KR101303086B1 - Data Storage Device Using Ferroelectric Polymer Thin Film and Method of Manufacturing for the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강유전 고분자 박막을 기판 일면에 형성된 전극층의 상면에 형성하여 정보 저장 및 보존이 가능한, 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명인 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체는 기판과, 상기 기판 일면에 형성된 전극층과, 상기 전극층 상면에 형성된 VDF와 TrFE가 70:30 내지 80:20 비율인 VDF-TrFE 강유전 고분자 박막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 일면에 전극층을 형성하는 단계와, VDF와 TrFE를 70:30 내지 80:20 비율로 혼합한 VDF-TrFE 펠렛을 준비하는 단계와, 상기 VDF-TrFE 펠렛을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시키는 단계와, 상기 용해된 용액을 상기 전극층 상면에 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 기판을 어닐링(Annealing) 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film and a method of manufacturing the same, and more particularly, to form a ferroelectric polymer thin film on the upper surface of the electrode layer formed on one side of the substrate to store and store information, the information using the ferroelectric polymer thin film A storage medium and a method of manufacturing the same.
An information storage medium using the ferroelectric polymer thin film of the present invention includes a substrate, an electrode layer formed on one surface of the substrate, and a VDF-TrFE ferroelectric polymer thin film having a VDF and TrFE of 70:30 to 80:20 at an upper surface of the electrode layer. It features.
In addition, the present invention comprises the steps of forming an electrode layer on one surface of the substrate, and preparing a VDF-TrFE pellets mixed with VDF and TrFE in a ratio of 70:30 to 80:20, and the VDF-TrFE pellets methyl ethyl ketone ( Methylethylketone) is dissolved in a solvent, coating the dissolved solution on the upper surface of the electrode layer, and annealing (Annealing) the coated substrate.
Description
본 발명은 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강유전 고분자 박막을 기판 일면에 형성된 전극층의 상면에 형성하여 정보 저장 및 보존이 가능한, 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film and a method of manufacturing the same, and more particularly, to form a ferroelectric polymer thin film on the upper surface of the electrode layer formed on one side of the substrate to store and store information, the information using the ferroelectric polymer thin film A storage medium and a method of manufacturing the same.
일반적으로 강유전체는 재료 내부에 존재하는 두 가지 상태의 자발 분극이 각각 0과 1의 비트 데이터로서 사용된다. 따라서, 강유전체는 데이터 기록, 기록 유지, 읽기 및 쓰기에 사용되는 메모리 소자에 적용이 가능하다. 그러나, 이를 이용한 정보 저장 매체는 일반적으로 산화물 강유전체를 기반으로 적용되기 때문에, 그 제조 방법이 복잡하고 550℃ 이상의 고온에서 제조해야 하는 문제가 있다.In general, ferroelectrics have two states of spontaneous polarization that exist inside a material as bit data of 0 and 1, respectively. Therefore, the ferroelectric can be applied to memory devices used for data writing, recording holding, reading and writing. However, since the information storage medium using the same is generally applied based on an oxide ferroelectric, there is a problem in that the manufacturing method is complicated and must be manufactured at a high temperature of 550 ° C. or higher.
한국 등록특허 10-0379415호 '강유전체 기록 매체 및 그 제조방법' 에서 정보 저장용 강유전체 기록 매체는 기판 위에 버퍼층, 하부 전극, 강유전체층, 상부 전극을 순차적으로 형성하고, 상부 전극의 소정영역들을 식각하여 강유전체층을 노출시킨 다음, 상부 전극을 포함한 전면에 절연층을 형성하고 상부 전극이 노출될 때까지 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법으로 절연층을 식각하여 표면을 평탄화시킨다. 절연층 형성 후에는, 기판을 600℃ 이상의 온도에서 열처리한다.In the ferroelectric recording medium and a method of manufacturing the same, a ferroelectric recording medium for information storage includes sequentially forming a buffer layer, a lower electrode, a ferroelectric layer, and an upper electrode on a substrate, and etching predetermined regions of the upper electrode. After exposing the ferroelectric layer, an insulating layer is formed on the front surface including the upper electrode, and the surface is planarized by etching the insulating layer by CMP (Chemical Mechanical Polishing) method until the upper electrode is exposed. After the insulating layer is formed, the substrate is heat treated at a temperature of 600 ° C or higher.
