KR101563027B1 - 천연 또는 합성 셀룰로오스 섬유 또는 그 혼합물에 기반한 종이를 물리적인 지지부로서 생성하고 이용하는 프로세싱 및 활성 반도체 산화물을 이용하여 자체지속가능한 접합형 전계 효과 트랜지스터의 전하를 메모리에 저장하는 매체 - Google Patents

천연 또는 합성 셀룰로오스 섬유 또는 그 혼합물에 기반한 종이를 물리적인 지지부로서 생성하고 이용하는 프로세싱 및 활성 반도체 산화물을 이용하여 자체지속가능한 접합형 전계 효과 트랜지스터의 전하를 메모리에 저장하는 매체 Download PDF

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엘비라 마리아 코레이아 포르투나토
루이스 미구엘 누네스 퍼에이라
페드로 미구엘피트 캔디도 바퀸하
누노 필리페 데 올리베이라 코레이아
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Abstract

본 발명은 종이의 다른 측면에 존재하는 게이트 전극 접촉부, 특히 단일 또는 혼합 형태의 P 또는 N 타입 외에, 섬유의 상호접속을 허용하는 드레인 및 소스를 제조하기 위해 금속 또는 비활성 반도체뿐만 아니라 종이 물질의 섬유에 증착된 채널 영역 제조용 유기성 또는 무기성 활성 반도체를 이용하여 자생적인 이산형 또는 상보형 전계 효과 트랜지스터에 전기적 이온 전하의 저장 유도체 또는 저장 매체와, 물리적 지지부로서 천연 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유 또는 혼합 섬유에 기반하는 물질의 형성 및 이용을 설명한다.

Description

천연 또는 합성 셀룰로오스 섬유 또는 그 혼합물에 기반한 종이를 물리적인 지지부로서 생성하고 이용하는 프로세싱 및 활성 반도체 산화물을 이용하여 자체지속가능한 접합형 전계 효과 트랜지스터의 전하를 메모리에 저장하는 매체{Process for using and creating paper based on natural or synthetic cellulose fibres or combinations thereof as phisical support and storing medium for electrical charges in self-sustaining junction field-effect transistors with memory using active semiconductor oxides}
본 발명은 전기적 자극을 통해 적어도 20 시간 이상의 긴 기간동안 전하 및 전자 및 이온 전하를 저장하거나, 정보의 기록시 인가된 전계와 반대의 부호를 가지면서 세기는 동일한 전계가 인가될 때 정보를 삭제할 수 있는 n 타입 또는 p 타입 메모리 FET(field effect transistor, 전계 효과 트랜지스터)의 구성 요소 및 물리적 지지부로 작용하도록, 다양한 형태 및 구조의 종이로 지정되는 수지 및 천연 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유, 또는 수소 가교 수지에 의해 물리적 및 화학적으로 혼합된 것의 이용에 관한 것이다. 즉, 메모리 능력을 갖는 FET의 활성 구성 요소인 종이의 이용에 있어서, 이산 채널(discrete channel)(1)의 활성 영역은 갈륨 인듐 아연 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 주석 산화물, 갈륨 주석 아연 산화물, 아연 질화물, 비소 산화물, 은 산화물 및 알루미늄 또는 구리 아연 알루미늄 산화물과 같은 다요소 산화물로 구성되고, 혼합물의 구성요소는 0.1% 내지 99.9% 사이에서 변하며, 셀룰로오스 섬유에 기반한 종이 벌크로 구성되는 유전체(2) 상부에는 반도체가 증착되어, 이산 단계 전압의 형태의 자극에 대해 이온 전하의 보유 용량을 헤아릴 수 없을 정도로 증가시키고, 정보를 저장하는데 사용된 것과 반대 부호를 가지며 동일한 세기를 지닌 전기 자극을 인가하면 순간적으로 이온 전하를 완전히 방전(정보를 삭제)한다. 소스 및 드레인(5)의 대칭 영역은 티타늄 및 금, 또는 티타늄 및 알루미늄, 또는 크롬 및 알루미늄, 또는 은 및 알루미늄의 금속 합금으로 구성되거나, 0.1 % 내지 99.9% 사이에서 구성비율로 변경한 인듐 아연 산화물 및 아연 갈륨 산화물과 같은 높은 전도성을 가진 변성 산화물 반도체, 또는 주석 산화물을 통해 구성되고, 그에 따라 층 사이의 대응하는 경계는 적응층(4)과 같은 나노 크기의 두께를 갖는 필름을 포함할 수 있는 반도체를 포함하는 섬유의 통합을 허용한다. 연속 게이트 전극(3)은, 드레인 또는 소스 영역을 구성하는 물질로 만들어지지만 종이 시트의 다른 측면에 배치되고, 여기에서 전하의 저장 또는 제거를 위해 단계 전압이 인가된다.
본 발명은 수소 결합에 의해 화학적으로 통합되거나 상이한 두께(1 ㎛ 내지 8000㎛)로 기계적 압축된(pressed), 장치의 물리적 지지부이자, 활성 반도체와 금속 사이에 전기 절연성을 제공할 수 있는 필수 구성 요소로서의 셀룰로오스 섬유로 구성된 셀룰로오스 기반 종이의 용도에 기반한다. 섬유에 떨어져 증착되는 활성 반도체는 전계의 인가가 없는 경우 섬유를 통한 전하의 움직임을 허용하지 않지만, 섬유 상에서 떨어져 증착된 다성분 산화물 반도체로 이루어진 게이트 전극(3)와 채널 영역(1)과 물리적으로 접촉되는 그 두개의 인터페이스에 전하가 축적되고, 다성분 산화물 반도체는 기존의 섬유의 수, 섬유의 분포, 압축 정도에 의존하여 단위 시간 또는 수백 시간을 조정하는 기간 동안 발생하는 자극이 멈춘 후 이들 전하들을 유지하도록 동작할 수 있고, 연속 게이트 전극 또는 이산 채널 영역 또는 나노크기의 적응층을 각각 구성하는 물질로 그 표면을 직접 코팅하는 것으로 형성된다.
본 발명에 있어서, 셀룰로오스 섬유로 구성되는 종이(이하에서는 단순히 종이라고 언급함)에 물질을 증착하는 프로세싱 동안, 이러한 필름의 생산 기술은 반드시 낮은 온도, 특히 200℃ 미만에서 발생하며, 열처리(anneal)할 때에도 이 온도를 초과하지 않아야 한다.
따라서 제조된 메모리 효과를 갖는 트랜지스터는 특히 일시적인 비휘발성 메모리, 시프트 레지스터 기록 회로, 논리 회로, 디지털 회로를 구비한 시스템 및 전자 회로를 제공하는 전자공학 및 광전자 공학에 이용될 수 있으며, 종이는 그 자체가 물리적 지지부이고, 신축성이 있으며 일회용인 장점을 갖는 메모리 RFID용 링 오실레이터에 이용될 수 있다.
본 발명이 최종 장치(final device)는 플루오르화 마그네슘(magnesium fluoride)과 같은 캡슐화 층 또는 패시베이션(passivation) 층을 이용할 수 있으며, 채널 영역의 활성 반도체 구성요소로서 질소(N), N'-디페닐-N(N-diphenyl-N), N-비스[3-메틸페닐 ]-1(N-bis[3-methylphenyl]-1), 1'바이페닐-4(1'biphenyl-4), 4'디아민(4'diamine);트리-8하이드록시퀴노리노레이트(tri-8hydroxyquinolinolate)와 같은 유기 반도체를 가질 수 있다.
최종적인 장치를 생성하기 위해 종이에 증착되는 물질은 실온에 가까운 온도를 유지하는, 원자 크기 범위에서 박막의 물리적, 화학적 및 물리화학적 반응성 또는 비반응성 증착 기술 방법을 이용하여 구성될 수 있는데, 즉,
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직류 또는 무산 주파수의 음극성 스퍼터링;
Figure 112010061048880-pct00002
진공 상태에서, 전자총에 의한 저항성 열 증착;
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무선 주파수 플라즈마 또는 초고주파에 의한 증기의 화학적 분해 지원 또는 비지원
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진공에서 저항성 가열
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에피택셜 원자 성장
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잉크 제트를 통한 증착
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화학적 에멀션을 포함한다.
열거된 기술은 증착된 물질의 종이 또는 전기적 성능의 손상 없이, 유기 또는 무기 물질의 1nm 내지 50㎛ 사이의 두께를 갖는 필름의 제어된 성장을 허용한다.
본 발명은 장치의 유전체로서 천연 셀룰로오스 섬유, 합성 섬유, 또는 혼합 섬유 기반의 종이(2) 박막을 포함하는, 비휘발성 메모리 능력을 구비한 활성 산화 반도체 FET에 기반한 전자 또는 광전자 장치를 제조하는 프로세싱을 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 종이(2)는 장치의 기판으로도 이용되고, 장치를 지속가능하게 한다.
