KR101173610B1 - Resistive switching memory of using solid electrolyte including multiple metallic layers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리에 관한 것으로서 금속을 포함하는 고체 전해질 및 고체 전해질에 전압을 인가하는 전극을 포함하고, 고체 전해질에 적어도 하나 이상의 금속층이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하며, 전극과 전극 사이에 있는 고체 전해질 내의 고저항 영역과 저저항 영역의 분포를 균일하게 만들 수 있어 멀티 레벨 동작에 필요한 레벨 간 저항값 마진이나 레벨 내 저항값의 산포를 줄일 수 있다.The present invention relates to a resistance change memory using a solid electrolyte, comprising a solid electrolyte containing a metal and an electrode for applying a voltage to the solid electrolyte, wherein at least one metal layer is inserted into the solid electrolyte. The distribution of the high and low resistance regions in the solid electrolyte between the electrodes can be made uniform, thereby reducing the margin of resistance between levels and the distribution of resistance values within the level required for multi-level operation.
Description
본 발명은 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극과 전극 사이의 고체 전해질 내에 존재하는 고저항 영역과 저저항 영역 분포의 균일성을 향상시켜 멀티 레벨 동작에 필요한 레벨 간 저항값 마진이나 레벨 내 저항값의 산포를 줄이는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance change memory using a solid electrolyte, and more particularly, to improve the uniformity of distribution of high resistance region and low resistance region existing in the solid electrolyte between the electrode and the electrode, thereby increasing the interlevel resistance required for multi-level operation. It relates to a resistance change memory using a solid electrolyte that reduces value margin or dispersion of resistance values in a level.
저항 변화 메모리는 저전력, 초고속, 비휘발성, 및 단순한 구조 등의 특징을 가지고 플래쉬 메모리와 경쟁 혹은 우월한 차세대 비휘발성 메모리 소자 중 한 종류이다. 저항변화 메모리는 금속 산화물(TiO, CuO)을 이용한 경우와 고체 전해질을 이용한 경우, 두 가지로 분류할 수 있다. 선행연구에 따르면 일정한 세기, 즉 문턱 전압(Vth) 이상의 전압신호가 가해질 경우 고체 전해질에 포함된 구리 혹은 은이 전극의 방향으로 수직하게 이동, 집중됨으로써 저항이 낮은 일정영역을 형성하고 그에 따라 소자 양단 간의 저항값의 변화를 유도하게 된다. 문턱 전압을 넘어서는 전압이 인가될 경우 그 세기와 시간에 따라 고저항영역(구리나 은이 자연적으로 퍼져있는 영역)과 저저항영역(구리나 은이 인가된 전압에 의한 전기장에 의해 밀집된 영역)의 경계면 이동으로 인해 소자의 저항값은 다양한 값을 가질 수 있다. 즉, 인가 전압에 따라 여러 레벨의 저항값을 세팅하고 유지할 수 있어서 멀티 비트 동작이 가능해진다. 하지만 전극의 형태나 금속(구리나 은)의 분포에 따라 각각의 소자 내에서 형성되는 저저항층은 특히 수직방향으로 두께나 폭의 산포(dispersion)가 발생할 수 있는 가능성이 높다. 두께나 폭의 산포를 줄이는 방법으로는 전해질의 두께를 줄이는 방법이 있는데 이 경우 전압이 인가되지 않는 상태(OFF)의 저항값이 필요 이상으로 커질 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 고체 전해질의 두께를 줄이지 않으면서, 고체 전해질 내 저저항층의 두께나 폭의 산포가 발생하지 않도록 하는 방법이 필요하다.The resistive change memory is one of the next generation nonvolatile memory devices that has characteristics such as low power, ultrafast, nonvolatile, and simple structure, and is superior to or superior to flash memory. Resistance change memory can be classified into two types, one using metal oxides (TiO, CuO) and one using solid electrolytes. According to a previous study, when a voltage signal of a certain intensity, that is, a threshold voltage (V th ) or more is applied, copper or silver contained in the solid electrolyte moves and concentrates vertically in the direction of the electrode, thereby forming a constant region having a low resistance, and thus, both ends of the device. The resistance value of the liver is induced. When a voltage exceeding the threshold voltage is applied, the boundary surface moves between the high resistance region (the region where copper or silver is naturally spread) and the low resistance region (the region concentrated by the electric field caused by the applied voltage). Therefore, the resistance value of the device may have various values. That is, it is possible to set and maintain various levels of resistance values according to the applied voltage, thereby enabling multi-bit