이와 같이 강유전체를 이용한 정보 저장 매체는 버퍼층, 전극층, 유전체층의 형성, 식각 공정, 표면 평탄화 및 열처리 공정을 거쳐야 하므로, 그 제조 방법이 복잡하다.As described above, since the information storage medium using the ferroelectric has to go through the formation of the buffer layer, the electrode layer, the dielectric layer, the etching process, the surface planarization, and the heat treatment process, the manufacturing method is complicated.
또한, 고온의 열처리 공정은 적어도 550℃ 이상에서 이루어져야 하므로 고온의 공정 환경이 필요하고 이에 따른 제작비용 상승의 문제가 있다.In addition, the high temperature heat treatment process should be at least 550 ° C or higher, so a high temperature process environment is required, thereby increasing the manufacturing cost.
본 발명은 위에서 서술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강유전성을 가지는 강유전 고분자 박막을 이용하여 기존의 공정 온도보다 낮은 120 내지 140℃ 내에서 정보 저장 매체의 어닐링(Annealing) 공정이 이루어지며, 산화물을 이용한 강유전체 매체보다 정보 저장 신뢰성이 높은 정보 저장 매체의 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, using a ferroelectric polymer thin film having a ferroelectric property annealing of the information storage medium is performed within 120 to 140 ℃ lower than the existing process temperature, using an oxide An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an information storage medium having higher information storage reliability than a ferroelectric medium.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 일면에 전극층을 형성하는 단계와, VDF와 TrFE를 70:30 내지 80:20 비율로 혼합한 VDF-TrFE 펠렛을 준비하는 단계와, 상기 VDF-TrFE 펠렛을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시키는 단계와, 상기 용해된 용액을 상기 전극층 상면에 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 기판을 어닐링(Annealing) 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of forming an electrode layer on one surface of the substrate, preparing a VDF-TrFE pellets mixed with VDF and TrFE in a ratio of 70:30 to 80:20, and the VDF- Dissolving the TrFE pellets in a methyl ethyl ketone solvent, coating the dissolved solution on the upper surface of the electrode layer, and annealing the coated substrate.
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상기 강유전 폴리머 펠렛 VDF-TrFE을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시키는 단계에서는, 강유전 폴리머 펠렛(VDF-TrFE)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시킨 용액의 농도가 0.1 내지 10wt% 이다.In the step of dissolving the ferroelectric polymer pellets VDF-TrFE in a methyl ethyl ketone solvent, the concentration of the solution of the ferroelectric polymer pellets (VDF-TrFE) dissolved in a methyl ethyl ketone solvent is 0.1 to 10 wt%.
더하여, 상기 용해된 용액을 상기 전극층 상면에 코팅하는 단계는, 스핀(Spin) 코팅, 스프레이(Spray) 코팅, 플로우(Flow) 코팅, 침지(Dip) 코팅 또는 침지-인상(Dip-Drawing) 코팅 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.In addition, coating the dissolved solution on the upper surface of the electrode layer may include spin coating, spray coating, flow coating, dip coating, or dip-drawing coating. It can be made of either.
상기 스핀(Spin) 코팅 시, 상기 기판에 상기 용액을 떨어뜨려 1000 내지 2000rpm으로 5 내지 15초간 회전시키며 코팅할 수 있다.When the spin coating, the solution may be dropped onto the substrate and coated while rotating at 1000 to 2000 rpm for 5 to 15 seconds.