본 발명의 더 바람직한 실시예는 장치는 종이의 양측면에 이산 또는 연속 형태로 증착된 단일 구조, 복합 이중(tandem) 구조, 또는 다층 구조의 금속(3,5), 반도체(1), 절연체(6), 패시베이션막(적응층)(4)의 전기적 특성을 구비한 유기 또는 무기 기원(origin)의 하나 이상의 추가 요소를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 실온에 가까운 온도에서 요소를 통합하고 선택적으로 200℃까지 열처리(anneal)할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 진공에서 저항성 열 증발 또는 전자총; 마그네트론에 의한 지원 또는 비지원, 스퍼터링, 무선 주파수 또는 초고주파수 또는 직류; 무선 주파수 또는 초고주파수에 의한 지원 또는 비지원 화학적 증기 분해; 에멀젼 화학반응에 의한 방법 중 하나 이상에 의한 구성 요소의 배치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 최고 30㎛의 두께를 갖는, 금속 또는 고전도성의 산화 반도체와 같은 전도성 유기 또는 무기 물질을 포함하는 전도성 구성요소(들)(3, 5)을 증착시키는 능력을 갖는다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 바람직하게는 실리콘 합금 또는 복합 아연 기반 산화물인, 1nm 내지 50㎛ 사이의 두께를 갖는, 공유 무기 물질, 또는 단일 또는 다요소 무기 이온 물질, 또는 유기 물질 중 하나를 포함하는 증착 반도체 요소(들)(1)를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예는 축퇴형 반도체인 이온 산화물의 이용을 포함하는데, 그 기능은 채널 영역의 터미널에서 활성 반도체 산화물로 코팅된 섬유의 상호접속, 드레인 및 소스 영역(5)으로 이용을 허용하기 위한 것이고, 바람직하게는 아연 및 인듐의 산화 합금을 기반으로 한다.
본 발명의 추가 실시예는 섬유(2)-반도체(1) 기반 금속 전극(3)-종이를 기반한 구조를 포함하는데, 천연 또는 합성 또는 혼합 셀룰로오스 기원(origin)은 섬유, 활성 반도체, 또는 반도체와 종이 사이의 인터페이스에 전하를 유도하고 저장할 수 있게 하는 유전체 및 요소로 동작한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 천연 또는 합성 또는 혼합 셀룰로오스 기원의 종이, 최종 장치에 속하는 임의의 다른 구성요소를 증착하기 전의 패시베이션층 또는 적응층을 제공한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 종이를 구성하는 섬유의 두께보다 100배 많은, 1nm 내지 500nm 범위의 표시 두께를 가지고 높은 전기비저항의 공유 유전 물질 또는 이온 물질에 모두 기반하도록 적용되는 패시베이션 또는 적응을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 유전체(6)를 통해 30㎛까지 최종 장치를 캡슐화하기 위한 내용을 갖는다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 종이(2)는, 유전체가, 일렉트리트(electret)와 유사한 방식으로, 인가된 임의의 전계의 독립적으로 저장된 반영구적 전하를 갖는 자발적 전기 분극 기능을 가지도록 혼합된 합성 또는 천연 섬유 또는 재생, 용해 또는 혼합 기술에 의해 생성된 합성 섬유 또는 천연 셀룰로오스 섬유를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 종이(2)의 셀룰로오스 섬유는 바람직하게는 알루미늄과 같은 양이온 종류를 첨가하여, 전기음성도가 제어되는 수지 또는 이온성 접착제에 넣어진다.
또한 본 발명은 장치의 유전체로서 천연 셀룰로오스 섬유, 합성 또는 혼합 섬유에 기반하여 형성된 종이(2) 박막을 포함하는 비휘발성 메모리를 구비한 활성 반도체 FET에 기반한 전자 또는 광전자 장치를 설명한다.
본 발명의 추가 실시예로서, 종이(2)는 장치의 기판으로서 기능하고, 종이는 상기 장치를 자체지속가능한 장치로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 종이의 양 측면에 이산 또는 연속 방식으로 증착된, 단일 또는 이산 구조, 복합 이중 구조 또는 다층 구조의 적응층(4)의 금속(3, 5), 반도체(1), 절연체(6)의 전기적 특성을 갖는 유기 또는 무기 기원의 하나 이상의 추가 구성요소를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 전도체 구성요소(들)(3, 5)은 최고 30㎛의 두께인, 높은 전도성의 유기 또는 무기 전도성 물질, 금속 또는 반도체 산화물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 반도체 구성요소(채널)(1)은 1㎚에서 30㎛ 사이의 두께를 갖는 무기 공유 물질 또는 단순 무기 이온성 물질 또는 무기 이온성 혼합물 물질, 또는 유기 물질, 바람직하게는 산화물 또는 실리콘 합금 또는 다요소 아연 기반 산화물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 축퇴형 반도체로서 이온성 산화물을 포함하는데, 그 동작은 채널 영역의 터미널의 활성 반도체로 코팅된 섬유의 상호접속, 드레인 및 소스(5)로의 사용을 허용하기 위한 것으로, 바람직하게는 아연 및 인듐의 산화물 합금에 기반한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 섬유(2)-반도체(1)로 구성된 금속 전극 타입(3)-종이 구조를 포함하는데, 여기에서 천연, 합성 또는 합성된 셀룰로오스 기원의 종이는 활성 반도체 또는 반도체-종이 인터페이스에서, 섬유에 전하를 유도하고 저장할 수 있는 요소(element) 및 유전체로 동시에 작용한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 최종 장치의 임의의 다른 구성 부품을 증착하기 전에, 종이(2)에 직접 증착된 적응 또는 패시베이션 층(4)을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 종이를 형성하는 섬유의 두께의 100배보다 적은, 특히 최고 500㎚의 두께를 갖는, 높은 전기적 저항률의 공유 또는 이온성 유전체 물질에 패시베이션 또는 적응 층(4)이 인가된다는 사실에 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 최종 장치는 최고 30㎛의 두께로 유전체(6)에 의해 캡슐화된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 장치는 일명 플로팅 게이트 모드(floaing gate mode)에서 동작하는, 인가된 게이트 전압을 차단한 후 로드된 전하를 유지하고, 게이트 전극(3)에 각각 인가된, 양극 또는 음극 단계 전압이 될 경우 그들의 전기음성도에 따라 종이(2)를 구성하는 섬유를 따라 전기적 및 이온성 전하를 저장할 수 있는 n 또는 p 형 트랜지스터의 형태를 갖는다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 종이의 섬유를 따라 저장된 정보는 정보를 저장하도록 이용되는 것과 동일하거나 그보다 높은 밀도로, 정보를 저장하기 위해 이용된 것에 반대 신호의 전압을 적용하여 완벽히 삭제 또는 제거될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 상이한 진폭 전압 단계로 상이한 기재된 정보를 동일한 영역에 저장하도록 장치가 동작할 수 있도록 하는 특수성을 갖는데, 장치는 선택적으로 정보를 확인할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 저장된 정보는 활성 반도체(1)를 포함하는 면에 반대되는 종이(2)의 면에 배치되는 게이트 전극(3)에 상이한 진폭의 전압을 연속적으로 또는 불연속적으로 인가하는 단계에 의해 연속적으로 축적될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 저장된 정보는 반대 신호의 인가된 전압이 정보를 기재하기 위해 이용된 전압보다 낮은 값을 가질 경우, 완벽하게 지워지지 않는다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 장치의 반도체 층(1) 상에 전자 전도도 면에서 완전히 동일한 높은 전도도도 증착되고, 채널 영역의 각 면에, 산화물 또는 비산화물 기반의, 활성 반도체를 포함하는 종이의 섬유의 상호접속을 허용하고, 각각 드레인 영역 및 소스 영역(5)으로 지정된, 10㎚ 내지 50㎛의 거리로 서로 분리되는 두 물질을 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 소스 및 드레인 영역은, 소스 영역과 드레인 영역 사이에서, 종이의 섬유 상에 배치된 활성 반도체 물질보다 적어도 1000배 높은 전도도를 갖는 연속적인 유기 또는 무기 이온성 반도체를 포함하는데, 그 위에는 채널 영역(1)이라고 불리는, 활성 채널 영역을 구성하는 활성 반도체를 포함하는 종이의 섬유의 두께에 따르는 두께, 바람직하게는 1㎚ 내지 500㎚의 범위의 두께로 증착된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 종이의 섬유 상에 증착된 활성 반도체는 50㎚ 내지 10㎛ 사이의 거리로 서로 분리되고 병렬로 배치된 n 형 및 p형, 또는 그 반대인, 상보적인 전자적 특성의 두 개의 이산 반도체(1, 7)에 의해 교체되어, 상보적 장치로 불리는 시스템을 구성하는데, 이후에는 상보적인 것으로 지정된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 두 반도체(1, 7)는 공통 전극으로 작용하고, 채널 영역의 각각의 단부에서 전자적으로 동일하고 독립적으로 증착되느두개의 추가 터미널을 포함하는 드레인 및 소스로 이용되는 동일한 물질에 의해 각각 서로 연결되고, 소스 또는 드레인, 또는 역으로 알려진 각각의 활성 반도체(1, 7)를 포함하는 섬유(2) 사이의 상호접속을 구성한다.
본 발명의 다른 실시예는 ON 상태에서 결코 동시에 접속되지 않는 상보적 장치를 구성하는 두 개의 트랜지스터의 추가 형태를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 게이트 전극(3)에 정보를 저장하기 위해 이용되는 반대 사인의 전압을 인가하고 동일한 밀도 또는 진폭을 사용하여 저장된 정보가 삭제되는 추가 형태를 제공한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 종이(2)는 유전체가 일렉트리트(electret)와 유사한 방식으로, 인가된 임의의 전계와 독립적으로, 저장된 반영구적 전하를 갖는 것을 청구하는 자발적 전기 분극을 구비할 능력으로 재생, 용해 또는 혼합된 기술에 의해 생성된 합성 섬유 또는 천연 셀룰로오스 섬유를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 종이(2)의 셀룰로오스 섬유는 바람직하게는 알루미늄과 같은 양이온 종류를 첨가하여, 전기 음성도가 제어되는 이온성수지 또는 접착제에 넣어진다.
애플리케이션에 있어서, 활성 장치, 즉, 전계 효과 비휘발성 메모리 트랜지스터의 전자 부품 및 물리적 지지부의 동시 기능을 갖는 종이의 이용은 전기 커패시터에서 지지부 또는 보호 유전체로 사용하는 것 이외는 알려져 있지 않다.
