KR101659092B1 - Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore - Google Patents

Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore Download PDF

Info

Publication number
KR101659092B1
KR101659092B1 KR1020100108997A KR20100108997A KR101659092B1 KR 101659092 B1 KR101659092 B1 KR 101659092B1 KR 1020100108997 A KR1020100108997 A KR 1020100108997A KR 20100108997 A KR20100108997 A KR 20100108997A KR 101659092 B1 KR101659092 B1 KR 101659092B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
delete delete
substrate
data
source
recording
Prior art date
Application number
KR1020100108997A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120047440A (en
Inventor
박병은
Original Assignee
서울시립대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울시립대학교 산학협력단 filed Critical 서울시립대학교 산학협력단
Priority to KR1020100108997A priority Critical patent/KR101659092B1/en
Publication of KR20120047440A publication Critical patent/KR20120047440A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101659092B1 publication Critical patent/KR101659092B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G11B9/02Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using ferroelectric record carriers; Record carriers therefor
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

본 발명은 대량의 데이터 저장이 가능하고, 데이터 기록 및 판독을 고속으로 실행할 수 있도록 된 기록매체 및 그 제조방법과, 이를 이한 데이터 기록 및 판독장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 데이터 기록매체는 하부 전극층과 강유전체층 및 상부 전극층의 적층 구조로 이루어진다. 데이터 기록장치는 상기 기록매체의 강유전체층을 선택적으로 분극시키고, 데이터 판독장치는 상기한 분극 전계에 의해 온/오프 되는 스위칭 수단을 구비하여 구성된다. 상기 스위칭 수단은 기본적으로 트랜지스터 구조를 갖는 판독 헤드로 구성된다.The present invention relates to a recording medium capable of storing a large amount of data and capable of performing data recording and reading at a high speed, a method of manufacturing the same, and a data recording and reading apparatus using the same. The data recording medium according to the present invention has a laminated structure of a lower electrode layer, a ferroelectric layer and an upper electrode layer. The data recording apparatus selectively polarizes the ferroelectric layer of the recording medium, and the data reading apparatus includes switching means that is turned on / off by the polarized electric field. The switching means basically consists of a read head having a transistor structure.

Description

데이터 기록 및 판독장치{Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore}[0001] The present invention relates to a data recording and reading apparatus,

본 발명은 정보 기록 매체에 관한 것으로, 특히 대량의 데이터 저장이 가능하고, 데이터 기록 및 판독을 고속으로 실행할 수 있도록 된 기록매체 및 그 제조방법과, 이를 이한 데이터 기록 및 판독장치에 관한 것이다.The present invention relates to an information recording medium, and more particularly, to a recording medium capable of storing a large amount of data and capable of performing data recording and reading at a high speed, a method of manufacturing the same, and a data recording and reading apparatus using the same.

디스크형상이나 카드형상을 한 기판상에 금속 박막이나 유기물 박막으로 구성되는 기록재료 박막층을 형성하고, 이것에 서브미크론 오더 직경의 미소 광스포트에 집중된 고에너지 빔을 조사함으로써 기록 재료층에 국부적인 변화를 생기게 하며, 또 정보신호의 축적을 행하는 기술을 이미 널리 알려져 있다.A recording material thin film layer composed of a metal thin film or an organic thin film is formed on a substrate having a disk shape or a card shape and a high energy beam focused on a minute light spot having a submicron order diameter is irradiated thereto, And accumulation of information signals is already well known.

특히, 광자기재료 박막이나 상변화 재료 박막을 기록층으로서 이용한 매체에서는 신호의 고쳐쓰기를 쉽게 할 수 있으므로 활발한 연구개발이 이루어지고 있는 실정이다.Particularly, in a medium using a magnetooptical material thin film or a phase change material thin film as a recording layer, signal rewriting can be facilitated, and active research and development have been made.

그러나, 이러한 종래의 기록매체는 외부로부터의 고에너지빔에 의해 데이터의 기록 및 판독이 실행되도록 구성되기 때문에, 데이터 저장용량을 늘이는데 한계가 있게 되고, 또한 이를 위한 고가의 데이터 기록 및 판독장치가 요구된다. 또한, 데이터가 저장된 트랙을 따라 헤드를 이동시키면서 데이터 기록 및 판독을 실행하게 되므로 데이터의 기록 및 판독을 일정 속도 이상으로 높이는 것이 불가능하게 된다.However, since such a conventional recording medium is structured such that recording and reading of data is performed by a high energy beam from the outside, there is a limit to increase the data storage capacity, and there is also a problem that an expensive data recording and reading device Is required. In addition, since the data recording and reading are performed while moving the head along the track where the data is stored, it is impossible to increase the recording and reading of data beyond a predetermined speed.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 동일한 면적에 대하여 데이터 저장능력을 획기적으로 증가시킬 수 있는 기록매체를 제공함에 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a recording medium capable of dramatically increasing data storage capacity over the same area.

또한, 본 발명은 제조비용이 저렴한 기록매체를 제공함에 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a recording medium having a low manufacturing cost.

또한, 본 발명은 상기한 기록매체를 제조하기 위한 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a manufacturing method for manufacturing the recording medium.

또한, 본 발명은 상기한 기록매체에 대하여 데이터 기록 및 판독이 가능한 데이터 기록 및 판독장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.It is still another object of the present invention to provide a data recording and reading apparatus capable of recording and reading data to and from the recording medium.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기록매체는 장방형의 형상으로 이루어진 몸체와, 상기 몸체에 구비되는 기록영역을 구비하여 구성되고, 상기 기록영역상에는 다수의 메모리 셀과 다수의 접촉패드가 구비되며, 상기 메모리 셀은 강유전체층을 구비하여 구성되고, 상기 접촉패드는 메모리 셀에 대하여 데이터를 기록하기 위하여 설치된 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a recording medium comprising a body having a rectangular shape and a recording region provided in the body, wherein the recording region has a plurality of memory cells and a plurality of contacts Wherein the memory cell is provided with a ferroelectric layer, and the contact pad is provided for writing data to the memory cell.

또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 기록매체는 장방형의 형상으로 이루어진 몸체와, 상기 몸체에 구비되는 기록영역을 구비하여 구성되고, 상기 기록영역상에는 일측 방향으로 연장되어 설치되는 다수의 하부 전극과, 상기 하부 전극의 상측에 설치됨과 더불어 상기 하부 전극과 직교하는 방향으로 연장되어 설치되는 다수의 상부 전극, 상기 하부 전극과 상부 전극이 서로 직교하는 영역에 설치됨과 더불어 하부 전극과 상부 전극의 사이에 설치되는 강유전체층 및, 상기 하부 전극 또는 상부 전극과 전기적으로 결합되는 다수의 접촉패드가 구비되며, 상기 하부 전극과 상부 전극 및 그 사이의 강유전체층은 메모리 셀을 구성하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a recording medium comprising: a body having a rectangular shape; a recording region provided in the body; a plurality of lower electrodes extending in one direction on the recording region; A plurality of upper electrodes disposed on the upper side of the lower electrode and extending in a direction orthogonal to the lower electrode, and a plurality of lower electrodes disposed in a region where the lower electrode and the upper electrode are orthogonal to each other, And a plurality of contact pads electrically coupled to the lower electrode or the upper electrode, wherein the lower electrode and the upper electrode and the ferroelectric layer therebetween constitute a memory cell.