마지막으로, 상기 코팅된 기판을 어닐링(Annealing) 하는 단계는, 상기 기판을 120 내지 140℃에서 0.5 내지 1.5시간 동안 어닐링(Annealing) 하는 것을 특징으로 한다.Finally, annealing the coated substrate is characterized by annealing the substrate at 120 to 140 ° C. for 0.5 to 1.5 hours.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 강유전 고분자 박막을 기판 일면에 형성된 전극층의 상면에 형성한 후, 기존의 산화물 강유전체보다 상대적으로 낮은 온도에서 어닐링(Annealing)을 함으로써, 고온의 공정 환경 및 그에 따른 제작 비용 절감의 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the ferroelectric polymer thin film is formed on the upper surface of the electrode layer formed on one surface of the substrate, and then annealed at a temperature relatively lower than that of the conventional oxide ferroelectric material, thereby resulting in a high-temperature processing environment and accordingly It is effective in reducing production costs.
또한, 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체는 산화물 강유전체보다 안정도가 높기 때문에 최종 경과 시간 및 동일 면적 대비 정보의 잔류량이 많은 효과가 있다.In addition, since the information storage medium using the ferroelectric polymer thin film has higher stability than the oxide ferroelectric, the final elapsed time and the amount of information remaining compared to the same area have an effect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VDF-TrFE 펠렛을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시키고, 상기 용해된 용액을 기판 일면에 형성된 전극층의 상면에 코팅하고, 어닐링(Annealing) 하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VDF와 TrFE가 75:25 비율이 바람직한 이유를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VDF-TrFE 펠렛을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시킨 용액의 농도가 1wt%인 것이 바람직한 이유를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체의 정보 저장 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체의 시간 경과에 따른 정보 잔류량을 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view illustrating an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart illustrating a method of manufacturing an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are dissolved VDF-TrFE pellets in a methyl ethyl ketone solvent in accordance with an embodiment of the present invention, the dissolved solution is coated on the upper surface of the electrode layer formed on one side of the substrate, annealing (Annealing) A perspective view for explaining the process.
6 is a graph illustrating a reason why a 75:25 ratio of VDF and TrFE is preferable according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph for explaining why the concentration of a solution in which a VDF-TrFE pellet is dissolved in a methylethylketone solvent according to an embodiment of the present invention is preferably 1wt%.
8 is a graph illustrating information storage characteristics of an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the amount of information remaining over time of an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 재현할 수 있도록 상세히 기술하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily reproduce.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체(100)는 기판(101)과, 상기 기판 일면에 형성된 전극층(102)과, 상기 전극층(102) 상면에 형성된 VDF와 TrFE가 70:30 내지 80:20 비율인 VDF-TrFE 강유전 고분자 박막(103)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the