본 발명은 다른 활성 동적 기능을 하기 위해 정적 기능 또는 단순 기판을 넘어서 천연, 합성 또는 혼합 셀룰로오스 기원의 종이의 이용을 개선하는데, 따라서 저비용 전자 애플리케이션을 위한 고기술 해법인 재생 종이로 결국 일회용 전자식 애플리케이션에 관한 것이다.
이 개발은 그리기/쓰기 대신에 추가의 응용가능성을 갖는 종이를 제공하는 것을 허용한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 분산된 기술을 통합하여, 증착된 물질은, 제조 프로세싱; 물질 및 장치 기능; 키 메모리 원소를 형성하고 지속하는 수지 및 접착제를 섬유에 통합하는 3개의 요구 단계까지 조정함으로써 접착, 기계적 유연성, 화학적 안정성, 전자적 및 광학적 품질 계수를 충족한다.
제조 공정에서, 예를 들면 알루미늄과 같은 양이온 종류를 첨가하여 제어된 전기음성도를 갖는 수지 또는 이온성 접착제 중에 넣어지는 섬유의 분포와 유전율의 값을 결정하는 압축도와, 결과적으로 장치의 최종 용량을 결정하기 위해, 종이가 준비되고 구체화된다. 또한, 종이 제조 공정 동안, 사용중인 수지 및 접착제의 세트를 변형시키고, 정적 전하의 유지력과 관련하여 일렉트리트와 유사한 특징을 그 세트에 부여하고, 수지 및 접착제의 이온성의 성질로부터 발생되는, 인가된 전계와 독립하여 축적되는 정적 전하의 성질을 제어해야 한다.
또한, 최종 장치를 완성하기 위해 필요한 물질의 증착을 수신하기 위해 종이의 두 개의 표면을 준비하는 것이 필요하다. 이 가공은 종이의 표면상의 간단한 산소 플라즈마 프로세싱일 수 있으며, 종이의 압축 용량 및 의도한 전하 저장 효과에 따라 소형 비축척 유전체형 필름이 나중에 증착되거나 증착되지 않을 수 있다.
전술된 특성을 획득하기 위해, 종이의 양면에 증착될 물질은 유기 물질 또는 금속, 반도체 및 유전체 특성을 갖는 무기 물질중 하나일 수 있다.
은, 알루미늄, 구리, 티타늄, 금, 크롬 및 백금, 또는 이들 원소를 이용한 임의의 다른 합금 또는 쌓인 층의 적층과 같이 전술된 기술에 의해 프로세싱되고, 이에 이용될 금속은 10-4Ω㎝의 범위, 또는 그 이하의 저항률을 나타내는 다중 복합 산화 반도체와 같이, 채널 층으로 이용되는 이산 또는 연속 활성 반도체 상에 증착하여 드레인 및 소스 영역의 제조 또는 게이트 전극으로 불리는 연속 또는 이산 전기 접속의 프로세싱에 이용된다. 금속뿐만 아니라, 동일한 기능(3)을 위해, 또는 주석 산화물, 아연 산화물 및 인듐 산화물, 주석으로 도핑된 인듐, 갈륨으로 도핑된 아연 산화물, 10-3Ω㎝보다 작은 저항률을 갖는 알루미늄으로 도핑된 아연 산화물 또는 P-도트(P-dot)처럼 금속 전도성을 갖는 유기물과 같은 임의의 축퇴형 반도체 산화물을 포함한다.
채널(1)의 이산 또는 연속 영역의 프로세싱에 이용되는 n형 Eg는 p형 활성 반도체는 유기 또는 무기 이온성 활성 물질일 수 있다. 유기 반도체 물질의 관점에서,다른 것 중에서, 1012-1014Ω㎝ 범위의 저항률을 갖는 테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 구리 프타로시아닌(copper phthalocyanine), 티타늄 프타로시아닌 산화물 및 프타로시아닌 아연이 가장 중요하다.
장치의 채널 층에서 이산 또는 연속 활성 반도체로 이용하기 위한 이온성 무기 반도체의 경우 주로, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 티타늄 산화물, 구리 산화물, 알루미늄 산화물, 구리 및 알루미늄 산화물, 니켈 산화물, 루테늄 산화물, 카드뮴 산화물, 탄탈륨, 인듐 및 아연의 다중 복합 산화물, 갈륨의 다중복합 산화물, 아연 및 주석, 구리 및 알루미늄의 다중혼합 산화물, 은 및 구리의 다중혼합 산화물, 티타늄의 다중 혼합 산화물, 인듐 및 갈륨의 다중요소 산화물, 주석 및 갈륨의 다중요소 산화물, 구리의 다중요소 산화물, 아연, 주석 및 은, 최고 500㎚의 두께 및 1014-10-4 범위의 저항률을 갖고 원소의 구성 백분율이 0.1% 내지 99.9%로 변할 수도 있는 것은 모든 것과 같은 나노-요소 산화물 또는 다중 혼합 산화물에 기반해야한다.
인터페이스의 보호 또는 증착하기 위한 물질 및 섬유 사이의 적응을 위한 물질로 이용되는 아주 높은 저항률의 물질의 관점에서 반드시 -20℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 모두 프로세싱되고, 매우 압축되고 극도로 편평한 표면 외에 물질의 구조가 비결정질이거나 나노 구조로 하기 위해, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물, 또는 플루오르화 마그네슘, 또는 하프니아(hafnia) 및 알루미나 또는 실리콘 이산화물의 혼합물, 또는 유기 물질 또는 다른 단일 또는 다층 물질, 탄탈륨 산화물, 하프니아, 지르코니아, 산화이트늄(yttria), 알루미나 또는 하프늄/탄탈륨 산화물, 알루미나/탄탈륨 산화물, 하프니아/알루미나, 실리콘 이산화물/탄탄륨 오산화물, 탄탈륨 이트륨, 지르코늄/탄탈륨 오산화물/실리콘 이산화물, 알루미나/티타늄 산화물 또는 PMMA 또는 POMA, 또는 마일러(mylar)와 같은 1㎚ 내지 1000㎚ 사이의 두께를 갖는 산화물 또는 질화물 기반 혼합물이다.
가장 적합한 물질 또는 물질들의 선택은 전하를 저항하기 위해 요구되는 시간에 따르며, 소정의 전기 절연을 달성하기 위해 채널을 구성하는 물질에 대한 소정의 동작 효율을 나타내는지에 따르며, 장치 구성요소의 공간적 정의 및 형상은 표준 리소그래피 기술을 이용하거나, 마스크 또는 박리(lift-off)라고 알려진 리소그래픽 기술에 의해 수행된다.
1. 장치는, 한 시간 내지 수백 시간 사이를 조정하는 시간 동안의 전하를 저장하는 능력을 갖는 커패시터와 같은 금속 절연체 반도체(Metal Insulator Semiconductor, MIS) 구조를 생성하기 위한 것으로, 전하 저장 프로세싱의 절연성/도전성 물질과 동시에 장치의 지지부는 전술된((1), (2), (3), (3)) 임의의 기술을 이용하여 증착된 활성 유기 또는 무기 반도체의 다른 면과 종이 표면의 일 면에 유사 금속 게이트 전극(3)을 포함하는 이산 섬유로 구성된 종이 시트이다.
2. 장치는, 비휘발성 메모리 효과를 갖는 n 형 및 p 형 FET를 생성하기 위한 것으로, 유전체 및 저장 매체 또는 전하 저장 인덕터는 수지 또는 접착제에 의해 접속되고 상이한 층의 기계적으로 촘촘하게 분배된 섬유 층으로 구성된 종이이고, 채널 영역을 형성하는 활성 반도체는 섬유 표면에 이산적으로 증착된 이온성 무기 반도체 또는 유기 반도체(1)이고, 소스 및 드레인 영역은 통합이 이뤄지는 것을 통해 높은 전도성 산화물 또는 금속 또는 높은 전도성의 유기 반도체(4)에 각각 기반한다. 이 장치는 도2에 도시된 바와 같이 구성되는데, 채널(1)은 소스 및 드레인 영역(5)을 구성하는 필름과 함께 종이(4)에 이미 증착된 인터페이스의 적응 층 또는 뭉쳐진 섬유(2)에 의해 구성된 종이에 직접 증착되고, 종이(2)의 다른 면에는 직접적으로 또는 금속, 또는 높은 전도성 산화물 또는 테트라센(tetracene), 펜타센(pentacene), 구리 프타로시아닌(copper phthalocyanine), 티타늄 프타로시아닌 산화물 및 아연 프타로시아닌 등과 같은 높은 전도성의 무기 물질로 구성되는 적응 층에 의해 연속 또는 이산 게이트 전극 중 하나로 연속 게이트 전극(3)이 적층된다. 이 장치는 0.5㎝V-1s-1를 초과하는 이동성, 104 이상의 온/오프 비율, 한 시간을 초과하는 저장 기간, n형 트랜지스터용 양극성 동작 임계 전압, p형 트랜지스터용 음극성 동작 전압을 구비하여 증가 모드 또는 공핍 모드 중 하나에서 동작하고, 캡슐화되거나 캡슐화되지 않는다. 즉, 임의의 전압을 적용하지 않고도 장치가 이미 온 상태인 경우 이외에는 온 상태로 되기 위해 전압이 인가되어야 한다. 이 장치에서, 정보(이용된 수지의 기원뿐만 아니라, 각각 p형 또는 n형 채널의 반도체형의 기능이고, 게이트 전극에 인접하거나 채널 영역에 가까운 전자 또는 음이온에 의한 전하 보유)를 기재하는 것은 장치의 임계 동작 전압보다 높은 완전한 진폭의 전압을 인가하여 이뤄지며, 최소값 사이에서 연속 방식으로 변하는 인가 전압의 값에 비례하는 저장된 전압의 양은 채널 영역의 드레인 전류가 포화되어 장치에 의해 최대값이 유도되고 전하(전기적 및 이온성 전하)가 저장되는 장치의 전송 특성의 전기 영역에 대응하는 임계 전압 및 최대 전압과 동일하다. 저장된 모든 정보(저장된 전기적 및 이온성 전하)를 삭제하기 위해, 동일한 크기이나 반대 부호의 전압이 정보를 기재(전하 저장)하는데 이용된 전압에 인가되어야 한다. 장치가 선택 방식으로 확인할 수 있도록 게이트 전압을 인가하거나 상이한 단계 전압을 이용함으로써 동일한 공간의 별도의 정보에 기재하고 저장할 수 있다.