또한 본 발명의 제3 관점에 따른 기록매체는 장방형의 형상으로 이루어진 몸체와, 상기 몸체에 구비되는 기록영역을 구비하여 구성되고, 상기 기록영역상에는 일측 방향으로 연장되어 설치되는 다수의 하부 전극과, 상기 하부 전극을 전체적으로 피복하면서 설치되는 강유전체층, 상기 강유전체층의 상측에 설치됨과 더불어 상기 하부 전극과 직교하는 방향으로 연장되어 설치되는 다수의 상부 전극 및, 상기 하부 전극 또는 상부 전극과 전기적으로 결합되는 다수의 접촉패드가 구비되며, 상기 하부 전극과 상부 전극 및 그 사이의 강유전체층은 메모리 셀을 구성하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a recording medium comprising: a body having a rectangular shape; and a plurality of lower electrodes formed on the recording region, the recording electrodes being provided in the body, A plurality of upper electrodes provided on the upper side of the ferroelectric layer and extending in a direction orthogonal to the lower electrodes, and a plurality of lower electrodes electrically connected to the lower and upper electrodes, A plurality of contact pads are provided, and the lower electrode and the upper electrode and the ferroelectric layer therebetween constitute a memory cell.

또한 상기 상부 전극층의 상측에 보호층이 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.And a protective layer is further provided on the upper electrode layer.

또한 상기 강유전체층이 강유전 무기물, 강유전 유기물, 강유전 무기물과 유기물의 혼합물, 강유전 무기물과 강유전 유기물의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The ferroelectric layer may include at least one of a ferroelectric inorganic material, a ferroelectric organic material, a mixture of a ferroelectric inorganic material and an organic material, and a mixture of a ferroelectric inorganic material and a ferroelectric organic material.

또한 상기 강유전체층이 강유전 무기물과 금속의 혼합물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And the ferroelectric layer includes a mixture of a ferroelectric inorganic material and a metal.

또한 상기 금속이 철(Fe)인 것을 특징으로 한다.And the metal is iron (Fe).

또한 상기 접촉패드는 상부 전극 또는 하부 전극의 연장방향을 따라 일측 및 타측에 형성되고, 하부 전극 또는 상부 전극은 일측 및 타측의 접촉패드와 교번적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.The contact pad is formed on one side and the other side along the extension direction of the upper electrode or the lower electrode, and the lower electrode or the upper electrode is alternately coupled with the contact pad on one side and the other side.

또한 상기 접촉패드는 상부 전극 또는 하부 전극의 연장방향을 따라 일측 및 타측에 형성되고, 하부 전극 또는 상부 전극의 반은 일측의 접촉패드와 결합되고, 하부 전극 또는 상부 전극의 나머지 반은 타측의 접촉패드와 결합되는 것을 특징으로 한다.The contact pad is formed on one side and the other side along the extension direction of the upper electrode or the lower electrode, the lower electrode or the upper electrode is coupled with one side contact pad, the other half of the lower electrode or the upper electrode is contacted with the other side Pad. ≪ / RTI >

또한 상기 기록영역이 종이 또는 종이를 포함하는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.And the recording area is made of a material including paper or paper.

또한 상기 기록영역이 유기물을 포함하는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.And the recording area is made of a material containing an organic material.

또한 상기 기록영역이 실리콘 기판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.And the recording area is formed of a silicon substrate.

본 발명의 제4 관점에 따른 기록매체의 제조방법은 몸체를 준비하는 단계와, 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 일측 방향으로 연장되는 다수의 하부 전극층과 리드선 및 접촉패드를 동시에 형성하는 단계, 상기 하부 전극층의 상측에 강유전체층을 형성하는 단계, 상기 강유전체층의 상측에 상기 하부 전극층과는 직교하는 방향으로 연장되는 다수의 상부 전극층과 리드선 및 접촉패드를 동시에 형성하는 단계 및, 상기 기판을 몸체에 접합하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a recording medium according to a fourth aspect of the present invention includes the steps of preparing a body, preparing a substrate, simultaneously forming a plurality of lower electrode layers extending in one direction on the substrate, Forming a ferroelectric layer on the lower electrode layer, forming a plurality of upper electrode layers extending in a direction orthogonal to the lower electrode layer on the ferroelectric layer, a lead wire and a contact pad at the same time, And a step of joining to the body.

또한 상기 기판이 종이이고, 상기 하부 전극층은 진공증착법을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.The substrate is made of paper, and the lower electrode layer is formed by a vacuum deposition method.

또한 상기 기판이 유기물이고, 상기 하부 전극층은 스크린 인쇄법 또는 스핀코팅법 중 적어도 하나의 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.The substrate is an organic material, and the lower electrode layer is formed by at least one of a screen printing method and a spin coating method.

또한 상기 강유전체층의 형성단계는 강유전 무기물과 강유전 유기물의 혼합용액을 형성하는 단계와, 상기 혼합용액을 이용하여 스크린 인쇄법으로 강유전체층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The forming of the ferroelectric layer may include forming a mixed solution of a ferroelectric inorganic material and a ferroelectric organic material, and forming a ferroelectric layer by a screen printing method using the mixed solution.

또한 상기 강유전체층의 형성단계는 강유전 무기물과 유기물의 혼합용액을 형성하는 단계와, 상기 혼합용액을 이용하여 스크린 인쇄법으로 강유전체층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The forming of the ferroelectric layer may include forming a mixed solution of a ferroelectric inorganic material and an organic material, and forming a ferroelectric layer by a screen printing method using the mixed solution.

또한 상기 강유전체층 및 상부 전극층으로 구성되는 적층구조와 다른 강유전체층 및 상부 전극층으로 구성되는 적층구조의 사이에 절연물질을 충진하는 단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And filling the insulating material between the laminated structure of the ferroelectric layer and the upper electrode layer and the laminated structure of the other ferroelectric layer and the upper electrode layer.

또한 상기 기록매체의 전체 표면에 보호층이 형성하는 단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And forming a protective layer on the entire surface of the recording medium.

또한 상기 강유전체층은 하부 전극층과 상부 전극층의 교차영역에만 형성되는 것을 특징으로 한다.And the ferroelectric layer is formed only in the intersection region of the lower electrode layer and the upper electrode layer.

또한 상기 강유전체응은 하부 전극층의 상측에 전체적으로 도포되어 형성되는 것을 특징으로 하는 한다.The ferroelectric substance is formed on the entire upper surface of the lower electrode layer.

본 발명의 제5 관점에 따른 데이터 기록 및 판독장치는 장방형의 몸체와 몸체의 상측에 구비되는 기록영역을 구비하고, 상기 기록영역에는 강유전물질로 구성되는 다수의 메모리 셀과 상기 메모리 셀과 전기적으로 결합되는 다수의 접촉패드가 형성되는 기록매체에 대하여 데이터를 기록 및 판독하는 데이터 기록 및 판독장치에 있어서, 상기 데이터 기록 및 판독장치는 본체와 본체의 상측을 개폐하기 위한 덮기를 구비하여 구성되고, 상기 본체의 상측에는 기록매체를 안착하기 위한 안착부가 구비되며, 상기 안착부의 상면에는 메모리 셀과 대응하는 위치에 각각 설치되는 판독헤드와 상기 접촉패드와 대응하는 위치에 설치되어 접촉패드에 대하여 기록전압 또는 접지전압을 공급하는 복수의 데이터 패드가 설치되는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a data recording and reading apparatus comprising a rectangular body and a recording region provided on an upper side of the body, wherein the recording region includes a plurality of memory cells constituted of ferroelectric materials, A data recording and reading apparatus for writing and reading data to and from a recording medium on which a plurality of contact pads to be coupled are formed, the data recording and reading apparatus comprising a main body and a cover for opening and closing an upper side of the main body, A read head provided at a position corresponding to the memory cell on an upper surface of the mount portion, and a read head provided at a position corresponding to the contact pad, Or a plurality of data pads for supplying a ground voltage are provided.