강유전 고분자 박막(103)은 바람직하게는, VDF와 TrFE가 75:25 비율인 VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시킨 용액(106)을 사용하여 형성되며 상기 용액의 농도는 0.1 내지 10wt% 이다.The ferroelectric polymer
농도가 0.1wt% 미만일 경우, 상기 전극층(102) 상면에 형성되는 강유전 고분자 박막(103)이 너무 얇아지고, 전극층(102)과 박막(103) 사이에 존재하는 계면 효과로 인해 비트 데이터(bit data)의 기록이 어려워진다.When the concentration is less than 0.1wt%, the ferroelectric polymer
또한, 상기 용액(106)의 농도가 10wt%를 초과할 경우, 강유전 고분자 박막(103)의 두께가 두꺼워져, 동일한 양의 비트 데이터(bit data)를 기록하기 위해서 더 큰 전압의 인가가 필요하다.In addition, when the concentration of the
상기 VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시킨 용액(106)의 농도가 바람직하게는 1wt%이고, 이 때, 85nm 내지 95nm 두께의 강유전 고분자 박막(103)을 얻을 수 있다.The concentration of the
상기 전극층(102)은 알루미늄(Al), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 백금(Pt), 텅스텐(W), 금(Au), 이리듐(Ir) 또는 구리(Cu) 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어 질 수 있다.The
또한, 상기 기판(101)은 금(Au), 크롬(Cr), 이산화규소(SiO2) 또는 규소(Si) 중 어느 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.In addition, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flow chart illustrating a method of manufacturing an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체(100)의 제조방법은, 기판(101) 일면에 전극층(102)을 형성하는 단계(S101)와, VDF와 TrFE를 70:30 내지 80:20 비율로 혼합한 VDF-TrFE 펠렛(104)을 준비하는 단계(S102)와, 상기 VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시키는 단계(S103)와, 상기 용해된 용액(106)을 상기 전극층(102) 상면에 코팅하는 단계(S104)와, 상기 코팅된 기판(101)을 어닐링(Annealing) 하는 단계(S105)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, in the method of manufacturing the
상기 기판(101) 일면에 전극층(102)을 형성하는 단계(S101)에서는, 전극층(102)을 기판(101) 일면에 열 증착(Thermal evaporation), 전자선 증착(E-beam evaporation), 스퍼터(RF or DC sputter), 이 빔(E-beam), 전기 도금(Electro-plating) 또는 화학기상증착(Chemical vapor deposition) 방식 중 어느 하나의 방식으로 형성한다.In the step (S101) of forming the
상기 VDF와 TrFE를 70:30 내지 80:20 비율로 혼합한 VDF-TrFE 펠렛(104)을 준비하는 단계(S102)에서는, 바람직하게는 VDF와 TrFE를 75:25 비율로 혼합한 VDF-TrFE 펠렛(104)을 사용한다.In the preparing of the VDF-
상기 VDF와 TrFE를 75:25 비율로 혼합한 VDF-TrFE 펠렛(104)은 퀴리 온도(Curie temperature)가 130℃로 산화물 강유전체보다 상대적으로 낮고, 안정적인 강유전성 상(Ferroelectric phase)을 얻을 수 있다.The VDF-
상기 VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시키는 단계(S103)에서는, VDF-TrFE 펠렛을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시킨 용액(106)의 농도가 0.1 내지 10wt%인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 상기 용액(106)의 농도가 1wt% 이고, 농도가 0.1wt% 미만일 경우, 상기 전극층(102) 상면에 형성되는 강유전 고분자 박막(103)이 너무 얇아지고, 전극층(102)과 박막(103) 사이에 존재하는 계면 효과로 인해 비트 데이터(bit data)의 기록이 어려워진다. 또한, 상기 용액(106)의 농도가 10wt%를 초과할 경우, 강유전 고분자 박막(103)의 두께가 두꺼워져, 동일한 양의 비트 데이터(bit data)를 기록하기 위해서 더 큰 전압의 인가가 필요하다.In the step (S103) of dissolving the VDF-
상기 VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시킨 용액(106)의 농도가 1wt%일 경우, 85nm 내지 95nm 두께의 강유전 고분자 박막(103)을 얻을 수 있다. 상기 85nm 내지 95nm 두께는 전극층(102)과 박막(103) 사이의 손상이 적고, 미량의 전압 인가가 가능하며 비트 데이터(bit data)를 기록하기 용이한 조건이다.When the concentration of the
상기 용해된 용액을 상기 전극층(102) 상면에 코팅하는 단계(S104)에서는, 상기 전극층(102) 상면에 상기 용액(106)을 스핀(Spin) 코팅, 스프레이(Spray) 코팅, 플로우(Flow) 코팅, 침지(Dip) 코팅 또는 침지-인상(Dip-Drawing) 코팅 중 어느 하나의 방법을 사용하여 코팅한다.In the step (S104) of coating the dissolved solution on the upper surface of the