3. 장치는, 비휘발성 메모리 능력을 갖는 CMOS 또는 C-MESFET 형 장치를 제조하기 위한 것으로, 전기적 이온성 전하의 저장을 유도하거나 저장하는 능력을 갖는 유전체 및 기판으로 사용되는 물질은 이산 섬유로 구성되는 종이이고, 장치에 통합될 상보적인 n 형 또는 p 형 반도체는 무기 이온성 반도체 또는 유기 반도체 중 하나이거나 도6에 도시된 바와 같이 종이를 구성하는 섬유에 증착된 임의의 가능한 하이브리드 조합이다. 즉, 그중의 하나는 공통 게이트를 갖는 n 형이고, 다른 하나는 공통 게이트를 갖는 p형인 두 개의 FET에 기반하고, 출력 터미널(소스 및 드레인 또는 그 반대)에서 공통이고, 다른 두 개의 출력 터미널은 양의 전압의 적용과 독립되어 있고, n 형 트랜지스터(1)는 p 형 트랜지스터(7)가 정보를 삭제하는 오프 단계인 동안 기재하는 온 단계이며, 음의 전압이 인가될 경우 반대가 된다.
본 발명은 어떤 특허도 이 기술의 이 단계에서 알지 못하는, 셀룰로오스 기반 종이 및 새로운 이온성 무기 반도체 및 유기 반도체의 적용을 위한 새로운 개념을 생성하거나, 비휘발성 메모리의 적용을 위해 하이브리드 형태에 의해 지정된 두 반도체의 결합에 의해 새로운 개념을 생성하기 위한 것이다. 즉, 비휘발성 메모리에 적용하기 위한 MIS 커패시터 또는 비휘발성 메모리를 갖는 FET 또는 비휘발성 메모리를 갖는 CMOS 장치의 구조를 설명하며, 여기에서 종이는 다중 복합 산화물,또는 유기 반도체 또는 두 반도체의 결합에 기반하여, 전하 저장 및 무기 반도체와의 결합을 촉진하는 지지부이고 활성 원소이다.
여러 특허 기록 데이터베이스에서 이루어진 연구는 본 발명의 주제인 종이의 프로세싱, 제품, 및 시스템 기능 중에서 어떤 것도 공개되거나 특허출원되지 않았다.
본 발명의 개념은 새롭고, 비록 그 실시예가 공지의 기술에 의해 뒷받침된다 하더라도, 그 진보성은 새로운 목적의 범위 내에 있다.
본 발명에 앞선 특허 문서와 마찬가지로, 연관된 본 발명의 기술의 상태는 의 아래에 기재된다.
공업, 디자인 또는 애플리케이션, 여기에 개시되는 본 발명의 주제에 대응하거나 연관된 임의의 움직임은 통합된 프로세싱, 제품 및 시스템 면에서 알려져 있지 않다.
비록 메모리 효과를 제공하는 전자 부품 및 기판의 동시 기능을 위해 셀룰로오스 지지부의 이용을 고려하지 않더라도, 수행된 연구는 하기의 특허 및 종래 기술 참고서류를 야기한다.
1. 2008년에 제출된 국내 특허 출원 제103951호는 메모리 효과를 갖는 전자 장치 및 시스템의 제조 및 지지에서 전자 장치 및 시스템의 통합에 대해서가 아니라, 전자 장치 및 시스템의 공정을 위한 물리적 지지부로서 셀룰로오스 기반 또는 생물유기화학적 종이의 이용을 설명한다. 따라서, 국내 특허 제103951호에서, 종이는 각각의 금속 접속부를 포함하는, 공유결합 반도체 또는 유기 및 무기 이온성 반도체를 이용하는 임의의 통상적인 기술에 의해 생산되는 전자장치의 단순한 물리적 지지부이다. 이미 언급된 특허와 일치하는 단 한가지는 장치가 동일한 물질 프로세싱 기술에 기반한다는 것이다. 다른 한편으로는, 국내 특허 제103951호에 청구된 메모리 효과는 그것을 발명한 전기적 자극을 중단한 후 산화 상태(산화되거나 감소된)를 유지하고 종이에 증착된 전기변색을 설명한다. 이 효과는 가역성이다. 이 메모리 효과는 본 발명과 아무런 연관이 없으며, 여기에서 비휘발성 메모리 효과는 종이의 고유 특성과 연관되고, 활성 반도체가 증착된 상이한 셀룰로오스 섬유 통합에 기반하여 새로운 전자 장치를 형성하는 것과 연관된 기술혁신과 연관되고, 표면 통합은 종이의 동일한 면의 각각의 활성 반도체와 모든 섬유의 상호접속을 허용하는 금속 특성을 갖는 접촉부에 의해 실행되며, 전하의 유도를 허용하는 제어는 종이의 다른 면에 증착된 연속 게이트 전극에 기반하며, 종이의 다른 면에는 섬유 셋트에 모여지고 저장된 정보를 쓰고, 읽고, 다시 쓰거나 삭제하는 것을 허용하는 전기 스텝 펄스가 인가되어, 활성 반도체에 의해 형성된 채널 영역에서 순환하는 전류의 존재하거나 존재하지 않게 된다.
2. 1967년에 출원된 미국 특허 제3,617,372는 정전기 이미지를 유도하는 전도성 종이에 대해 설명하는데, 여기에서 동작은 종이의 제조 영역에서 대량으로 발생하여 이미지 캡쳐 기능에 종이가 접합하도록 하이드록시에틸(hydroxyethyl) 및 하이드록시프로필 그룹(hydroxypropyl group)으로부터 폴리머 체인을 포함하고, 무접촉 인쇄를 제공하는 것을 허용한다. 이 발명은 시행되고 있지는 않다. 본 발명의 목적과 전혀 관련이 없는 이미지 캡쳐 및 기록에서 구성되는 종이와 많은 관련이 있다.
3. 일본 특허 2003123559호, "투명 전도성 필름 및 전자 종이용 장치 및 구성 방법"은 전자 종이(e-종이)에 이용하기 위해, 폴리치오펜 폴리머 막(polythiophene polymer membrane) 또는 유기물 기반 물질 상에 증착된, 아르곤 같은 불활성 기체를 사용하거나 사용하지 않고, 산화 대기에서 인듐 요오드화물(indium iodide) 및 염화주석(Tin Chloride)(질산 아연(Zn(NO3)2.6H2O))의 가스 형태를 이용하는 플라즈마를 이용한 화학적 증기 분해를 통해, 낮은 온도에서 투명 전도성 필름, 즉, 산화 인듐 주석(Indium Tin Oxide, ITO)(또는 산화 아연(ZnO))의 생산을 목표로 한다. 즉, 가요성 필름상에 알파뉴메릭(alphanumeric) 문자 또는 이미지를 다시 쓸 가능성은 유기성 기판상에 증착된 투명 전도성 산화물에 기반한다. 이 경우, 예를 들어, 투명 전도서 산화물은 예를 들어 액정의 방향으로부터 구성된 이미지 색상(image hue)을 제어하도록 전계를 적용하기 위한 전극으로 사용되기 위한 것이다. 이 발명은 필름, 필름의 시스템을 획득하기 위한 프로세스, 및 그로 인해 획득된 접착제와 같이, 획득한 필름의 물리-기계적 특성에 관한 것이다. 즉, 이 발명의 목적은 전극으로 쉽게 이용할 수 있는 전도성 산화물의 유기성 기판의 생산을 제공하기 위한 것이며, 특허에는 셀룰로오스 기반 종이 및 포함하는 장치의 지지부 및 메모리 기능을 갖는 전자 부품의 이용을 포함하지 않는다.
4. 미국 특허 제2006/0132894는 JP2003123559에 개시된 것과 유사한 주요 목표 애플리케이션을 갖는 전자 종이의 양면에 투명 전도성 산화물을 증착하는 것을 개시한다. 다르게 말하면, 유기성 매체에 생성된 새로운 가요성 디스플레이용 액정이라고 불리는 디스플레이 이용되는 적용기술에 관한 것이다. 따라서, 이 발명의 청구내용은 전계를 인가함으로써 투과율의 정도를 변경시킬 능력을 갖는, 생성된 산화물 아래 또는 종이 자체 내에 위치하는 비전도성 입자의 제어를 포함하는, 유기성 가요성 기판상에 이미지를 계속 함유하는 방법 및 프로세스 및 이에 이용되는 장치의 영역에 포함되어 있다. 이것은 본 발명의 영역 내에 있지는 않다.
5. 캐나다 특허 제682814호 "전도성 종이 및 그 제조 방법"은 전도성 종이의 부피 가공, 특히 셀룰로오스 매트릭스에 불규칙하게 분산된, 금속으로 코팅되거나 코팅되지 않은 부피에서의 전도성 섬유 함유물에 관한 것이다. 이것은 본 발명의 영역 내에 있지 않으며, 종이 구조의 조작을 포함하지 않는다.
6. 미국 특허 제2003/0192664A1 "종이 제조시, 이온성의 가교상태(cross-linked) 중합형 마이크로비즈를 구비한 비닐 아민 중합체의 이용"은 종이 생산 방법 및 그 구성요소, 즉, 종이에서 유체 배수 및 보유를 촉진하기 위한 유기성 이온 첨가물의 이용을 설명한다.