operation. However, depending on the shape of the electrode and the distribution of the metal (copper or silver), the low resistance layer formed in each device is particularly likely to have dispersion of thickness or width in the vertical direction. As a method of reducing the thickness or the spread of the width, there is a method of reducing the thickness of the electrolyte. In this case, there is a problem in that a resistance value in a state in which no voltage is applied (OFF) may be larger than necessary. Therefore, there is a need for a method of preventing the dispersion of the thickness or width of the low resistance layer in the solid electrolyte without reducing the thickness of the solid electrolyte.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 전극과 전극 사이의 고체 전해질 내에 존재하는 고저항 영역과 저저항 영역 분포의 균일성을 향상시켜 멀티 레벨 동작에 필요한 레벨 간 저항값 마진이나 레벨 내 저항값의 산포를 줄일 수 있는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리를 제공하는 것이다.Accordingly, the first problem to be solved by the present invention is to improve the uniformity of the distribution of the high resistance region and the low resistance region existing in the solid electrolyte between the electrode and the electrode, thereby increasing the resistance level margin or intra-level resistance required for multi-level operation. It is to provide a resistance change memory using a solid electrolyte that can reduce the spread of the value.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 전극과 전극 사이의 고체 전해질 내에 존재하는 고저항 영역과 저저항 영역 분포의 균일성을 향상시켜 멀티 레벨 동작에 필요한 레벨 간 저항값 마진이나 레벨 내 저항값의 산포를 줄일 수 있는 고체 전해질을 이용한 스위칭 소자를 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is to improve the uniformity of the distribution of the high resistance region and the low resistance region existing in the solid electrolyte between the electrode and the electrode. It is to provide a switching device using a solid electrolyte that can reduce the dispersion.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 금속을 포함하는 고체 전해질, 및 상기 고체 전해질에 전압을 인가하는 전극을 포함하고, 상기 고체 전해질에 적어도 하나 이상의 금속층이 삽입되어 있는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리를 제공한다.The present invention, in order to achieve the first object, a resistance using a solid electrolyte comprising a solid electrolyte containing a metal, and an electrode for applying a voltage to the solid electrolyte, the at least one metal layer is inserted into the solid electrolyte Provide change memory.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나 이상의 금속층은 상기 고체 전해질의 길이 방향에 수직하게 삽입될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the at least one metal layer may be inserted perpendicular to the longitudinal direction of the solid electrolyte.
또한, 상기 고체 전해질은 텔룰라이드(Te) 계열 또는 캘코지나이드(chalcogenide) 계열일 수 있고, 상기 고체 전해질이 포함하는 금속은 구리 또는 은이 될 수 있다.In addition, the solid electrolyte may be a telluride series or a chalcogenide series, and the metal included in the solid electrolyte may be copper or silver.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나 이상의 금속층은 일정한 간격마다 상기 고체 전해질 내에 위치할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the at least one metal layer may be located in the solid electrolyte at regular intervals.
상기 전극에 인가하는 전압이 일정 전압을 초과하는 경우에 온 상태가 되고, 상기 일정 전압 이하인 경우에 오프 상태가 될 수 있다.When the voltage applied to the electrode exceeds a predetermined voltage, it may be turned on, and when it is below the predetermined voltage, it may be turned off.
상기 전극에 인가하는 전압이 증가함에 따라 상기 고체 전해질이 포함한 금속에 의한 저저항 영역이 증가함으로써, 상기 고체 전해질을 통과하는 전류가 증가할 수 있다.As the voltage applied to the electrode increases, the low resistance region due to the metal included in the solid electrolyte increases, so that the current passing through the solid electrolyte may increase.