바람직하게는 스핀(Spin) 코팅을 이용하여 코팅하며, 상기 스핀(Spin) 코팅은, 상기 전극층(102)의 상면에 상기 용액(106)을 떨어뜨려 1000 내지 2000rpm 속도로 5 내지 15초간 회전시키며 코팅하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the coating is performed using a spin coating. The spin coating is performed by dropping the
이 때, 스핀 속도가 1000rpm 미만일 경우, 코팅이 고르지 않게 되거나 두껍게 형성되고, 2000rpm 초과일 경우, 박막(103) 두께가 너무 얇아질 수 있다. 바람직하게는, 1500rpm 속도에서 10초간 스핀 코팅이 이루어지며, 강유전 고분자 박막(103)의 두께는 85nm 내지 95nm로 형성될 수 있다.At this time, when the spin speed is less than 1000rpm, the coating becomes uneven or thick, and when it is more than 2000rpm, the thickness of the
상기 코팅된 기판(101)을 어닐링(Annealing) 하는 단계(S105)에서는, 상기 용액(106)으로 코팅된 기판(101)을 120 내지 140℃에서 0.5 내지 1.5시간 동안 어닐링(Annealing) 하는 것을 특징으로 한다.In the step of annealing the coated substrate 101 (S105), the
바람직하게는 상기 기판(101)을 130℃에서 1시간 동안 에어(Air) 분위기에서 어닐링(Annealing) 한다. 상기 어닐링(Annealing) 온도가 120℃ 미만이거나 140℃ 초과일 경우, 강유전 고분자 박막(103)의 결정성 및 강유전 특성이 증가하지 않는다.Preferably, the
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 VDF-TrFE 펠렛을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시키고, 상기 용해된 용액을 상기 전극층(102) 상면에 코팅하고, 어닐링(Annealing) 하는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.3 to 5 are dissolved VDF-TrFE pellets in a methyl ethyl ketone solvent in accordance with an embodiment of the present invention, the dissolved solution is coated on the upper surface of the
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, VDF와 TrFE가 75:25 비율인 VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시켜 농도가 1wt%인 용액(106)을 얻는다.As shown in FIGS. 3 to 5, the VDF-
또한, 상기 용해된 용액(106)을 스핀 판(108)에 놓인 기판 일면에 형성된 전극층(102)의 상면에 스포이드(107)를 이용하여 떨어뜨리고 1500rpm의 속도로 10초간 스핀 코팅을 실시한다.In addition, the dissolved
더하여, 전극층(102) 상면에 형성된 85nm 내지 95nm 두께의 강유전 고분자 박막(103)의 강유전 결정성을 증가시키기 위해 130℃에서 1시간 동안 에어(Air) 분위기에서 어닐링(Annealing)을 실시한다.In addition, annealing is performed in an air atmosphere at 130 ° C. for 1 hour to increase ferroelectric crystallinity of the 85 nm to 95 nm thick ferroelectric polymer
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VDF와 TrFE가 75:25 비율이 바람직한 이유를 설명하기 위한 그래프이다.6 is a graph illustrating a reason why a 75:25 ratio of VDF and TrFE is preferable according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, VDF와 TrFE가 75:25 비율일 경우, 퀴리 온도(Curie temperature)가 130℃로 산화물 강유전체보다 상대적으로 낮으면서, 안정적인 강유전성 상(Ferroelectric phase)을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 6, when the VDF and the TrFE are 75:25, the Curie temperature is 130 ° C., which is relatively lower than that of the oxide ferroelectric, and thus, a stable ferroelectric phase can be obtained.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시킨 용액(106)의 농도가 1wt%인 것이 바람직한 이유를 설명하기 위한 그래프이다.7 is a graph for explaining why the concentration of the
도 7에 도시된 바와 같이, VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시킨 용액(106)의 농도가 1wt% 일 때, 강유전 고분자 박막(103)의 두께가 85nm 내지 95nm로, 2wt%, 3wt% 등 농도가 증가할 때보다 박막의 두께가 얇게 형성된다. 박막의 두께가 두껍게 형성되면, 동일한 양의 비트 데이터(bit data)를 기록하기 위해서 더 큰 전압의 인가가 필요하다. 반면에, 박막(103)의 두께가 너무 얇게 형성되면, 전극층(102)과 박막(103) 사이에 존재하는 계면 효과로 인해 비트 데이터(bit data)의 기록이 어려워진다.As shown in FIG. 7, when the concentration of the