또한 상기 판독헤드는 반도체 기판과, 상기 기판에 형성되는 소스 및 드레인 영역, 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 형성되는 채널영역, 상기 소스 및 드레인 영역의 상측에 형성되는 소스 전극 및 드레인 전극 및, 상기 소스 및 드레인 전극의 상측에 형성되는 보호층을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The read head includes a semiconductor substrate, source and drain regions formed on the substrate, a channel region formed between the source and drain regions, source and drain electrodes formed on the source and drain regions, And a protective layer formed on the upper side of the drain electrode.

본 발명의 제6 관점에 따른 데이터 기록 및 판독장치는 A data recording and reading apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes:

장방형의 몸체와 몸체의 상측에 구비되는 기록영역을 구비하고, 상기 기록영역에는 강유전물질로 구성되는 다수의 메모리 셀과 상기 메모리 셀과 전기적으로 결합되는 다수의 접촉패드가 형성되는 기록매체에 대하여 데이터를 기록 및 판독하는 데이터 기록 및 판독장치에 있어서, 상기 데이터 기록 및 판독장치는 본체와 본체의 내측으로 기록매체를 인입하기 위한 인입구와, 상기 인입구의 내측에 설치됨과 더불어 인입구를 통해 인입되는 기록매체의 기록영역에 대향되도록 설치되는 판독헤드 및 데이터 패드를 구비하여 구성되고, 상기 판독헤드는 각각 메모리 셀에 대응하는 위치에 설치되며, 상기 데이터 패드는 접촉패드와 전기적으로 접촉되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치. 또한 상기 채널영역의 상측에 도전성 재질로 구성되는 버퍼층을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a plurality of contact pads electrically coupled to the memory cells, wherein the plurality of memory cells are formed of ferroelectric material and the plurality of contact pads are electrically coupled to the memory cells, The data recording and reading apparatus comprising: an input port for inputting a recording medium into an inside of a main body and a main body; a recording medium installed in the inside of the input port, And a data pad, wherein the read head is installed at a position corresponding to the memory cell, and the data pad is installed to be in electrical contact with the contact pad. The data recording / And a buffer layer made of a conductive material is further provided on the channel region.

또한 상기 판독 헤드는 하나의 메모리 셀에 대하여 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the number of the read heads is two or more for one memory cell.

또한 상기 판독헤드는 기판과, 상기 기판의 상측에 형성되는 소스 및 드레인 전극 및, 상기 기판과 소스 및 드레인 전극의 상측에 형성되는 유기물 반도체층을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The read head may include a substrate, source and drain electrodes formed on the substrate, and an organic semiconductor layer formed on the substrate and on the source and drain electrodes.

또한 상기 유기물 반도체층의 상측에 도전성 재질로 구성되는 버퍼층을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a buffer layer made of a conductive material is further provided on the organic semiconductor layer.

또한 상기 기판은 종이로 구성되는 것을 특징으로 한다.The substrate is also made of paper.

또한 상기 기판은 유기물로 구성되는 것을 특징으로 한다.The substrate may be formed of an organic material.

상기한 구성으로 된 본 발명에 따른 기록매체는 기판상에 하부 전극층과 강유전체층 및 상부 전극층으로 구성되는 메모리 셀을 구성하게 되므로 단위면적당 대량의 메모리 셀을 구성할 수 있게 된다.The recording medium according to the present invention having the above-described structure constitutes a memory cell composed of a lower electrode layer, a ferroelectric layer and an upper electrode layer on a substrate, so that a large number of memory cells can be formed per unit area.

또한 본 발명에 따른 데이터 기록 및 판독장치는 각각의 메모리 셀에 대하여 데이터를 판독하기 위한 판독헤드가 구비되므로 대량의 메모리 셀로부터 동시에 데이터를 판독하는 것이 가능하게 되므로 데이터 억세스 속도가 대폭적으로 증가되게 된다.Further, since the data recording and reading apparatus according to the present invention is provided with a read head for reading data from each memory cell, it is possible to simultaneously read data from a large number of memory cells, thereby greatly increasing the data access speed .

도 1 내지 도 3은 본 발명의 기본 개념을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 판독 헤드와 기록매체의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 5는 도 4에서 판독 헤드의 다른 구성예를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 기록매체의 외관 형상을 나타낸 사시도.
도 7은 도 6에서 기록영역(52)상에 형성되는 메모리 셀 어레이의 구조를 나타낸 평면도.
도 8은 도 6에서 기록영역(52)상에 형성되는 메모리 셀 어레이의 다른 구조예를 나타낸 평면도.
도 9는 도 7에서 A-A'선에 따른 단면도.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기록매체의 구조를 설명하기 위한 단면도로서, 도 7에서의 A-A'선에 따른 단면도.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 기록 및 판독장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 16는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 기록 및 판독장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.
1 to 3 are diagrams for explaining the basic concept of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a read head and a recording medium according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing another configuration example of the read head in Fig.
6 is a perspective view showing an outer shape of a recording medium according to the present invention.
7 is a plan view showing a structure of a memory cell array formed on the recording area 52 in FIG.
8 is a plan view showing another structural example of a memory cell array formed on the recording area 52 in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig. 7;
FIGS. 10 to 14 are cross-sectional views illustrating a structure of a recording medium according to another embodiment of the present invention, taken along line A-A 'in FIG. 7. FIG.
15 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a data recording and reading apparatus according to an embodiment of the present invention;
16 schematically shows a structure of a data recording and reading apparatus according to another embodiment of the present invention;

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 실시예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현예를 나타낸 것으로서, 이러한 실시예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 기술적인 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below represent one preferred embodiment of the present invention, and examples of such embodiments are not intended to limit the scope of the present invention. The present invention can be carried out in various ways without departing from the technical spirit thereof.

우선, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 기본 개념을 설명한다.First, the basic concept of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig.

도 1은 일반적인 MOS 트랜지스터를 나타낸 것이다. 주지된 바와 같이 MOS 트랜지스터는 게이트 전극(1)과 드레인 전극(2) 및 소스 전극(3)을 구비한다. 드레인 전극(2)과 소스 전극(3)의 사이에는 채널영역이 존재하고, 이 채널영역의 상측에 게이트 전극이 배치된다. 이러한 구조에 있어서는 게이트 전극(1)에 가해지는 전압에 의한 전계의 영향으로 채널영역에 도전채널이 선택적으로 생성됨으로써 드레인 전극(2)과 소스 전극(3)간에 전류의 흐름이 선택적으로 생성된다.1 shows a general MOS transistor. As is well known, a MOS transistor has a gate electrode 1, a drain electrode 2, and a source electrode 3. A channel region exists between the drain electrode 2 and the source electrode 3, and a gate electrode is disposed above the channel region. In this structure, a conductive channel is selectively formed in the channel region due to the influence of the electric field due to the voltage applied to the gate electrode 1, so that a current flow is selectively generated between the drain electrode 2 and the source electrode 3.