상기 삽입된 금속층에 의해 상기 전극에 전압을 인가하는 경우 상기 고체 전해질 내의 금속 분포의 균일성이 증가할 수 있다.When voltage is applied to the electrode by the inserted metal layer, uniformity of metal distribution in the solid electrolyte may increase.
상기 전극에 인가하는 전압에 따라 상기 고체 전해질에 흐르는 전류가 변화하는 특성을 이용하여 멀티 비트를 구현할 수 있다.The multi-bit may be implemented by using a characteristic in which a current flowing in the solid electrolyte changes according to the voltage applied to the electrode.
본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여, 금속을 포함하는 고체 전해질, 및 상기 고체 전해질에 전압을 인가하는 전극을 포함하고, 상기 고체 전해질에 적어도 하나 이상의 금속층이 삽입되어 있는 고체 전해질을 이용한 스위칭 소자를 제공한다.In order to achieve the second object, the present invention includes a solid electrolyte comprising a metal, and an electrode for applying a voltage to the solid electrolyte, and switching using the solid electrolyte having at least one metal layer inserted into the solid electrolyte. Provided is an element.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전극에 인가하는 전압이 일정 전압을 초과하는 경우에 온 상태가 되고, 상기 일정 전압 이하인 경우에 오프 상태가 될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the voltage may be turned on when the voltage applied to the electrode exceeds a predetermined voltage, and may be turned off when the voltage is less than the predetermined voltage.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 금속층은 상기 고체 전해질의 길이 방향에 수직하게 삽입될 수 있다.In addition, the at least one metal layer may be inserted perpendicular to the longitudinal direction of the solid electrolyte.
본 발명에 따르면, 전극과 전극 사이의 고체 전해질 내에 존재하는 고저항 영역과 저저항 영역 분포의 균일성을 향상시켜 멀티 레벨 동작에 필요한 레벨 간 저항값 마진이나 레벨 내 저항값의 산포를 줄일 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 저항 변화 메모리의 멀티 비트 동작을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.According to the present invention, the uniformity of the distribution of the high resistance region and the low resistance region existing in the solid electrolyte between the electrode and the electrode can be improved to reduce the resistance level margin or the distribution of the resistance level within the level required for the multi-level operation. . In addition, according to the present invention, it is possible to more effectively implement the multi-bit operation of the resistance change memory.
도 1은 저항 변화 메모리에 인가하는 전압에 따른 저항 변화 메커니즘을 나타낸 도면이다.
도 2는 저항 변화 메모리의 IV 특성을 도시한 것이다.
도 3은 하나의 전극이 있는 경우 종래의 저항 변화 메모리와 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리를 도시한 것이다.
도 4는 다수의 전극이 있는 경우 종래의 저항 변화 메모리와 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 변화 메모리를 도시한 것이다.1 is a diagram illustrating a resistance change mechanism according to a voltage applied to a resistance change memory.
2 illustrates IV characteristics of the resistance change memory.
3 illustrates a conventional resistance change memory and a resistance change memory according to an embodiment of the present invention when there is one electrode.
4 illustrates a conventional resistance change memory and a resistance change memory according to an embodiment of the present invention when there are a plurality of electrodes.
5 illustrates a resistance change memory according to another embodiment of the present invention.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.Prior to the description of the specific contents of the present invention, for the convenience of understanding, the outline of the solution of the problem to be solved by the present invention or the core of the technical idea will be presented first.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리는 구리와 은과 같은 금속 물질을 포함하는 고체 전해질과 고체 전해질에 전압을 인가하는 전극으로 구성되며, 고체 전해질에 적어도 하나 이상의 금속층이 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.Resistance change memory using a solid electrolyte according to an embodiment of the present invention is composed of a solid electrolyte comprising a metal material such as copper and silver and an electrode for applying a voltage to the solid electrolyte, at least one metal layer is inserted into the solid electrolyte It is characterized by that.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 아울러 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereby. Detailed Description of the Invention The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on the preferred embodiments of the present invention for clarifying the solutions to the problems to be solved by the present invention. If it is determined that other matters other than this may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 실시예로서 제시하는 저항변화 메모리와 스위칭 소자는 고체 전해질이 상단과 하단의 전극 사이에 위치하고, 고체 전해질은 구리 또는 은이 포함된 금속 물질을 포함하고 있는 구조로써 인가되는 전압의 크기와 시간에 따라 저항의 변화가 유도되고 전압이 끊긴 경우에도 그 저항특성을 유지하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리 소자이다.In the resistance change memory and the switching device proposed as an embodiment of the present invention, the solid electrolyte is positioned between the upper and lower electrodes, and the solid electrolyte includes a metal material containing copper or silver, and the magnitude and time of the applied voltage. In this case, a resistance change is induced and the resistance characteristic is maintained even when the voltage is cut off.