따라서, VDF-TrFE 펠렛(104)을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매(105)에 용해시킨 용액(106)의 농도가 1wt%일 때, 85nm 내지 95nm 두께로 강유전 고분자 박막(103) 형성이 가능하다. 또한, 이러한 두께는 전극층(102)과 박막(103) 사이의 손상이 적고 미량의 전압 인가가 가능하며 비트 데이터(bit data)를 기록하기 용이한 조건이다.Therefore, when the concentration of the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체의 정보 저장 특성을 나타낸 그래프이다.8 is a graph illustrating information storage characteristics of an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체는 기존의 산화물 매체와 정보 저장 특성을 비교할 수 있다.As shown in FIG. 8, an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention may compare information with a conventional oxide medium.
일반적으로 정보 저장 특성은 시정수(Time constant(τ)) 값이 클수록, 지수 인자(Exponential factor) 값이 작을수록, 좋다고 할 수 있다. 따라서, 그래프 내에 시정수(Time constant(τ)) 값이 가장 크고, 지수 인자(Exponential factor) 값이 가장 작은 빨간색 동그라미내의 VDF-TrFE 펠렛이 정보 저장 특성이 가장 우수하다고 할 수 있다. 따라서, VDF-TrFE 펠렛을 제외한 기존의 산화물 매체는 강유전 고분자 매체와 상대적으로 시정수(Time constant(τ)) 값이 작고, 지수 인자(Exponential factor) 값이 크므로, 정보 저장 특성이 상대적으로 좋지 않다고 할 수 있다.In general, the information storage characteristics are better as the time constant (τ) is larger and the smaller the exponential factor is. Therefore, it can be said that the VDF-TrFE pellet in the red circle having the largest time constant (τ) value and the smallest exponential factor value in the graph has the best information storage characteristic. Therefore, conventional oxide media, except for VDF-TrFE pellets, have a relatively small time constant (τ) value and a large exponential factor value compared to ferroelectric polymer media, so that information storage characteristics are relatively poor. I can say no.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체의 시간 경과에 따른 정보 잔류량을 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the amount of information remaining over time of an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 시간 경과(Lapsed time)에 따른 남겨진 정보 영역(Remained domain fraction)을 보면, 기존 산화물 매체와 비교하여 빨간색 동그라미내의 VDF-TrFE 펠렛이 가장 오랜 시간 동안 가장 많이 남겨진 정보 영역(Remained domain fraction)을 가지고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 9, the remaining domain fraction over time (Lapsed time) shows that the VDF-TrFE pellet in the red circle is the most remaining for the longest time compared to the existing oxide medium. It can be seen that it has a (Remained domain fraction).
따라서, 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체(100)는 기존 산화물 매체와 비교하여 우수한 정보 저장 능력을 지님을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the
본 발명 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms used throughout the specification of the present invention have been defined in consideration of the functions of the embodiments of the present invention and can be sufficiently modified according to the intentions and customs of the user or operator. It should be based on the contents of.
본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조 되는 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.While the invention has been described with reference to the preferred embodiments, which are referred to by the accompanying drawings, it will be apparent that various modifications are possible without departing from the scope of the invention within the scope covered by the claims set forth below from this description. .