한편, 도 2는 도 1에 나타낸 트랜지스터에 대하여 게이트 전극(1)과 접지 사이에 캐패시터(4)가 접속되어 있다. 그리고, 게이트 전극(1)과 캐패시터(4)의 접속노드에 데이터 전극(5)이 결합되어 있다.On the other hand, in Fig. 2, the capacitor 4 is connected between the gate electrode 1 and the ground with respect to the transistor shown in Fig. The data electrode 5 is coupled to the connection node between the gate electrode 1 and the capacitor 4. [

도 2의 구조에서는 데이터 전극(5)을 통해서 캐패시터(4)를 충전시키게 되면, 데이터 전극(5)을 통해서 인가되는 데이터 전압을 차단한 상태에서도 캐패시터(4)에 충전된 전압에 의해 게이트 전극(1)에 지속적으로 전압이 인가된다. 즉, 캐패시터(4)에 충전된 전압에 의해 드레인 전극(2)과 소스 전극(3) 사이의 전류통로가 단속된다.2, when the capacitor 4 is charged through the data electrode 5, even if the data voltage applied through the data electrode 5 is cut off, the gate electrode 1). That is, the current path between the drain electrode 2 and the source electrode 3 is interrupted by the voltage charged in the capacitor 4.

도 2의 구조는 데이터가 저장되는 캐패시터(4), 즉 메모리 셀과, 이 메모리 셀에 의한 전계에 의해 온오프 되는 드레인 전극(2) 및 소스 전극(3) 사이의 전류 통로, 즉 스위칭 수단으로 구분될 수 있다.The structure shown in Fig. 2 is a current path between the capacitor 4 in which data is stored, that is, the memory cell, the drain electrode 2 and the source electrode 3 which are turned on and off by the electric field by the memory cell, Can be distinguished.

도 3은 도 2에 나타낸 구조를 등가적으로 나타낸 구조도이다. 도 3의 구조는 메모리 셀(20)과 스위칭 수단(30)을 구비한다. 메모리 셀(20)은 저장되는 데이터에 따라 스위칭 수단(30)에 대하여 정방향 또는 부방향으로 일정한 전계를 방출하고, 스위칭 수단(30)은 메모리 셀(20)로부터 인가되는 전계에 따라 온 또는 오프된다. 여기서, 스위칭 수단(30)측으로 인가되는 전계를 정방향으로 정의한다면 스위칭 수단(30)과 반대 방향 측으로 인가되는 전계는 역방향으로 정의될 것이다. 물론, 이러한 정방향 또는 역방향에 대한 정의는 임의적인 것으로서, 이와 반대로 스위칭 수단(30) 측으로 인가되는 전계를 역방향으로 정의할 수도 있다.Fig. 3 is a structural diagram showing equivalently the structure shown in Fig. 2. Fig. The structure of FIG. 3 includes a memory cell 20 and a switching means 30. The memory cell 20 emits a constant electric field in the positive or negative direction with respect to the switching means 30 according to the stored data and the switching means 30 is turned on or off according to the electric field applied from the memory cell 20 . Here, if the electric field applied to the switching means 30 is defined as a normal direction, the electric field applied to the direction opposite to the switching means 30 will be defined as a reverse direction. Of course, the definition of this forward or reverse direction is arbitrary, and conversely, the electric field applied to the switching means 30 side may be defined in the reverse direction.

또한, 스위칭 수단(30)은 메모리 셀(20)로부터 인가되는 정방향 전계에 의해 온 또는 오프될 것이고, 역방향 전계에 의해서는 이와 반대로 동작하게 될 것이다. 스위칭 수단(30)의 동작상태는 도 2에서 드레인 전극(2)과 소스 전극(3) 사이의 채널이 P형인지 N형인지에 따라 결정될 것이다.In addition, the switching means 30 will be turned on or off by the forward electric field applied from the memory cell 20, and vice versa by the reverse electric field. The operating state of the switching means 30 will be determined depending on whether the channel between the drain electrode 2 and the source electrode 3 in FIG. 2 is P-type or N-type.

상기한 구조에서 메모리 셀(20)은 기록매체의 일부분, 스위칭 수단(30)은 기록매체의 메모리 셀(20)에 저장되어 있는 데이터를 판독하기 위한 판독 헤드로서 고려될 수 있다. 이하에서는 스위칭 수단(30)에 대한 하나의 다른 표현으로서 판독 헤드라는 명칭을 사용할 것이다.In the above structure, the memory cell 20 may be considered as a part of the recording medium, and the switching means 30 may be considered as a read head for reading data stored in the memory cell 20 of the recording medium. Hereinafter we will use the name readhead as one alternative to the switching means 30.

도 4는 본 발명의 하나의 구현예에 따른 메모리 셀(20)과 판독헤드(30)의 구조를 나타낸 다타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the structure of a memory cell 20 and a read head 30 according to an embodiment of the present invention.

메모리 셀(20)은 기판(21)과 하부 전극층(22), 강유전체층(23) 및 상부 전극층(24)을 구비하여 구성된다. 그리고, 상부 전극층(24)상에는 보호층이 형성될 수 있다. 이때, 보호층으로서는 유기물 또는 도전성 유기물을 사용할 수 있다.The memory cell 20 includes a substrate 21, a lower electrode layer 22, a ferroelectric layer 23, and an upper electrode layer 24. A protective layer may be formed on the upper electrode layer 24. As the protective layer, an organic material or a conductive organic material may be used.

상기 기판(21)으로서는 일반적인 반도체 기판이나 유기물 기판 또는 종이 기판을 사용할 수 있다. 기판(21)의 재질로서는 특정한 것에 한정되지 않는다.As the substrate 21, a general semiconductor substrate, an organic substrate, or a paper substrate can be used. The material of the substrate 21 is not limited to a specific one.

상기 하부 및 상부 전극층(22, 24)으로서는 일반적으로 주지된 전도성 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어 이들 전극층(22, 24)으로서는 금, 은, 알루미늄, 플라티늄, 인듐주석화합물(ITO), 스트론튬티타네이트화합물(SrTiO3)이나, 그 밖의 전도성 금속 산화물과 이것들의 합금 및 화합물, 또는 전도성 중합체를 기재로 하는 예컨대 폴리아닐린, 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술포네이트(PEDOT:PSS) 등의 혼합물이나 화합물 또는 다층물 등의 재질이 사용될 수 있다.As the lower and upper electrode layers 22 and 24, commonly known conductive materials may be used. For example, the electrode layers 22 and 24 may be formed of gold, silver, aluminum, platinum, an indium tin compound (ITO), a strontium titanate compound (SrTiO 3 ), other conductive metal oxides and their alloys and compounds, A mixture or compound such as polyaniline, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrenesulfonate (PEDOT: PSS) based on a polymer or a material such as a multilayered material may be used.

