 형성하는 단계;를 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자의 제조방법
17 17
제 16 항에 있어서,상기 저항 스위칭층을 형성하는 단계는,상기 비아홀 내에 상기 하부 전극층 상에 전도성 필라멘트 형성층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 필라멘트 형성층 상에 금속 도핑층을 형성하는 단계;를 포함하는, 저항 스위칭 메모리 소자의 제조방법
18 18
제 17 항에 있어서,상기 전도성 필라멘트 형성층을 형성하는 단계는,상기 비아홀 내에 상기 하부 전극층 상에 금속 할로겐층을 형성하는 단계; 및상기 금속 할로겐층에 유기 할로겐 물질을 투입하여 상기 할라이드 페로브스카이트 물질을 형성함으로써, 상기 전도성 필라멘트 형성층을 형성하는 단계;를 포함하는, 저항 스위칭 메모리 소자의 제조방법
19 19
제 18 항에 있어서,상기 금속 할로겐층은 PbI2, PbBr2, PbCl2, SnI2, SnBr2, SnCl2, GeI2, GeBr2, 및 GeCl2 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하고,상기 유기 할로겐 물질은 CH3NH3I, CH3NH3Br, CH3NH3Cl, CH3CH2NH3I, CH3CH2NH3Br, CH3CH2NH3Cl, HC(NH2)2I, HC(NH2)2Br, HC(NH2)2Cl, C(NH2)3I, C(NH2)3Br, C(NH2)3Cl, (C4H9NH3)2I, (C4H9NH3)2Br, (C4H9NH3)2Cl, (C6H5CH2NH3)2I, (C6H5CH2NH3)2Br, (C6H5CH2NH3)2Cl, (C6H5CH2CH2NH3)2I, (C6H5CH2CH2NH3)2Br, (C6H5CH2CH2NH3)2Cl, (HOOC(CH2)4NH3)2I, (HOOC(CH2)4NH3)2Br, 및 (HOOC(CH2)4NH3)2Cl 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하고,상기 할라이드 페로브스카이트 물질은 CH3NH3PbI3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbCl3, CH3NH3SnI3, CH3NH3SnBr3, CH3NH3SnCl3, CH3NH3GeI3, CH3NH3GeBr3, CH3NH3GeCl3, CH3CH2NH3PbI3, CH3CH2NH3PbBr3, CH3CH2NH3PbCl3, CH3CH2NH3SnI3, CH3CH2NH3SnBr3, CH3CH2NH3SnCl3, CH3CH2NH3GeI3, CH3CH2NH3GeBr3, CH3CH2NH3GeCl3, [HC(NH2)2]PbI3, [HC(NH2)2]PbBr3, [HC(NH2)2]PbCl3, [HC(NH2)2]SnI3, [HC(NH2)2]SnBr3, [HC(NH2)2]SnCl3, [HC(NH2)2]GeI3, [HC(NH2)2]GeBr3, [HC(NH2)2]GeCl3, C(NH2)3PbI3, C(NH2)3PbBr3, C(NH2)3PbCl3, C(NH2)3SnI3, C(NH2)3SnBr3, C(NH2)3SnCl3, C(NH2)3GeI3, C(NH2)3GeBr3, C(NH2)3GeCl3, (C4H9NH3)2PbI4, (C4H9NH3)2PbBr4, (C4H9NH3)2PbCl4, (C4H9NH3)2SnI4, (C4H9NH3)2SnBr4, (C4H9NH3)2SnCl4, (C4H9NH3)2GeI4, (C4H9NH3)2GeBr4, (C4H9NH3)2GeCl4, (C6H5CH2NH3)2PbI4, (C6H5CH2NH3)2PbBr4, (C6H5CH2NH3)2PbCl4, (C6H5CH2NH3)2SnI4, (C6H5CH2NH3)2SnBr4, (C6H5CH2NH3)2SnCl4, (C6H5CH2NH3)2GeI4, (C6H5CH2NH3)2GeBr4, (C6H5CH2NH3)2GeCl4, (C6H5CH2CH2NH3)2PbI4, (C6H5CH2CH2NH3)2PbBr4, (C6H5CH2CH2NH3)2PbCl4, (C6H5CH2CH2NH3)2SnI4, (C6H5CH2CH2NH3)2SnBr4, (C6H5CH2CH2NH3)2SnCl4, (C6H5CH2CH2NH3)2GeI4, (C6H5CH2CH2NH3)2GeBr4, (C6H5CH2CH2NH3)2GeCl4, (HOOC(CH2)4NH3)2PbI4, (HOOC(CH2)4NH3)2PbBr4, (HOOC(CH2)4NH3)2PbCl4, (HOOC(CH2)4NH3)2SnI4, (HOOC(CH2)4NH3)2SnBr4, (HOOC(CH2)4NH3)2SnCl4, (HOOC(CH2)4NH3)2GeI4, (HOOC(CH2)4NH3)2GeBr4 및 (HOOC(CH2)4NH3)2GeCl4 중 적어도 어느 하나를 포함하는,저항 스위칭 메모리 소자의 제조방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 포항공과대학교산학협력단 소재부품산업미래성장동력(R＆D) 3D crosspoint 메모리를 위한 1010 이상의 선택비를 보이는 ultrasteep slope atomic switch 기반 선택소자 개발
2 과학기술정보통신부 포항공과대학교 미래소재디스커버리지원(R＆D) 고속대량 스크리닝 기법을 통해 선별된 소재를 이용한 멤리스터 제작 및 구동 메커니즘 분석
3 과학기술정보통신부 포항공과대학교 개인기초연구(R＆D) 뇌신경계를 모사한 액상기반 뉴로모픽 소자 및 집적화 공정 개발