도 1은 저항 변화 메모리에 인가하는 전압에 따른 저항 변화 메커니즘을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a resistance change mechanism according to a voltage applied to a resistance change memory.
도 1을 참조하면, 저항 변화 메모리는 저저항 영역(110)과 고저항 영역(120)으로 구분된다.Referring to FIG. 1, the resistance change memory is divided into a
도 1(a)는 OFF 상태에서 저항 변화 메모리의 고저항 영역(120)의 분포를 나타낸 것이다. OFF 상태는 전극에 인가된 전압(Vapp)이 문턱 전압(Vth)보다 작을 때 발생하는 상태이다. FIG. 1A shows the distribution of the
OFF 상태에서는 고체 상태 전해질(solid-state electrolyte) 영역이 저항 변화 메모리의 대부분을 차지하는 것을 알 수 있으며, 전압 인가시 저전류가 흐르게 된다. 고체 상태 전해질은 GeTe를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the OFF state, the solid-state electrolyte occupies most of the resistance change memory, and a low current flows when a voltage is applied. The solid state electrolyte may use GeTe, but is not limited thereto.
도 1(b)와 도 1(c)는 ON 상태 저항 변화 메모리의 저저항 영역(110)과 고저항 영역(120)의 분포를 나타낸 것이다. 1 (b) and 1 (c) show distributions of the
도 1(b)는 전극에 인가된 전압(Vapp)이 문턱 전압(Vth)보다 클 때의 분포이고, 도 1(c)는 전극에 인가된 전압(Vapp)이 도 1(b)에서의 전극에 인가된 전압(Vapp)보다 더 클 때의 분포이다. 전극에 인가된 전압(Vapp)이 커질수록 저저항 영역(110)의 넓이가 넓어지는 것을 알 수 있다.Figure 1 (b) is the distribution when the voltage (V app) applied to the electrodes is larger than the threshold voltage (V th), Figure 1 (c) is a voltage (V app) is Fig. 1 (b) applied to the electrode It is a distribution when it is larger than the voltage Vapp applied to the electrode at. As the voltage Vapp applied to the electrode increases, the width of the
도 1(b)와 도 1(c)에 도시된 저저항 영역(110)은 금속이 많은 영역(metal-rich)이므로, 낮은 저항값을 갖는다. 저저항 영역(110)의 금속은 구리와 은을 예로 들 수 있으나, 고저항 영역(120)보다 낮은 저항을 갖는 금속이라면, 다른 금속도 사용 가능할 것이다.Since the
도 1(b)의 전극에 인가된 전압보다 도 1(c)의 전극에 인가된 전압이 크기 때문에 저저항 영역(110)의 크기도 더 넓게 분포가 되어 있음을 알 수 있다. 그 결과 도 1(c)에 흐르는 전류가 도 1(b)에 흐르는 전류보다 고전류가 흐르는 것을 개념적으로 도시하였다.Since the voltage applied to the electrode of FIG. 1 (c) is greater than the voltage applied to the electrode of FIG. 1 (b), it can be seen that the size of the
도 2는 저항 변화 메모리의 IV 특성을 도시한 것이다.2 illustrates IV characteristics of the resistance change memory.
도 2를 참조하면, 저항 변화 메모리의 전극에 인가된 전압이 문턱 전압에 이르기 전까지는 전류가 거의 흐르지 않는다. Referring to FIG. 2, little current flows until the voltage applied to the electrode of the resistance change memory reaches a threshold voltage.