상기 기판(21)으로서 종이 기판을 사용하고 하부 전극층(22)으로서 금속 전극층을 사용하는 경우 하부 전극층(22)은 예컨대 진공증착법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 기판(21)으로서 유기물이나 종이 기판을 사용하고 하부 전극층(22)으로서 도전성 유기물을 사용하는 경우, 하부 전극층(22)은 스핀코팅법이나 스크린 인쇄 등의 방법을 통해 형성할 수 있게 된다.When a paper substrate is used as the substrate 21 and a metal electrode layer is used as the lower electrode layer 22, the lower electrode layer 22 may be formed using, for example, a vacuum deposition method. When an organic material or a paper substrate is used as the substrate 21 and a conductive organic material is used as the lower electrode layer 22, the lower electrode layer 22 can be formed by a method such as spin coating or screen printing.

상기 강유전체층(23)으로서는 산화물 강유전체, 불화물 강유전체, 강유전체 반도체 등 무기물 강유전 물질이나 고분자 강유전체 등의 유기물 강유전 물질을 사용할 수 있다.As the ferroelectric layer 23, an inorganic ferroelectric substance such as an oxide ferroelectric substance, a fluoride ferroelectric substance, a ferroelectric semiconductor, or an organic ferroelectric substance such as a polymeric ferroelectric substance can be used.

또한, 상기 강유전체층(23)으로서는 강유전 무기물과 유기물의 혼합 물질이나 강유전 무기물과 강유전 유기물의 혼합물질을 사용할 수 있다. 이들 혼합물질은 강유전 무기물의 파우더와 유기물 또는 강유전 유기물의 파우더를 혼합한 후 이를 용매에 녹여서 혼합 용액을 생성하는 방법이나, 강유전 무기물 용액에 유기물 또는 강유전 유기물의 파우더를 용해시키거나 강유전 무기물 용액에 유기물 또는 강유전 유기물 용액을 혼합하여 혼합용액을 생성하는 방법, 또는 유기물 도는 강유전 유기물에 강유전 무기물의 파우더를 용해시켜 혼합용액을 생성하는 방법 등을 용이하게 생성할 수 있다.As the ferroelectric layer 23, a mixed material of a ferroelectric inorganic material and an organic material or a mixed material of a ferroelectric inorganic material and a ferroelectric organic material may be used. These mixed materials include a method of mixing a powder of a ferroelectric inorganic material with a powder of an organic material or a ferroelectric organic material and then dissolving it in a solvent to produce a mixed solution; a method of dissolving a powder of an organic material or a ferroelectric organic material in a ferroelectric inorganic material solution; Or a ferroelectric organic solution may be mixed to produce a mixed solution, or a method of dissolving a ferroelectric inorganic material powder in an organic material or a ferroelectric organic material to produce a mixed solution.

상기한 혼합용액은 강유전체층(23)의 형성에 스크린 인쇄나 스핀코팅법 등을 사용할 수 있게 되므로 강유전체층(23)을 저온에서 용이하게 형성할 수 있다.The ferroelectric layer 23 can be easily formed at a low temperature since the mixed solution can use screen printing or spin coating to form the ferroelectric layer 23.

또한, 상기 강유전체층(23)으로서는 강유전 무기물이나 강유전 유기물, 또는 강유전 무기물과 유기물 또는 강유전 무기물의 혼합물에 금속, 바람직하게는 철(Fe)을 예컨대 1 중량% 이하로 혼합시킨 혼합물질을 사용할 수 있다.As the ferroelectric layer 23, a ferroelectric or ferroelectric organic material, or a mixed material obtained by mixing a mixture of a ferroelectric inorganic material with an organic material or a ferroelectric inorganic material, for example, 1% by weight or less of a metal, preferably iron (Fe) .

상기 강유전 물질은 하부 및 상부 전극층(22, 24)을 통해 가해지는 전압에 따라 분극되어 상방향 또는 하방향으로 전계를 형성하게 된다. 그리고, 이러한 분극 전계는 하부 및 상부 전극층(22, 24)을 통해 가해지는 전압을 차단하는 경우에도 비휘발적으로 유지된다.The ferroelectric material is polarized according to a voltage applied through the lower and upper electrode layers 22 and 24 to form an electric field in an upward direction or a downward direction. This polarization electric field is maintained nonvolatilely even when the voltage applied through the lower and upper electrode layers 22 and 24 is cut off.

즉, 상기 강유전체층(23)은 하부 및 상부 전극층(22, 24)을 통해서 인가되는 데이터를 저장하는 저장수단으로서 제공되는 것이다. 그리고, 이때 강유전체층(23)에 저장되는 데이터는 이로부터 발생되는 분극전계가 상방향인지 하방향인지에 따라 "1" 또는 "0"으로 정해지게 될 것이다.That is, the ferroelectric layer 23 is provided as a storage means for storing data applied through the lower and upper electrode layers 22 and 24. The data stored in the ferroelectric layer 23 at this time will be set to "1" or "0" depending on whether the polarization electric field generated therefrom is upward or downward.

판독헤드(30)는 통상적인 트랜지스터와 마찬가지로 실리콘 등의 기판(31)에 소스 영역(32)과 드레인 영역(33) 및 소스 영역(32)과 드레인 영역(33) 사이의 채널영역(34)이 형성된 구조을 갖춤과 더불어, 기판(31)상의 상기 소스 및 드레인 영역(32, 33)에 대응하는 부분에는 각각 소스 전극(35) 및 드레인 전극(36)이 설치된 구조로 되어 있다.The read head 30 has a source region 32 and a drain region 33 and a channel region 34 between the source region 32 and the drain region 33 on a substrate 31 such as a silicon substrate, And a source electrode 35 and a drain electrode 36 are provided on portions of the substrate 31 corresponding to the source and drain regions 32 and 33, respectively.

그리고, 상기 구조체의 상측에는 보호층(38)이 설치되는데, 이때 기판(31)상의 채널영역(34)에 대응되는 부분에는 바람직하게는 도전성 금속이나 유기물로 구성되는 버퍼층(37)이 형성된다. 버퍼층(37)은 메모리 셀(20)로부터 방출되는 전계가 채널영역(34)에 보다 효과적으로 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다.A protective layer 38 is provided on the upper side of the structure. At this time, a buffer layer 37 composed of a conductive metal or an organic material is preferably formed on the substrate 31 at a position corresponding to the channel region 34. The buffer layer 37 is intended to allow the electric field emitted from the memory cell 20 to be more effectively transferred to the channel region 34. [

상기한 구조로 된 판독헤드(30)는 하부에 위치하는 메모리 셀(20)의 저장 데이터, 즉 강유전체층(23)의 전계 방향에 따라 소스 및 드레인 전극(35, 36)간의 전류 통로가 온 또는 오프된다.The read head 30 having the above-described structure is formed in such a manner that the current path between the source and drain electrodes 35 and 36 is on or off according to the storage data of the memory cell 20 located at the bottom, that is, the electric field direction of the ferroelectric layer 23 Off.

도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나, 상기 소스 전극(35) 및 드레인 전극(36)은 메모리 셀(20)에 저장되어 있는 데이터를 입력하기 위한 데이터 입력장치와 결합될 것이다. 데이터 입력장치는 소스 및 드레인 전극(35, 36)간에 전류통로가 형성되는지의 여부에 따라 입력되는 데이터를 "1" 또는 "0"으로 판정하게 될 것이다.The source electrode 35 and the drain electrode 36 may be coupled to a data input device for inputting data stored in the memory cell 20, though not specifically shown in the figure. The data input device will determine the data to be input as "1" or "0" depending on whether or not a current path is formed between the source and drain electrodes 35 and 36.