7. 미국 특허 제2004/0249055A1 "이온성 모노머를 이용한 종이 코팅 라텍스"는 본 발명의 영역 내에 있지 않은, 유체 안정성 및 보유 특성을 최적화하기 위해 종이 체적 내에 모노머 또는 공중합체(co-polymer) 이온성 모노머를 포함하는 종이 코팅을 설명한다.
8. 캐나다 특허 제767053호 "전도성 종이"는 정보 인쇄용 정전기 전하의 유지 및 계발을 목적으로 하는, 1012Ω㎝보다 낮은 저항률을 보장할 수 있는, 제오라이트의 결합과 연관된, 절연 광도전체(photoconductor) 물질로 코팅된, 전도성 체적의 셀룰로오스 종이의 코팅을 설명한다. 이 발명은 종이가 전하 부하를 저장할 수 있는 유전체도 동작할 수 있는 동시에 종이의 양면에 장치를 구성하는 다양한 구성요소에 지지 원소로 동작하는 본 발명의 영역 내에 있지 않다.
9. 캐나다 특허 제898082호 "전도성 종이의 4-비닐 피리딘의 중합형 4급 유도체계(polymeric quaternary derivatives of 4 vinyl pyridine in electrically conductive paper)"는 정전기 복사 종이를 생산할 수 있는 광전도성 코팅을 수용할 수 있는 4급 중합체의 이용을 설명한다.
10. 캐나다 특허 제922140호 "전도성 종이"는 이미지 재생 기술에 유용한 구성요소의 적어도 75%의 중합체를 구비한 전도성 종이를 다룬다. 이 특허는 다음 형태의 래디컬(radical) 구조를 포함하는 모든 구성요소를 보호한다. 이것은 본 발명의 영역이 아니다.
Figure 112010061048880-pct00008
전술한 설명으로부터, 본 발명에 개시된 제품 및 방법에 대해서 어떤 간행물 또는 특허 출원도 연관되지 않았다고 결론지을 수 있다.
언급된 특허 및 참고자료는 본 게시물이 찾아야할 기술의 상태와 일치하며, 가소성이 부여된 표면상의 도전체로 이용되는 물질 및 프로세스 면에서, 일반적으로 중요하지 않은 점이 일부 존재하며, 이 프로세스는 일부 경우 상온에서 발생한다. 그러나, 메모리 효과를 구비한 활성 장치의 구성요소 및 장치의 물리적 코어, 그 파생물 또는 혼합물를 셀룰로오스 기반 종이에 동시에 이용하는 것에 주목하는 작업 및 특허 또는 특허 출원의 존재는 알려져 있지 않다.
본 발명은 금속 특성을 갖는 필름으로 구성된 게이트 전극을 전기적으로 분리하는 능력을 갖는 시스템 및 제품의 최종적인 기능성을 결정하는 셀룰로오스 종이, 그 화합물 또는 파생물로 구성된 비휘발성 메모리 효과를 갖는 자체지속적(self-sustainable) 전계 효과 전자 장치의 개발을 추구하는 상이한 통합 기술로 구성되는데, 게이트 전극에는 제어 전압이 인가되거나 다른 반도체 전극으로부터 정보를 지정된 채널에 쓰며, 여기에서 이온성 전하와 같은, 전하가 유도되어, 활성 반도체를 사용하여 코팅된 섬유에 모아져 계속 함유되거나 중단되고, 전하의 순환은 각각 소스 및 드레인으로 지정된 두 개의 대칭적인 터미널상의 분극화로부터 드러나고, 터미널은 측면 반도체의 채널 길이의 에지 상에 증착되고, 저장된 정보의 삭제는 정보의 쓰기 또는 삭제와 연관된 선택 능력을 갖는 장치를 제공하는 것에 동일한 절대값을 가진 반대 부호의 전압을 인가하는 것을 요구한다. 연구 수행이 이뤄진 이러한 장치의 제조는 알려지지 않았다. 이것이 본 발명의 중심 목적인데, 기존 시스템의 기술 상태에 제시되지 않은, 본 게시물의 하이브리드 장치로부터 애플리케이션에 새로운 값을 추가하고 새로운 효과를 발생시키는 것이다.
본 발명의 목적은 금속 특성을 갖는 필름으로 구성된 게이트 전극을 전기적으로 분리하는 능력을 갖는 시스템 및 제품의 최종적인 기능성을 결정하는 셀룰로오스 종이, 그 화합물 또는 파생물로 구성된 비휘발성 메모리 효과를 갖는 자체지속적 전계 효과 전자 장치를 개발하는 것이다.
본 발명에 따르는 비휘방성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 장치 또는 광전자 장치는, 장치의 유전체로서 천연 셀룰로오스 기반 섬유, 합성 섬유 또는 그 조합에 기반하는 종이(2)로 정해진 박막을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.
본 발명은 비휘발성 메모리 효과를 갖는 단일 또는 상보적인 p형 또는 n형 전계 효과 장치에 전하 저장을 유도하거나 보유할 수 있는 전자 부품이고 물리적 지지부인 종이를 포함하는 새로운 제품 및 시스템을 가능하게 하는, 새로운 혁신적인 프로세스에 의한 기술 및 기능 셋을 제공한다.
본 발명은 정적인 방식뿐만 아니라 동적 방식으로 종이의 능동적인 이용을 허용하여 기판 및 제조된 비휘발성 메모리를 갖는 전자 장치의 능동적 부품으로 동시에 작용할 수 있다.
도1은 금속, 절연체, 반도체 및 지정된 MIS 콘덴서로 구성되는 비캡슐화된 콘덴서의 기본구조의 계략도이다.
도2는 메모리 효과를 갖는 유전체로서 이용되는 종이의 양면과 증착된 물질의 적응층이 있거나 없는, 비휘발성 메모리 효과를 갖는 n 형 또는 p 형 접합형 FET의 개략도로서, 드레인 및 소스 영역은 섬유에 증착된 활성 반도체 상에 증착되고, 상이한 섬유의 통합 및 연결을 촉진한다.
도3은 유전체로 이용되는 종이의 표면 양쪽과 증착된 물질 사이의 적응 층을 포함하는 비휘발성 메모리 효과를 갖는 캡슐화되지 않은 전계 효과 CMOS 장치의 개략도로, 활성 p 및 n 반도체 또는 그 반대는 드레인 및 소스 영역을 겹치게 한다.
본 발명은 비휘발성 메모리 생성시 상이한 평량(grammage) 및 구성성분을 갖는 셀룰로오스 기반 종이 또는 셀룰로오스 혼합물의 이용을 제공하는데, 여기서 종이 및 섬유는, 비전자식 메모리의 나머지 구성 성분에 대해 종이가 손상되지 않도록, 증가 또는 공핍 모드에서 동작하고 이 프로세스에 비견되는 공정을 적용하는 p 형 및 n 형 상보적인 형태 또는 p형 또는 n 형 장치의 이산 드레인 및 소스 영역, 채널 영역, 게이트 전극을 제조하기 위한 단일 또는 하이브리드 형태의 다중 복합 반도체 산화물 또는 유기성 반도체 기반 전계 효과 장치에 전기적 및 이온성 전하를 유도하거나 저장할 수 있는 유전체로서 작용함과 동시에, 그리고 단일 또는 통합된 전자 및 광전자 장치에 대한 물리적 지지부로서 작용한다. 이를 위해, 모든 프로세스는 200℃ 이하의 온도에서 발생하며, 특히 종이 표면상에서 발생하는 프로세스는 -20℃처럼 낮은 온도에서 획득할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 본 발명은 비휘발성 메모리 효과를 갖는 단일 또는 상보적인 p형 또는 n형 전계 효과 장치에 전하 저장을 유도하거나 보유할 수 있는 전자 부품이고 물리적 지지부인 종이를 포함하는 새로운 제품 및 시스템을 가능하게 하는, 새로운 혁신적인 프로세스에 의한 기술 및 기능 셋을 제공한다. 즉, 상보적 장치는, 상이한 채널 영역 및 공통 소스 및 드레인 영역 또는 그 반대 및 각 영역에 연관된 개별 소스 및 드레인을 갖지만 동일한 게이트 전극의 영향하에서 동작하고 최고 925㎛ 크기의 것을 제공하는, 하나는 p 형이고 다른 하나는 n 형이며, 두 개의 장치를 동시에 이용하여 구성된다.
A - 전하 저장 능력을 제공하는 MIS 커패시터
도1은 MIS 구조로 지정된 금속 절연체 반도체형 커패시터를 예시하는데, 종이(2)의 두 표면은 산소 플라즈마에서의 특정 가공 또는 나노미터 범위 영역의 크기를 갖는 극도로 절연된 필름(4)의 증착에 의해 부동태화되거나 부동태화되지 않을 수도 있다. 도1에서, 게이트 전극(3)은 축퇴형 반도체 산화물 기반의 연속 또는 비연속 금속 또는 금속 합금일 수 있다. 어느 경우든, 활성 반도체는 종이를 구성하는 섬유에 증착된 유기 또는 무기 이온성 반도체(1)일 수 있다. 장치를 구성하는 임의의 부품이 아래에 기재된 것과 같은, 통상적인 물리적, 화학적 또는 물리화학적 증착 기술에 의해 제조될 수 있다.
장치의 동작 원리는 전계 효과에 기반한다. 섬유와 주변의 수지를 따라 모인 전하 및/또는 저장된 전하는 종이의 두께를 결정하는 여러 층들 사이에서 종이의 전기 음성도 및 게이트 전극에 인가되는 전계에 연결될 수 있는 방법을 결정한다. 정보(전하)를 저장하기 위해 필요한 전압은 종이를 통해 활성 반도체에 전하를 유도하기 위해 요구되는 최소 전압보다 높고, 이 값은 0.2V 내지 100V이고, 종이의 두께 및 셀룰로오스 섬유의 압축도에 의존한다. 전하의 저장 및 보유 시간은 인가된 전계, 종이의 두께, 종이를 구성하는 셀룰로오스 섬유의 수, 반도체 저항률, 섬유의 전기음성도, 종이에 존재하는 이온성 정전하 및 완성된 표면이 부동태화되고 장치는 캡슐화되거나 캡슐화되지 않는지에 따라, 30분에서 수백 시간까지 변할 수 있다.