저항 변화 메모리의 전극에 인가된 전압이 문턱 전압을 넘어서게 되면, 전류가 급격하게 증가하기 시작함을 알 수 있다. It can be seen that when the voltage applied to the electrode of the resistance change memory exceeds the threshold voltage, the current starts to increase rapidly.
또한, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리는 스위칭 소자로도 이용이 가능하다. In addition, referring to Figure 2, the resistance change memory according to an embodiment of the present invention can be used as a switching element.
전극에 인가된 전압(Vapp)이 문턱 전압(Vth)보다 작을 때는 전류가 거의 흐르지 않으므로, 오프 상태가 되고, 전극에 인가된 전압(Vapp)이 문턱 전압(Vth)보다 클 때 온 상태가 되는 것을 이용하여 스위칭할 수 있다. When the voltage V app applied to the electrode is less than the threshold voltage V th , almost no current flows, and thus the state is turned off. When the voltage V app applied to the electrode is greater than the threshold voltage V th, the signal is turned off. The state can be used to switch.
한편, 금속 산화물을 이용한 저항 변화 메모리는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리가 갖는 온-오프 전압의 약 5배 정도의 전압으로 초기화하여야 하므로, 고체 전해질을 이용하는 경우 낮은 온-오프 전압을 갖는 이점이 있다.On the other hand, since the resistance change memory using a metal oxide should be initialized to about 5 times the on-off voltage of the resistance change memory using a solid electrolyte according to an embodiment of the present invention, when using a solid electrolyte, There is an advantage of having an off voltage.
도 3은 하나의 전극이 있는 경우 종래의 저항 변화 메모리와 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리를 도시한 것이다. 도 3(a)는 종래의 저항 변화 메모리이고, 도 3(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리이다.3 illustrates a resistance change memory using a conventional resistance change memory and a solid electrolyte according to an embodiment of the present invention when there is one electrode. 3 (a) is a conventional resistance change memory, Figure 3 (b) is a resistance change memory using a solid electrolyte according to an embodiment of the present invention.
도 3(b)를 참조하면, 금속층이 고체 전해질의 길이 방향에 수직한 상태로 삽입된 것이 나타나 있다. 금속층이 삽입되는 간격은 일정할 수도 있고, 일정하지 않을 수도 있다. Referring to Figure 3 (b), it is shown that the metal layer is inserted in a state perpendicular to the longitudinal direction of the solid electrolyte. The interval at which the metal layer is inserted may or may not be constant.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 저항 변화 메모리는 금속층으로 구분되는 다층의 고체 전해질을 이용한 것이다. 고체 전해질에는 구리나 은과 같은 금속이 포함되어 있으며, 이러한 고체 전해질을 이용한 저항변화 메모리 소자의 신뢰성있는 멀티 비트 동작을 위해 고체 전해질 층에 적어도 하나의 층 이상의 다수의 금속층을 포함한다.That is, the resistance change memory according to the embodiment of the present invention uses a multilayer solid electrolyte divided into metal layers. The solid electrolyte includes a metal such as copper or silver, and includes a plurality of metal layers of at least one layer in the solid electrolyte layer for reliable multi-bit operation of the resistance change memory device using the solid electrolyte.
도 4는 다수의 전극이 있는 경우 종래의 저항 변화 메모리와 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리를 도시한 것이다. 도 4(a)는 종래의 저항 변화 메모리이고, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리이다.4 illustrates a conventional resistance change memory and a resistance change memory according to an embodiment of the present invention when there are a plurality of electrodes. 4A is a conventional resistance change memory, and FIG. 4B is a resistance change memory according to an embodiment of the present invention.
도 4(a)를 참조하면, 고체 전해질은 고저항 영역으로 분류되고, 고체 전해질 내에 분포되어 있는 금속이 풍부한 영역은 저저항 영역이 된다. 그러나 금속이 풍부한 영역의 분포가 일정하지 않음을 알 수 있다. Referring to FIG. 4A, the solid electrolyte is classified into a high resistance region, and the metal-rich region distributed in the solid electrolyte becomes a low resistance region. However, it can be seen that the distribution of the metal-rich regions is not constant.