도 5는 판독헤드의 다른 구성예를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing another configuration example of the read head.

도 5에서, 판독헤드(40)는 기판(41)상에 소스 전극(42) 및 드레인 전극(43)이 형성되고, 이들 구조체상에 예컨대 유기물 반도체층(44)이 형성된 구조로 되어 있다.5, the read head 40 has a structure in which a source electrode 42 and a drain electrode 43 are formed on a substrate 41, and an organic semiconductor layer 44, for example, is formed on these structures.

이때, 유기물 반도체층(44)으로서는 예컨대 Cu-프탈로시아닌(Cu-phthalocyanine), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 메로시아닌(Merocyanine), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), 폴리(3-헥실티오펜)[Poly(3-hexylthiophene)], 폴리(3-알킬티오펜) [Poly(3-alkylthiophene)], α-섹시티오펜(α-sexithiophene), 펜타센(Pentacene), α-ω-디헥실-섹시티오펜(α-ω-dihexyl-sexithiophene), 폴리티닐렌비닐렌(Polythienylenevinylene), Bis(dithienothiophene), α-ω-디헥실-쿼터티오펜(α-ω-dihexyl-quaterthiophene), 디헥실-안트라디티오펜(Dihexyl-anthradithiophene), α-ω-디헥실-퀸퀘티오펜(α-ω-dihexyl-quinquethiophene), F8T2, Pc2Lu, Pc2Tm, C60/C70, TCNQ, C60, PTCDI-Ph, TCNNQ, NTCDI, NTCDA, PTCDA, F16CuPc, NTCDI-C8F, DHF-6T, PTCDI-C8 등이 이용될 수 있다.As the organic semiconductor layer 44, for example, at least one of Cu-phthalocyanine, Polyacetylene, Merocyanine, Polythiophene, Phthalocyanine, (3-hexylthiophene), poly (3-alkylthiophene), α-sexthiophene, pentacene, α-ω-di Dihydroxy-quaterthiophene, bis (dithienothiophene), alpha-omega-dihexyl-quaterthiophene, di- Dihexyl-anthradithiophene,? -? - dihexyl-quinquethiophene, F8T2, Pc 2 Lu, Pc 2 Tm, C 60 / C 70 , TCNQ, C such as 60, PTCDI-Ph, TCNNQ, NTCDI, NTCDA, PTCDA, F16CuPc, NTCDI-C8F, DHF-6T, PTCDI-C8 can be used.

또한, 바람직하게는 상기 유기물 반도체층(44)의 상측, 즉 메모리 셀(20)과 대향하는 측면에는 도전성 금속이나 유기물로 구성되는 도전층이 형성될 수 있다. 이 도전층은 반도체층(44)을 보호하는 보호막의 기능과 더불어, 메모리 셀(20)로부터 인가되는 전계를 반도체층(44)에 효과적으로 인도하는 버퍼층으로서 기능하게 된다.In addition, a conductive layer composed of a conductive metal or an organic material may be formed on the upper side of the organic semiconductor layer 44, that is, on the side facing the memory cell 20. This conductive layer functions as a protective film for protecting the semiconductor layer 44 and functions as a buffer layer for effectively guiding the electric field applied from the memory cell 20 to the semiconductor layer 44.

상기 구조는 반도체층으로서 유기물을 이용한다. 이러한 유기물 반도체는 저온 형성이 가능하고, 스크린 인쇄 등의 단순한 공정으로 층을 형성할 수 있게 된다. 또한, 상기 구조에서는 기판(40)으로서도 고가의 반도체 웨이퍼가 아닌 저가격의 종이나 유기물 등을 이용할 수 있게 된다. 즉, 판독헤드(40)의 제조가 용이해짐은 물론 그 제조가격을 대폭 낮출 수 있게 된다.The structure uses an organic material as a semiconductor layer. Such an organic semiconductor can be formed at a low temperature, and a layer can be formed by a simple process such as screen printing. In addition, in the above structure, it is possible to use a low-priced species or an organic material instead of an expensive semiconductor wafer as the substrate 40. That is, the manufacturing of the read head 40 can be facilitated, and the manufacturing cost can be greatly reduced.

도 6은 상술한 메모리 셀 구조를 채용한 기록매체(50)의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다.6 schematically shows an example of the recording medium 50 employing the above-described memory cell structure.

도 6에서 기록매체(50)는 장방형의 몸체(51)로 구성되고, 상면에는 기록영역(52)이 마련된다. 이 기록영역(52)은 예컨대 반도체 기판이나 유기물 기판 또는 종이 기판 등으로 구성된다. 기록매체(50)의 형상은 특정한 것에 한정되지 않는다. 또한 기록영역(52)의 설치 위치도 특정한 위치에 한정되지 않는다.6, the recording medium 50 is composed of a rectangular body 51, and a recording area 52 is provided on its upper surface. The recording area 52 is composed of, for example, a semiconductor substrate, an organic substrate, a paper substrate, or the like. The shape of the recording medium 50 is not limited to a specific one. Also, the mounting position of the recording area 52 is not limited to a specific position.

도 7은 상기 기록영역(52)에 배치되는 메모리 셀 어레이 구조의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 7에서 기록영역(52)의 저면에는 일측 방향, 예컨대 횡방향으로 연장되면서 배열되는 다수의 하부 전극층(71)이 형성되고, 이 하부 전극층(71)의 상측에는 하부 전극층(71)과 직교하는 방향으로 배열되는 다수의 상부 전극층(73)이 형성된다. 이때 하부 전극층(71)과 상부 전극층(73)의 사이에는 강유전 물질로 구성되는 강유전체층이 형성된다. 강유전체층은 이후에 설명하는 바와 같이 하부 전극층(71)과 상부 전극층(73)의 교차영역에만 형성되거나, 하부 전극층(71)의 상측에 전체적으로 도포된다.7 schematically shows an example of a memory cell array structure arranged in the recording area 52. As shown in FIG. 7, a plurality of lower electrode layers 71 are formed on the bottom surface of the recording area 52 while being extended in one direction, for example, in the transverse direction. On the upper side of the lower electrode layer 71, A plurality of upper electrode layers 73 are formed. At this time, a ferroelectric layer made of a ferroelectric material is formed between the lower electrode layer 71 and the upper electrode layer 73. The ferroelectric layer is formed only in the crossing region of the lower electrode layer 71 and the upper electrode layer 73 as described later or entirely on the upper side of the lower electrode layer 71. [

또한 하부 전극층(71)은 리드선(71c)을 통해서 접촉 패드(71a, 71b)와 전기적으로 결합되고, 상부 전극층(73)은 리드선(73c)을 통해서 접촉 패드(73a, 73b)와 전기적으로 결합된다.The lower electrode layer 71 is electrically coupled to the contact pads 71a and 71b through the lead 71c and the upper electrode layer 73 is electrically coupled to the contact pads 73a and 73b through the lead 73c .

본 실시예에 있어서, 하부 전극층(71)은 교대로 좌측 또는 우측에 위치하는 접촉 패드(71a, 71b)와 결합되고, 상부 전극층(73)은 교대로 상측 또는 하측에 위치하는 접촉 패드(73a, 73b)와 결합된다. 이는 접촉 패드(71a, 71b, 73a, 73b)의 표면적을 최대로 설정하기 위한 것이다.The lower electrode layer 71 is coupled to the contact pads 71a and 71b alternately left or right and the upper electrode layer 73 is connected to the contact pads 73a, 73b. This is for setting the surface area of the contact pads 71a, 71b, 73a, 73b to the maximum.