B- 전하 저장 능력을 제공하는 MIS 커패시터 제조 프로세스
제 1 단계로서, 이용되는 종이의 종류 및 평량(grammage)에 상관없이, 연속 필름을 제조하기 위해 표면의 구조 및 밀도를 고려하여 표면을 준비하고 유지하는데 필요하다. 이것은
a) UV를 통해 10분 동안 종이의 양 표면을 가공하거나,
b) 0.01 내지 3W㎝-2 사이의 전력 밀도로 5 내지 15분 동안, 1 내지 10-2Pa의 압력의 산소 또는 아르곤 또는 질소 또는 크세논 분위기 또는 95 : 5 비율의 질소 및 수소 분위기에서 무선주파수 플라즈마 또는 직류 플라즈마에 종이의 양 표면 쪼이거나,
c) 2 내지 200㎚ 범위의 두께의 세라믹 또는 나노복합물 또는 다중 복합 필름, 산화 또는 질화 혼합물인 부동태 박막을 증착하거나,
d) 자유 나노입자를 빼내고 표면을 활성화하기 위해, 질소/수소 제트 흐름(질소와 혼합될 경우 수소의 기능인)으로 표면을 세정하여 달성된다.
종이 또는 기판 표면이 준비되면, 의도하는 목적에 따라, 다양한 단계가 수행될 공간으로 이동한다.
ⅰ) 도1에 참고번호 (3)으로 도시된 금속 전극을 가공하기 위해, 금속 전극은 임의의 기술에 의해 생산된 10-3Ω㎝ 이하의 전기 저항률을 갖는 P 도트와 같은 무기 금속 물질 또는 전도성 산화물 또는 유기성 물질의 증착으로 구성되어 하기와 같이 연속 필름을 구성한다.
Ⅰ) 10-3 Pa 미만의 진공 분위기 및 -20℃ 내지 200℃까지 냉각함으로써 기판 온도가 제어되는 시스템을 이용하는 저항성 진공 열 증착, 또는 전자 총 열 증착으로, 이용되는 최소 두께는 약 10㎚이다. 이 프로세스는 연속적으로(롤투롤) 구현되고 실행될 수 있으며 기판과 가열된 필라멘트 사이의 거리는 이용될 종이 시트의 크기에 따르며, 바람직하게는 20㎝ 내지 50㎝ 범위이다.
Ⅱ) 제조 공정 동안 산소를 추가하거나 추가하지 않는 아르곤 분위기에서, 음극 스퍼터링을 이용한 마그네트론(magnetron)(각각 DC, RF 또는 UHF로 정의된 직류 또는 무선주파수 초고주파수)으로, 기판 온도는 1Pa 내지 10-1Pa의 진공 압력에서 제어되고, 금속 타겟 기판 거리는 이용될 타겟의 크기 및 증착될 종이의 크기에 따라 5㎝에서 15㎝까지 변한다.
Ⅲ) 증착될 유기성 또는 무기성 부품을 포함하는 화학적 용액으로부터의 잉크젯트 프린팅으로, 증착될 물질의 최소 두께는 10㎚이다.
Ⅳ) 최고 400㎚의 두께로 증착될 원소를 포함하는 화학적 용액의 화학적 에멀젼의 급속한 확산에 의해 연속필름이 구성된다.
ⅱ) 도1 및 도2에 참고번호 (1)로 설명된 유기 또는 무기 이온성 활성 반도체를 가공하기 위해, 종이를 구성하는 섬유에 증착하기 위해, 하기의 기술중 하나를 사용한다.
Ⅴ) 상이한 구성요소들 및 순도 등급을 갖는, 반응성 산화분위기 및 금속성 또는 세라믹 기판 아래의 다수의 음극 스퍼터링을 이용한 마그네트론으로서, 이용되는 진공 압력은 1 Pa 내지 10-1 Pa이고, 타겟 기판 거리는 이용될 타겟의 크기와 증착될 종이 시트의 크기에 따라 5㎝ 내지 15㎝ 범위이다. 두께는 약 1㎚ 내지 500㎚이다.
Ⅵ) 저항성의 또는 전자 총에 의한, 증착될 금속 원소를 포함하는 세라믹/산화물로부터의 진공 열 증착으로, 프로세스는 이 기술에 대해 전술된 공정을 따라 10-3Pa 미만의 진공 압력에서 수행된다.
Ⅶ) 무선 주파수 플라즈마 또는 UHF에 의한 보조적인 화학 증기 분해로, 이 경우, 증착될 원소는 기체로서, 10 내지 200Pa의 진공 압력, 0.03 내지 2W㎝-2 상이의 전력 밀도 및 13.56MHz 내지 60MHz 사이의 여기 주파수를 이용한다. 활성 반도체에 대해 유용한 두께는 약 100 내지 800㎚이다.
Ⅷ) 유기 또는 무기 부품을 포함하는 화학적 용액으로부터의 잉크 젯트 프린팅으로, 증착되는 물질의 최고 두께는 1㎚ 내지 500㎚이다.
Ⅸ) 증착될 원소를 포함하는 화학적 용액의 급속한 확산으로, 증착될 물질의 두께는 약 1 내지 500㎚이다.
ⅲ) 도1에 참고번호 (4)로 설명된 적응 층 또는 참고번호 (6)인 캡슐화 층의 가공을 위해 이용되는 제조 프로세스는 동일한 타입의 물질이지만 임의의 활성 반도체보다 적어도 1000배 큰 전기 저항성을 갖는 물질을 사용한다.
C - 비휘발성 메모리 효과를 갖는 접합형 전계 효과 트랜지스터의 생성 및 가공방법
본 발명은 증가 또는 공핍형 모드에서 작동하는 예를 수단으로 도2에 도시된 종이 인터페이스에서 적응층이 있거나 없는, 캡슐화된 또는 캡슐화되지 않은 비휘발성 메모리 효과를 갖는 n 형 또는 p형 접합형 전계 효과 트랜지스터의 가공을 개시하는데, 즉, 전압이 게이트 전극에 인가되는지 여부에 따라 스위칭 온 상태에 있거나 정보 쓰기 모드에 있을 수 있다. 전계 효과 장치에 결합된 종이의 기능은 반도체 종이 인터페이스상에 전하 유도 공정을 위해 요구되는 필수적인 전기 절연을 보장하고, 동일한 진폭을 갖지만 반대 부호를 갖는 다른 전압이 게이트 전극에 다시 인가될 때까지 인가되는 임의의 게이트 전압이 없을 때 전하를 저장 또는 보유하는 것이다. 다른 전압이 인가되어, 저장된 정보를 삭제하기에 적합하지 않고, 전하 축적 증가(더 높거나 더 낮은 밀도 중 하나의, 정보를 저장하는데 이용되는 동일한 신호의 전압이 게이트 전극에 인가될 경우) 또는 감소(전하를 저장하는데 이용되는 것과 반대 신호의 전압이 게이트 전극에 인가되었지만, 전압 밀도 보다 낮은 절대값이 전하를 저장하기 위해 게이트 전극에 현재 인가되는 경우) 또는 존재를 중지(전하를 저장하는데 이용되는 것과 반대 신호의 전압이 게이트 전극에 인가되었지만, 현재는 절대값은 전하를 저장하기 위해 이용되는 게이트 전극에 인가된 전압과 동일하거나 더 높은 경우)하는 프로세스이다. 도2는 비휘발성 메모리 효과를 갖는 접합형 전계 효과 트랜지스터의 개략적인 도면으로, 섬유는 다양한 층으로 분배되고, 수지 및 접착제 안으로 침투하며, 인터페이스의 패시베이션 또는 적응이 포함된다.
섬유에 증착되도록 채널 영역을 가공하기 위해 활성 이온성(active ionic) p 형 또는 n 형 반도체로 이용되는, 도2에 참조 번호 1로 설명된 물질은 필수적으로 아연 산화물, 알루미늄에 결합된 아연 산화물, 플루오르에 결합된 주석 산화물 또는 구리 산화물, 또는 카드뮴 산화물 또는 은 산화물, 또는 인듐 몰리브덴의 합금 혼합물, 또는 주석 및 인듐의 합금 혼합물, 또는 인듐 및 아연의 합금 혼합물, 또는 아연 및 갈륨의 합금 혼합물, 또는 인듐 아연 및 갈륨의 합금 혼합물, 또는 인듐 아연 및 은의 합금 혼합물, 또는 인듐 아연 및 지르코늄의 합금 혼합물, 또는 인듐 아연 및 구리의 합금 혼합물, 또는 인듐 아연 및 카드뮴의 합금 혼합물, 또는 인듐 아연 및 주석의 합금 혼합물, 또는 갈륨 아연 및 주석의 합금 혼합물, 또는 인듐 아연 및 몰리브덴의 합금 혼합물, 또는 하프늄 또는 티타늄 또는 알루미나 또는 티타늄 산화물의 합금 혼합물과 같은 다중 혼합물로서, 1011 내지 100Ω㎝의 저항률을 나타내며, 제조 공정 동안 이용되는 성분과 산소 분압에 따라, 구성 성분은 0.1 % 내지 99.9%의 범위 내에서 변화된다. 이용되는 기술은 모두 A ⅱ)에 기재된다. 채널 영역의 유용한 두께는 1 내지 500㎚이고, 그 두께는 종이를 구성하는 섬유의 두께보다 적어도 10배 이하로 작다.