100: 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체
101: 기판
102: 전극층
103: 강유전 고분자 박막
104: VDF-TrFE 펠렛
105: 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매
106: 강유전 폴리머 펠렛 VDF-TrFE을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시킨 용액
107: 스포이드
108: 스핀 판100: information storage medium using a ferroelectric polymer thin film
101: substrate
102: electrode layer
103: ferroelectric polymer thin film
104: VDF-TrFE Pellets
105: methyl ethyl ketone solvent
106: Solution of Ferroelectric Polymer Pellets VDF-TrFE Dissolved in Methylethylketone Solvent
107: dropper
108: spin plate
Claims (9)
VDF와 TrFE를 70:30 비율 내지 80:20 비율로 혼합한 VDF-TrFE 펠렛을 준비하는 단계;
상기 VDF-TrFE 펠렛을 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 용매에 용해시켜 그 용액의 농도가 0.1wt% 내지 10wt%로 만드는 단계;
상기 용해된 용액을 상기 전극층 상면에 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 기판을 어닐링(Annealing) 하는 단계;
로 이루어지는 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 제조방법.Forming an electrode layer on one surface of the substrate;
Preparing a VDF-TrFE pellet in which VDF and TrFE are mixed at a ratio of 70:30 to 80:20;
Dissolving the VDF-TrFE pellets in a methylethylketone solvent to make the concentration of the solution 0.1wt% to 10wt%;
Coating the dissolved solution on an upper surface of the electrode layer; And
Annealing the coated substrate;
Information storage medium manufacturing method using a ferroelectric polymer thin film made of.
열 증착(Thermal evaporation), 전자선 증착(E-beam evaporation), 스퍼터(RF or DC sputter), 이 빔(E-beam), 전기 도금(Electro-plating) 또는 화학기상증착(Chemical vapor deposition) 방식 중 어느 한 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 제조방법.The method of claim 4, wherein the forming of the electrode layer on one surface of the substrate comprises:
Thermal evaporation, E-beam evaporation, RF or DC sputter, E-beam, Electro-plating, or Chemical Vapor Deposition An information storage medium manufacturing method using a ferroelectric polymer thin film, characterized in that formed in any one way.
스핀(Spin) 코팅, 스프레이(Spray) 코팅, 플로우(Flow) 코팅, 침지(Dip) 코팅 또는 침지-인상(Dip-Drawing) 코팅 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 제조방법.The method of claim 4, wherein the coating of the dissolved solution on the upper surface of the electrode layer,
Manufacture of information storage media using ferroelectric polymer thin film, characterized in that any one of spin coating, spray coating, flow coating, dip coating or dip-drawing coating Way.
상기 기판에 상기 용액을 떨어뜨려 1000rpm 내지 2000rpm으로 5초 내지 15초간 회전시키며 코팅하는 것을 특징으로 하는 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 제조방법.The method of claim 7, wherein the spin coating (Spin),
Dropping the solution on the substrate and rotating the coating for 5 to 15 seconds at 1000rpm to 2000rpm coating information storage medium using a ferroelectric polymer thin film, characterized in that the coating.
상기 기판을 120℃ 내지 140℃에서 0.5시간 내지 1.5시간 동안 어닐링(Annealing) 하는 것을 특징으로 하는 강유전 고분자 박막을 이용한 정보 저장 매체 제조방법.
The method of claim 4, wherein the annealing of the coated substrate comprises:
Method of manufacturing an information storage medium using a ferroelectric polymer thin film, characterized in that the annealing (annealing) the substrate at 120 ℃ to 140 ℃ for 0.5 hours to 1.5 hours.
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KR20080012999A (en) * | 2005-06-14 | 2008-02-12 | 띤 필름 일렉트로닉스 에이에스에이 | A method in the fabrication of a ferroelectric memory device |
KR20100071284A (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-29 | 연세대학교 산학협력단 | Capacitor, fefet and fefet type non-volatile memory with ordered ferroelectirc pvdf-trfe thin film by high throughput epitaxy |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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IEEE TOD AND MR VOL.50, NO.4, DECEMBER 2005 * |
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