도 8은 기록영역(52)에 배치되는 메모리 셀 어레이 구조의 다른 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 8의 실시예는 도 7과 달리 하부 전극층(71) 중 상측에 배치되는 전극층(71)들은 좌측에 위치하는 접촉 패드(71a)와 결합되면서 하측에 배치되는 전극층(71)들은 우측에 위치하는 접촉 패드(71b)와 결합되고, 상부 전극층(73) 중 좌측에 배치되는 전극층(73)들은 상측에 배치되는 접촉 패드(73a)와 결합되고 우측에 배치되는 전극층(73)들은 하측에 배치되는 접촉 패드(73b)와 결합된다. 그리고, 그 밖의 다른 부분은 도 7의 실시예와 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.8 schematically shows another example of the memory cell array structure arranged in the recording area 52. As shown in FIG. 8, the electrode layers 71 disposed on the upper side of the lower electrode layer 71 are coupled with the contact pads 71a positioned on the left side, while the electrode layers 71 disposed on the lower side are located on the right side The electrode layers 73 disposed on the left side of the upper electrode layer 73 are connected to the contact pads 73a disposed on the upper side and the electrode layers 73 disposed on the right side are connected to the contact pads 71b disposed on the lower side of the upper electrode layer 73. [ Pad 73b. Since the other portions are substantially the same as those in the embodiment of FIG. 7, a detailed description thereof will be omitted.

도 9는 기록영역(52)에 배치되는 메모리 셀 어레이의 단면 구조의 일례를 나타낸 단면도로서, 이는 도 7에서 A-A'선에 따른 단면구조의 요부 구성을 나타낸 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing an example of a cross-sectional structure of a memory cell array disposed in the recording area 52, which is a cross-sectional view showing a configuration of the essential part of the cross-sectional structure taken along the line A-A 'in FIG.

도 9에서 기록영역(52)의 상측에는 횡방향으로 하부 전극층(71)이 형성되고, 이 하부 전극층(71)과 직교하는 방향으로 상부 전극층(73)이 형성된다. 그리고 하부 전극층(71)과 상부 전극층(73)이 교차되는 영역에는 그 사이에 강유전체층(72)이 형성된다. 여기서 하부 전극층(71)과 상부 전극층(73)이 교차되는 부분이 각각 하나의 메모리 셀(53)을 구성한다.9, a lower electrode layer 71 is formed on the upper side of the recording region 52 in the transverse direction, and an upper electrode layer 73 is formed in a direction perpendicular to the lower electrode layer 71. [ A ferroelectric layer 72 is formed in a region where the lower electrode layer 71 and the upper electrode layer 73 intersect. The portions where the lower electrode layer 71 and the upper electrode layer 73 intersect each constitute one memory cell 53.

또한, 도 10 내지 도 14는 상기 기록영역(52)에 배치되는 메모리 셀 어레이의 다른 구조예를 나타낸 단면도이다.10 to 14 are sectional views showing other structural examples of the memory cell array arranged in the recording area 52. In Fig.

도 10에 있어서는 하부 전극층(71)의 상측 표면에 전체적으로 강유전체층(72)이 설치된 구조로 되어 있다. 본 구조에 있어서는 하부 전극층(71)과 상부 전극층(73)을 통해 데이터 전압, 즉 기록 전압이 인가될 때 하부 전극층(71)과 상부 전극층(73)의 교차 영역 부분에 위치하는 강유전체층(72)만이 분극화되므로, 이와 인접하는 다른 메모리 셀(53)에는 특별한 영향이 미치지 않게 된다.10, the ferroelectric layer 72 is provided on the upper surface of the lower electrode layer 71 as a whole. In this structure, the ferroelectric layer 72, which is located at the intersection of the lower electrode layer 71 and the upper electrode layer 73 when a data voltage, that is, a write voltage is applied through the lower electrode layer 71 and the upper electrode layer 73, The other memory cells 53 adjacent to the memory cell 53 have no particular influence.

도 11은 도 9에 나타낸 구조예의 다른 변형예를 나타낸 것으로서, 이는 각 메모리 셀(53)의 사이 구간에 절연체(80), 바람직하게는 유기물 절연체를 충진하여 형성한 것이다.FIG. 11 shows another modification of the structural example shown in FIG. 9, which is formed by filling an insulator 80, preferably an organic insulator, in a space between each memory cell 53. FIG.

도 12은 도 10에 나타낸 구조예의 다른 변형예를 나타낸 것으로서, 이는 각 메모리 셀(53)의 상부 전극층(73)의 사이 구간에 절연체(80)가 형성된 것이다.12 shows another modification of the structural example shown in Fig. 10, in which an insulator 80 is formed in a section between upper electrode layers 73 of each memory cell 53. Fig.

도 13 및 도 14는 각각 도 11 및 도 12에 도시된 구조예의 다른 변형예를 나타낸 것으로서, 이들은 메모리 셀(53) 상측에 전체적으로 예컨대 절연물질로 구성되는 보호층(90)이 도포되어 형성된 것이다.13 and 14 show another modified example of the structural example shown in Figs. 11 and 12, respectively, which are formed by coating a protection layer 90 made of, for example, an insulating material as a whole on the upper side of the memory cell 53. Fig.

상술한 기록매체를 제조하는 경우에는 우선 기록영역(52)상에 하부 전극층(71)과 리드선(71c) 및 접촉패드(71a, 71b)를 단일 공정을 통해 형성하고, 이 상측에 강유전체층(72)을 형성하며, 다시 강유전체층(72)의 상측에 상부 전극층(73)과 리드선(73c) 및 접촉패드(73a, 73b)를 순차적으로 형성하게 된다. 그리고 이와 같이 메모리 셀(53)들이 형성된 기록영역(52)을 몸체(51)에 접합하여 기록장치(50)를 완성하게 된다.The lower electrode layer 71 and the lead 71c and the contact pads 71a and 71b are formed in a single process on the recording area 52 and the ferroelectric layer 72 And an upper electrode layer 73 and lead wires 73c and contact pads 73a and 73b are sequentially formed on the upper side of the ferroelectric layer 72. [ The recording area 52 in which the memory cells 53 are formed is bonded to the body 51 to complete the recording apparatus 50. [

도 15는 상술한 기록매체(50)에 대하여 데이터를 기록하고, 기록매체(50)로부터 데이터를 판독하기 위한 기록 및 판독장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.15 is a perspective view schematically showing the configuration of a recording and reading apparatus 100 for recording data on the above-described recording medium 50 and reading data from the recording medium 50. Fig.

본 발명에 따른 기록/판독장치(100)는 본체(110)와 덮개(120)를 구비하여 구성된다. 상기 본체(110)의 상면에는 기록매체(50)를 올려놓기 위한 안착부(130)가 마련된다.The recording / reading apparatus 100 according to the present invention comprises a main body 110 and a lid 120. On the upper surface of the main body 110, a seating part 130 for mounting the recording medium 50 thereon is provided.