도2에 5로 표시된 소스 및 드레인 영역의 가공을 위해, 서로 10 ㎚ 내지 500㎛ 분리된, 앞서 설명한 동일한 반도체가 이용되지만, 5 내지 10-6Ω㎝의 낮은 저항률을 갖거나, 활성 반도체를 포함하는 섬유의 접속 및 상호 접속을 허용하는 동일한 기술을 이용하여, 다음의 물질, 즉 5Ω㎝ 보다 낮은 저항률을 보이는 티타늄, 알루미늄, 금, 은, 크롬, 또는 몰리브덴을 금속을 포함하는, 금속 합금 또는 다층 또는 적층 구조를 갖는 금속을 갖는다. 드레인 및 소스 영역의 유용한 두께는 단일 섬유로의 통합 또는 동일한 층에서 활성 반도체를 포함하는 다양한 섬유의 접속 및 통합 중 어느 것을 위한 것인지에 따라 1㎚ 내지 30000㎚ 범위에 있다.
이용될 적응 또는 패시베이션 또는 암호화층은 A에서 언급한 것과 같다.
D - 비휘발성 CMOS 메모리 장치 가공
이 예는 두 개의 접합형 전계 효과 트랜지스터의 동시 이용을 제공하는데, 하나는 도3에 참조 번호 (1)로 도시된, 증가 모드에서 동작하는 n 형이고, 다른 것은 증가 모드에서 동적 전하로 동작하는 p 형 트랜지스터 또는 참조 번호(7)표 표시된 공핍형 모드에서 동작하는 n 형 트랜지스터이며, 전술된 바에 따라, 종이의 일 표면 또는 종이의 양 표면의 패시베이션 층이 있거나 없도록 제조되며, 비휘발성 메모리 C-MOS 장치로 정해진 장치의 제조에 대응된다. 이러한 타입의 회로에서, 두 트랜지스터는 절대로 동시에 동작하지 않으며, 전하를 저장할 수 있는 능력을 갖는 논리 게이트의 설계 및 디지털 회로의 설계에서의 사용이 허용된다. 이용될 제조 공정 및 구성요소의 다양한 두께는 비휘발성 메모리 효과를 갖는 접합형 전계 효과 트랜지스터를 제조하는 경우에 대해 언급한 것과 같다.
전술된 장치, 반도체 회로 및 애플리케이션의 실시예는 단순히 종이 섬유가 주 부품을 구성하는 새로운 메모리 기능을 갖는 새로운 장치의 생성을 포함하는 명세서의 원리를 명확하게 이해하기 위한 단순히 가능한 실시 예임이 명백하다. 변형 및 수정이 본 발명의 사상 및 원리로부터 벗어남이 없이 상기 실시예에 이루어질 수 있다. 이러한 모든 변형 및 수정은 이 명세서 및 본 발명의 영역에 포함되며 청구범위에 의해 보호된다.
구현
본 발명의 혁신의 이용에 의해 야기되는 장치 및 통합 회로를 사용할 수 있는 주요 산업은 전체 전자 산업, 반도체 산업, 메모리 산업 및 유사 산업, 논리 회로 산업, 계측기 및 센서 산업, 의료 및 바이오기술 산업, 광전자, 마이크로 및 나노전자 산업이다. 본 발명에 기반한 장치는 메모리 효과를 갖는 전계 효과 장치에 기반한 모든 전자식에서 직접 응용하기 위해 설계되었고, 정보 전도 회로 및 저장장치(레코드 시프트 레지스터(record shift register, 동적 램), 논리 회로, 즉, 버퍼 및 카운터 형 회로, 다른 것 중에서 높은 전하 보유 능력을 제공하는 커패시터의 설계를 포함할 수 있다.
본 발명은 간단하고 비용효율적인 가공 기술을 이용하여 제품을 개발 및 생성하는 것을 목적으로 하는데, e 종이를 생성하여 미래의 그린 전자를 낳기 위해 낮은 온도에서 셀룰로오스 기반 종이의 양면에 박막을 가공하여 일렬로 세우는 가공 기술의 이용을 포함한다.
한편, 요구되는 제조 기술 공정은 전자 산업, 광전자 산업, 반도체 산업에 이용될 수 있는데, 즉 넓은 영역의 음극 스퍼터링, 또는 열 증착 또는 졸-겔 또는 잉크젯의 공정은 연구 및 매칭 기술에 관해 많은 투자를 할 필요가 없다.
본 발명에 의해 제공된 기술적 장점은 정적인 방식뿐만 아니라 동적 방식으로 종이의 능동적인 이용을 허용하여 기판 및 제조된 비휘발성 메모리를 갖는 전자 장치의 능동적 부품으로 동시에 작용한다는 것이다.
바람직한 실시예가 상세하게 기재되었지만, 앞서 확인된 모든 장점이 제공되지 않았어도, 많은 변형, 대체 및 변경이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 이뤄질 수 있음을 이해할 것이다. 여기에 제공된 성과는 동일한 범주에 있는, 다양한 다른 방법으로 실행되고 통합될 수 있는 본 명세서를 설명한다. 또한, 바람직한 실시예에서 설명되고 예시된 기술, 구성, 원소 및 공정은 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다른 기술, 구성, 원소 및 공정과 결합 또는 통합될 수 있다. 본 발명이 몇몇 실시예에서 기재되더라도, 이들은 본 발명의 응용 범위에 따라 여전히 변경될 수도 있다. 변형, 대체 및 변경된 예는 당업자에 의해 쉽게 판단되고 본 발명의 정신 그리고 범주에서 벗어남이 없이도 구형될 수 있다.
1 : 섬유에 증착되는 p 또는 n 형 유기 또는 무기 이온성 활성 반도체;
2 : 전하 저장 이산 유전체 및 전자 부품의 물리적 지지부 모두로 함께 동작하는 화학적(수지 및 접착제) 또는 기계적으로 압축된 천연 또는 합성 셀룰로오스 기반 종이 또는 그 결합;
3 : 연속 전기 접속부로서 동작하고, 금속 또는 금속 합금 또는 두 금속 또는 높은 전도성의 반도체 산화물 또는 높은 전도성의 유기성 물질의 연속 증착으로 구성된 전극으로 작용하는 게이트 전극,
4 : 종이의 일 면 또는 양면에 존재하는 인터페이스 패시베이션 또는 적응 층,
5 : 단일 또는 복합 또는 다중 혼합물 형태의 P 도트 또는 금속 또는 높은 전도성의 반도체 산화물과 같은 높은 전도성의 유기성 반도체로 구성되는 접합형 전계 효과 트랜지스터의 드레인 및 소스 영역
6 : 캡슐화 층, 표면 패시베이션
7 : 반도체 타입이 n 형인, 도1에 대응하는 반도체 채널에 상보적이고, 반대로 상보적인 것은 p형인 채널 영역

Claims (37)

  1. 비휘발성 메모리를 구비한 전계효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치를 제조하기 위한 제조 공정에 있어서,
    상기 장치는,
    천연 셀룰로오스 기반 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 혼합 섬유를 포함하는 종이(2),
    상기 종이의 일표면 상에 형성되는 활성 반도체 층(1);
    상기 활성 반도체 층(1) 내에 채널이 형성되도록 상기 활성 반도체 층(1) 상에 형성되는 소오스 영역 및 드레인 영역;
    상기 종이의 일표면과 반대측인 타표면에 형성되는 게이트 전극(3)을 포함하고,
    상기 제조 공정은,
    상기 종이(2)를 상기 장치 내에 유전체로서 포함시키는 단계 - 상기 종이에 포함되는 섬유들은 양이온으로서 알루미늄을 첨가하는 것에 의해 제어된 전기음성도를 가진 수지 또는 이온성 접착제 중에 매설되어 상기 섬유가 서로 화학적 결합되거나 기계적 결합됨 - ; 및
    상기 종이의 일표면 위에 활성 반도체 층(1)을 도포하는 단계 - 상기 활성 반도체 층(1)의 두께는 상기 종이의 섬유의 두께보다 적어도 10배 얇은 두께를 가짐 - ;을 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 종이에 포함되는 섬유들은 접착제에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 종이에 포함되는 섬유들은 기계적 압축에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  5. 제1항에 있어서
    상기 종이(2)는 상기 장치의 기판으로서 기능하고, 상기 종이는 상기 장치를 자체지속적 장치로 하는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  6. 제1항에 있어서,
    반도체 도포는 활성 반도체 층(1)의 양 단부 사이를 코팅된 이산 섬유에 의해 상호접속시키고, 상기 양 단부는 드레인 영역과 소스 영역(5)인
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  7. 제1항에 있어서,
    상보적 금속 산화물 반도체(CMOS)를 포함하는 활성 장치를 실시하기 위해, 종이의 양 측면에, 이산 또는 연속 방식으로 증착되는, 단일 구조, 복합 이중(tandem) 구조, 또는 다층 구조의 금속(3, 5), 반도체(1), 절연체(6) 또는 적응층(4)의 전기적 특성을 구비한 유기 또는 무기 기원의 구성 요소를 이용하는 하나 이상의 추가 단계를 포함하는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  8. 제1항에 있어서,
    종이에는 상온에서 물리적 증착 방법, 화학적 증착 방법 및 물리화학적 반응성 증착 방법 또는 비반응성 증착 방법에 의해 반도체 구성 요소가 증착되고,
    상기 증착 방법은, 스퍼터링, 잉크젯, 및 화학적 에멀전(emulsion)을 포함하고, 상기 반도체 구성 요소는 200℃ 미만에서 열처리되는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  9. 제8항에 있어서,
    반도체 구성요소는,
    a. 1㎚ 내지 5㎛ 사이의 공유 결합 무기 물질, 또는 단일 또는 복합 이온성 물질, 또는 유기 물질, 실리콘 합금 또는 아연 기반 다중 복합 산화물을 포함하는 채널(1);
    b. 금속성의 전도성 유기 또는 무기 물질을 기반하여 형성되는 드레인 영역 및 소스 영역(5);
    c. 장치의 외부 보호를 위해 최고 30㎛의 유전체(6)를 포함하는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  10. 제1항에 있어서,
    천연 셀룰로오스 기반 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 혼합 섬유를 포함하는 종이(2)에는 최종 장치의 다른 부품을 증착하기 전에 패시베이션 또는 적응층(4)이 제공되는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치 제조 공정.