반면, 도 4(b)를 참조하면, 금속층이 기판층에 평행하게 전해질 내에 삽입되어 있다. 삽입된 금속층은 수직 방향의 저저항 영역 분포의 불균일성을 줄여준다. On the other hand, referring to Figure 4 (b), the metal layer is inserted into the electrolyte parallel to the substrate layer. The embedded metal layer reduces the nonuniformity of the low resistance region distribution in the vertical direction.
고체 전해질 하부에는 SiO2와 Si 기판층이 형성되어 있다. 도 4(b)에는 2개의 금속층이 기판층에 평행하게 삽입되어 있으나 다수의 금속층이 삽입될 수 있을 것이다.SiO 2 and Si substrate layers are formed under the solid electrolyte. In FIG. 4B, two metal layers are inserted parallel to the substrate layer, but a plurality of metal layers may be inserted.
고체 전해질 층에 적어도 하나 이상의 금속층이 삽입되어 있고, 구리나 은이 포함된 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리에 있어서, 고체 전해질은 텔룰라이드 계열 혹은 캘코지나이드 계열 화합물이고, 금속층은 전기를 통할 수 있는 모든 종류의 금속층을 포함할 수 있다.At least one metal layer is inserted into the solid electrolyte layer, and in a resistance change memory using a solid electrolyte containing copper or silver, the solid electrolyte is a telluride-based or chalcogenide-based compound, and the metal layer is electrically conductive. It may comprise a kind of metal layer.
또한, 전극과 전극 사이에 수직한 방향(소자에 평행한 방향)으로 다수의 금속층을 일정한 혹은 선택된 간격을 가지고 삽입을 하게 되면 각각의 레벨에 따른 수직방향의 고저항/저저항 영역의 분포를 어느 수준 이하로 균일하게 만들 수 있어 멀티 레벨 동작에 필요한 레벨 간 저항값의 마진이나 레벨내 저항값의 산포를 줄일 수 있다.In addition, when a plurality of metal layers are inserted at a predetermined or selected interval in a vertical direction (a direction parallel to the device) between the electrodes, the distribution of the high-resistance / low-resistance regions in the vertical direction for each level is determined. It can be made even below the level, reducing the margin of resistance between levels and the distribution of resistance within levels required for multi-level operation.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 변화 메모리를 도시한 것이다.5 illustrates a resistance change memory according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 전극에 대응하는 금속층의 갯수를 전극별로 다르게 할 수 있다. 전극에 대응하는 금속층을 다르게 하면, 용도나 필요에 따라 전극을 선택적으로 이용할 수 있을 것이다.Referring to FIG. 5, the number of metal layers corresponding to the electrodes may be different for each electrode. If the metal layer corresponding to the electrode is different, the electrode may be selectively used according to the use or the need.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
저항변화 메모리는 기본적으로 저전력, 초고속, 그리고 비휘발성 특성을 가지고 있어 급속히 그 시장이 확대되고 있는 모바일 디바이스를 위한 메모리 소자의 필요 특성을 포함하고 있어 기존 플래쉬 메모리의 대체 혹은 병행 사용이 기대된다. 또한, 멀티 비트 동작을 통한 고집적화 실현으로 초고밀도 고용량을 통한 모바일 기기용 메모리 및 고속의 스위칭 소자에도 활용이 가능하다.Resistance change memory is basically low-power, ultra-fast, and non-volatile characteristics, including the necessary characteristics of the memory device for the mobile device is expanding rapidly, it is expected to replace or use the existing flash memory in parallel. In addition, by realizing high integration through multi-bit operation, it can be utilized in memory for mobile devices and high speed switching devices through ultra high density and high capacity.
Claims (12)
상기 고체 전해질에 전압을 인가하는 복수의 전극들을 포함하고,
상기 고체 전해질에 복수의 금속층들이 삽입되어 있고,
상기 삽입되는 복수의 금속층들의 삽입 길이를 다르게 함으로써, 각각의 전극에 대응하는 금속층의 갯수를 전극별로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.Solid electrolytes comprising metals; And
A plurality of electrodes for applying a voltage to the solid electrolyte,
A plurality of metal layers are inserted into the solid electrolyte,
By varying the insertion length of the plurality of metal layers to be inserted, the resistance change memory using a solid electrolyte, characterized in that the number of metal layers corresponding to each electrode is different for each electrode.