  11. 비휘발성 메모리를 구비한 전계효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치에 있어서,
    천연 셀룰로오스 기반 섬유, 합성 섬유 또는 이들의 혼합 섬유를 포함하는 종이(2),
    상기 종이의 일표면 상에 형성되는 활성 반도체 층(1);
    상기 활성 반도체 층(1) 내에 채널이 형성되도록 상기 활성 반도체 층(1) 상에 형성되는 소오스 영역 및 드레인 영역;
    상기 종이의 일표면과 반대측인 타표면에 형성되는 게이트 전극(3)을 포함하고,
    상기 장치는,
    유전체 및 전자 축전체로서의 종이 - 상기 종이에 포함되는 섬유들은 양이온으로서 알루미늄을 첨가하는 것에 의해 제어된 전기음성도를 가진 수지 또는 이온성 접착제 중에 매설되어 상기 섬유가 서로 화학적 결합되거나 기계적 결합됨 - 및
    상기 종이의 섬유의 두께보다 적어도 10배 얇은 두께를 가지고 상기 종이 상에 형성된 활성 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치.
  12. 특허청구범위 제1항, 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 공정에 의해 획득할 수 있는
    비휘발성 메모리를 구비한 전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 종이의 두께는 10 ㎛ 이상인
    전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 장치의 메모리 동작은 활성 반도체를 포함하는 종이(2)의 표면과 반대쪽 표면에 배치되는 게이트 전극(3)으로부터 상이한 진폭을 나타내는 음 또는 양의 전압을 인가하여 상기 종이에 전자가 축적되며, 메모리 유지(memory retention)는 전압을 인가하지 않고 작동되어 플로팅 게이트 모드에서 동작하는
    전계 효과 반도체 활성 전자 또는 광전자 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
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  27. 삭제
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  29. 삭제
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  37. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT104482A (pt) 2009-04-01 2010-10-01 Univ Nova De Lisboa Método de fabrico e criação de transístores de filme fino electrocrómicos de estrutura lateral ou vertical utilizando substratos vitrocerâmicos, poliméricos, metálicos ou de papel celulósico natural, sintético ou misto funcionalizados ou não funciona
US8474146B2 (en) 2010-06-22 2013-07-02 Nike, Inc. Article of footwear with color change portion and method of changing color
US9301569B2 (en) 2010-06-22 2016-04-05 Nike, Inc. Article of footwear with color change portion and method of changing color
US8769836B2 (en) 2010-06-22 2014-07-08 Nike, Inc. Article of footwear with color change portion and method of changing color
CN102289999A (zh) * 2011-07-04 2011-12-21 北京印刷学院 等面积三基色无墨印刷纸
CN102289998A (zh) * 2011-07-04 2011-12-21 北京印刷学院 三基色无墨印刷纸
PT106301A (pt) * 2012-05-09 2013-11-11 Yd Ynvisible S A Método de deposição de tco em papel usando pulverização catódica por rádio-frequência e corrente contínua, e sua aplicação em dispositivos electrocrómicos
CN103247758B (zh) * 2013-04-28 2016-03-30 复旦大学 采用柔性纸基的可擦写薄膜阻变存储单元及其制备方法
US10281430B2 (en) * 2016-07-15 2019-05-07 The United States of America as represented by the Administratior of NASA Identification and characterization of remote objects by electric charge tunneling, injection, and induction, and an erasable organic molecular memory
NL2023085B1 (en) * 2019-05-08 2020-11-30 Innovative Mechanical Engineering Tech B V Method and device for depositing a fiber material layer on a carrier
EP3760788B1 (en) * 2019-07-04 2022-01-26 Rise Research Institutes Of Sweden Ab Semiconducting paper comprising cellulose fibres
CN112323539B (zh) * 2020-09-16 2022-10-28 齐鲁工业大学 基于天然植物纤维的可驻极过滤原纸及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005123497A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Sony Corp 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP2005311336A (ja) 2004-03-25 2005-11-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 情報記録素子
JP2006186294A (ja) 2004-12-03 2006-07-13 Toppan Printing Co Ltd 薄膜トランジスタ及びその製造方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA682814A (en) 1964-03-24 Kimberly-Clark Corporation Electrically conductive paper, and method of making it
CA898082A (en) 1972-04-18 M. Taubman Charles Polymeric quaternary derivatives of 4-vinyl pyridine in electrically conductive paper
CA767053A (en) 1967-09-12 W. Breck Donald Electrically conductive paper
US3617372A (en) 1969-08-20 1971-11-02 Rohm & Haas Electroconductive paper
US4328133A (en) * 1980-06-25 1982-05-04 Bridgestone Tire Company Limited Organic micro-fiber reinforced rubber compositions
US20030192664A1 (en) 1995-01-30 2003-10-16 Kulick Russell J. Use of vinylamine polymers with ionic, organic, cross-linked polymeric microbeads in paper-making
NL1008929C2 (nl) * 1998-04-20 1999-10-21 Vhp Ugchelen Bv Uit papier vervaardigd substraat voorzien van een geïntegreerde schakeling.
SE520339C2 (sv) 2001-03-07 2003-06-24 Acreo Ab Elektrokemisk transistoranordning och dess tillverkningsförfarande
US6870180B2 (en) * 2001-06-08 2005-03-22 Lucent Technologies Inc. Organic polarizable gate transistor apparatus and method
JP2003123559A (ja) 2001-10-19 2003-04-25 Seiko Epson Corp 透明導電性膜の形成方法、その装置、透明導電性膜および電子ペーパー
US6946676B2 (en) * 2001-11-05 2005-09-20 3M Innovative Properties Company Organic thin film transistor with polymeric interface
KR100452558B1 (ko) 2001-11-20 2004-10-14 주식회사 엘지화학 공중합성 이온 단량체를 함유하는 종이 코팅용 라텍스
KR100949304B1 (ko) * 2001-12-19 2010-03-23 메르크 파텐트 게엠베하 유기 절연체를 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터
US6812509B2 (en) * 2002-06-28 2004-11-02 Palo Alto Research Center Inc. Organic ferroelectric memory cells
JP3781017B2 (ja) * 2002-07-22 2006-05-31 カシオ計算機株式会社 画像管理システム及び画像管理方法、デジタルカメラ
RU2214019C1 (ru) * 2002-09-04 2003-10-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр завода "Красное знамя" Защитное покрытие для фотоэлектрического модуля
US6905908B2 (en) 2002-12-26 2005-06-14 Motorola, Inc. Method of fabricating organic field effect transistors
ITTO20030145A1 (it) 2003-02-28 2004-09-01 Infm Istituto Naz Per La Fisi Ca Della Mater Procedimento per la fabbricazione di dispositivi ad effetto di campo a film sottile privi di substrato e transistore a film sottile organico ottenibile mediante tale procedimento.
FI20030919A (fi) * 2003-06-19 2004-12-20 Avantone Oy Menetelmä ja laitteisto elektronisen ohutkalvokomponentin valmistamiseksi sekä elektroninen ohutkalvokomponentti
US7139114B2 (en) 2004-12-20 2006-11-21 Xerox Corporation Bisymmetrical electric paper and a system therefor
WO2006104069A1 (ja) * 2005-03-28 2006-10-05 Pioneer Corporation ゲート絶縁膜、有機トランジスタ、有機ｅｌ表示装置の製造方法、ディスプレイ
WO2007096242A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Clariant International Ltd Improved process for the manufacture of paper and board
WO2007143670A2 (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Ivi Smart Technologies, Inc. Electronic card type media storage and player device
TWI300251B (en) * 2006-07-14 2008-08-21 Ind Tech Res Inst Manufacturing method of vertical thin film transistor
KR20080013300A (ko) * 2006-08-08 2008-02-13 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
US20080054258A1 (en) * 2006-08-11 2008-03-06 Basf Aktiengesellschaft Use of perylene diimide derivatives as air-stable n-channel organic semiconductors
TW200830595A (en) * 2006-11-27 2008-07-16 Nat University Iwate Univ Inc Organic thin film transistor, organic composite electronic element, method for manufacturing such transistor and element, and display device and memory
PT103951A (pt) 2008-01-31 2009-07-31 Univ Nova De Lisboa Processamento de elementos eléctricos e/ou electrónicos em substratos de material celulósico
US20110293851A1 (en) * 2009-02-02 2011-12-01 Bollstroem Roger Method for creating a substrate for printed or coated functionality, substrate, functional device and its use

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005123497A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Sony Corp 電界効果型トランジスタ及びその製造方法
JP2005311336A (ja) 2004-03-25 2005-11-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 情報記録素子
JP2006186294A (ja) 2004-12-03 2006-07-13 Toppan Printing Co Ltd 薄膜トランジスタ及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102195263B1 (ko) * 2019-08-13 2020-12-24 연세대학교 산학협력단 신체 부착형 전자소자 및 이의 방수형 비휘발성 메모리 구조

Also Published As

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RU2010142162A (ru) 2012-04-27
CA2718880C (en) 2017-05-09
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CN101999181A (zh) 2011-03-30
WO2009115913A2 (pt) 2009-09-24
US10689808B2 (en) 2020-06-23

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