상기 복수의 금속층들은 상기 고체 전해질의 길이 방향에 수직하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 1,
And the plurality of metal layers are inserted perpendicularly to a length direction of the solid electrolyte.
상기 고체 전해질은 텔룰라이드 계열 또는 캘코지나이드(chalcogenide) 계열인 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 2,
The solid electrolyte is resistance change memory using a solid electrolyte, characterized in that the telluride series or chalcogenide (chalcogenide) series.
상기 고체 전해질이 포함하는 금속은 구리 또는 은인 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 1,
The resistance change memory using a solid electrolyte, characterized in that the metal contained in the solid electrolyte is copper or silver.
상기 복수의 금속층들은 일정한 간격마다 상기 고체 전해질 내에 위치한 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 2,
And the plurality of metal layers are located in the solid electrolyte at regular intervals.
상기 전극에 인가하는 전압이 일정 전압을 초과하는 경우에 온 상태가 되고, 상기 일정 전압 이하인 경우에 오프 상태가 되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 1,
The resistance change memory using the solid electrolyte, characterized in that the on-state when the voltage applied to the electrode exceeds a predetermined voltage, and the off state when the voltage applied to the electrode is less than the predetermined voltage.
상기 전극에 인가하는 전압이 증가함에 따라 상기 고체 전해질이 포함한 금속에 의한 저저항 영역이 증가함으로써, 상기 고체 전해질을 통과하는 전류가 증가하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 1,
The resistance change memory using the solid electrolyte, characterized in that as the voltage applied to the electrode increases, the low resistance region by the metal contained in the solid electrolyte increases, so that the current passing through the solid electrolyte increases.
상기 전극에 전압을 인가하는 경우 상기 삽입된 금속층에 의해 상기 고체 전해질 내의 금속 분포의 균일성이 증가하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 1,
The resistance change memory using the solid electrolyte, characterized in that the uniformity of the metal distribution in the solid electrolyte is increased by the inserted metal layer when a voltage is applied to the electrode.
상기 전극에 인가하는 전압에 따라 상기 고체 전해질에 흐르는 전류가 변화하는 특성을 이용하여 멀티 비트를 구현하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 저항 변화 메모리.The method of claim 1,
The resistance change memory using a solid electrolyte, characterized in that to implement a multi-bit by using a characteristic that the current flowing in the solid electrolyte changes in accordance with the voltage applied to the electrode.
상기 고체 전해질에 전압을 인가하는 복수의 전극들을 포함하고,
상기 고체 전해질에 복수의 금속층들이 삽입되어 있고,
상기 삽입되는 복수의 금속층들의 삽입 길이를 다르게 함으로써, 각각의 전극에 대응하는 금속층의 갯수를 전극별로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 스위칭 소자.Solid electrolytes comprising metals; And
A plurality of electrodes for applying a voltage to the solid electrolyte,
A plurality of metal layers are inserted into the solid electrolyte,
Switching elements using a solid electrolyte, characterized in that by varying the insertion length of the plurality of metal layers to be inserted, the number of metal layers corresponding to each electrode for each electrode.
상기 전극에 인가하는 전압이 일정 전압을 초과하는 경우에 온 상태가 되고, 상기 일정 전압 이하인 경우에 오프 상태가 되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 스위칭 소자.11. The method of claim 10,
The switching element using the solid electrolyte, characterized in that the on state when the voltage applied to the electrode exceeds a predetermined voltage, and the off state when the voltage applied to the electrode is less than the predetermined voltage.
상기 복수의 금속층들은 상기 고체 전해질의 길이 방향에 수직하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 고체 전해질을 이용한 스위칭 소자.11. The method of claim 10,
The plurality of metal layers is a switching element using a solid electrolyte, characterized in that inserted in the longitudinal direction of the solid electrolyte.
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