상기 안착부(130)의 상면에는 다수의 판독헤드(131)와 데이터 패드(132)가 구비된다.A plurality of read heads 131 and data pads 132 are provided on the upper surface of the seating unit 130.

상기 판독헤드(131)는 도 7 내지 도 14에서 메모리 셀(53)에 저장되어 있는 데이터를 판독하기 위한 것으로서, 이는 기록매체(50)의 기록영역(52)에 구비되는 각각의 메모리 셀(53)에 대응되는 위치에 각각 설치된다. 이들 판독헤드(131)는 각각 도 4 또는 도 5에서 설명한 구조를 갖는다.The read head 131 is for reading the data stored in the memory cell 53 in FIGS. 7 to 14 and includes a plurality of memory cells 53 provided in the recording area 52 of the recording medium 50 Respectively. Each of these read heads 131 has the structure described in FIG. 4 or FIG. 5, respectively.

또한, 데이터 패드(132)는 기록매체(50)의 기록영역(52)에 구비되는 접촉패드(71a, 71b)(73a, 73b)와 대응되는 위치에 각각 설치된다. 이 데이터 패드(132)는 접촉패드(71a, 71b)(73a, 73b)에 대하여 각각 기록전압 및 접지전압을 공급함으로써 메모리 셀(53)에 대하여 데이터를 기록하게 된다.The data pad 132 is provided at a position corresponding to the contact pads 71a and 71b (73a and 73b) provided in the recording area 52 of the recording medium 50, respectively. The data pad 132 records data in the memory cell 53 by supplying a write voltage and a ground voltage to the contact pads 71a and 71b (73a and 73b), respectively.

이 기록/판독장치(100)는 우선 데이터 기록동작시에는 예컨대 일측의 접촉패드(71a, 71b)로 접지전압을 공급하면서 다른 측의 접촉패드(73a, 73b)로 일정 접압 이상의 기록전압을 공급하는 방식으로 특정한 메모리 셀(53)에 구비되는 강유전체층(72)을 분극화 시킴으로써 해당 메모리 셀(53)에 대하여 데이터 "1" 또는 "0"을 기록하게 된다.In the data writing operation, the writing / reading apparatus 100 supplies a ground voltage to one of the contact pads 71a and 71b and supplies a write voltage equal to or higher than a predetermined contact pressure to the other contact pads 73a and 73b 1 "or" 0 "is written to the memory cell 53 by polarizing the ferroelectric layer 72 provided in the specific memory cell 53 in the method of FIG.

한편, 데이터 판독시에는 기록/판독장치(100)는 데이터 패드(132)를 플로팅 상태로 유지한 상태에서 판독헤드(131)가 각각 도통 또는 비도통상태로 되는 것을 검출하는 방식으로 데이터 판독을 실행하게 된다.On the other hand, at the time of data reading, the recording / reading apparatus 100 executes data reading in such a manner that the reading heads 131 are turned on or off in a state in which the data pad 132 is kept in the floating state .

따라서 상기 기록매체(50)와 데이터 기록/판독장치(100)는 기록매체(50)에 구비되는 복수의 메모리 셀(53)에 대하여 데이터 기록동작 또는 데이터 판독동작을 실행할 수 있게 되므로 데이터 기록 또는 판독동작을 매우 고속으로 실행할 수 있게 된다.Therefore, the recording medium 50 and the data recording / reading apparatus 100 can perform a data recording operation or a data reading operation on a plurality of memory cells 53 provided in the recording medium 50, The operation can be performed at a very high speed.

또한 도 16은 데이터 기록/판독장치의 다른 구현 예를 나타낸 것이다.16 shows another embodiment of the data recording / reading apparatus.

도 16에 도시된 데이터 기록/판독장치(200)는 장방형의 본체(210)를 구비하고, 이 본체(210)의 일측에는 기록매체(50)를 인입하기 위한 인입구(220)가 구비된다.The data recording / reading apparatus 200 shown in FIG. 16 has a rectangular main body 210 and an inlet 220 for receiving the recording medium 50 is provided at one side of the main body 210.

상기 인입구(220)의 내측 상면 또는 하면에는 사용자가 기록매체(50)를 입입하는 경우에 기록매체(50)의 기록영역(52)과 대향하는 측면에 복수의 판독헤드 및 데이터 패드가 설치된다. 이들 판독헤드 및 데이터 패드는 도 15와 마찬가지로 각각 메모리 셀(53)과 접촉패드(71a, 71b)(73a, 73b)와 대응하는 위치에 대응하는 수효로 설치된다.A plurality of read heads and data pads are provided on the side of the recording medium 50 facing the recording area 52 when the user enters the recording medium 50 . These read heads and data pads are provided in number corresponding to positions corresponding to the memory cells 53 and the contact pads 71a, 71b (73a, 73b), respectively, as in Fig.

또한 상기 데이터 기록/판독장치의 형상이나 구조는 특정한 것에 한정되지 않고 본 발명에 따른 기록매체(50)에 대하여 데이터를 기록하거나 기록되어 있는 데이터를 판독할 수 있는 어떠한 구조의 것도 채용할 수 있다.The shape and structure of the data recording / reading apparatus are not limited to specific ones, and any structure capable of recording data on the recording medium 50 according to the present invention or reading the recorded data can be employed.

또한, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention.

예를 들어, 도 15 및 도 16의 실시에에 있어서는 판독헤드(131)가 메모리 셀(53)에 대응하여 각각 하나씩 설치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 하나의 메모리 셀(53)에 대하여 2개 이상의 판독헤드(131)가 배치되도록 구성하게 되면 보다 안정적으로 데이터 판독 동작을 실행할 수 있게 된다.15 and 16, one read head 131 is provided corresponding to each memory cell 53. However, it is also possible to provide two or more read heads 131 for one memory cell 53 If the read head 131 is arranged, the data read operation can be performed more stably.

20: 메모리 셀, 21: 기판,
22: 하부 전극층, 23: 강유전체층,
24: 상부 전극층, 30: 판독 헤드,
31: 기판, 32: 소스 영역,
33: 드레인 영역, 34: 채널 영역,
35: 소스 전극, 36: 드레인 전극,
37: 버퍼층, 38: 보호층.
20: memory cell, 21: substrate,
22: lower electrode layer, 23: ferroelectric layer,
24: upper electrode layer, 30: read head,
31: substrate, 32: source region,
33: drain region, 34: channel region,
35: source electrode, 36: drain electrode,
37: buffer layer, 38: protective layer.

Claims (54)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 장방형의 몸체와 몸체의 상측에 구비되는 기록영역을 구비하고, 상기 기록영역에는 강유전물질로 구성되는 다수의 메모리 셀과 상기 메모리 셀과 전기적으로 결합되는 다수의 접촉패드가 형성되는 기록매체에 대하여 데이터를 기록 및 판독하는 데이터 기록 및 판독장치에 있어서,
상기 데이터 기록 및 판독장치는
본체와
본체의 상측을 개폐하기 위한 덮기를 구비하여 구성되고,
상기 본체의 상측에는 기록매체를 안착하기 위한 안착부가 구비되며,
상기 안착부의 상면에는 메모리 셀과 대응하는 위치에 각각 설치되는 판독헤드와
상기 접촉패드와 대응하는 위치에 설치되어 접촉패드에 대하여 기록전압 또는 접지전압을 공급하는 복수의 데이터 패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
And a plurality of contact pads electrically coupled to the memory cells, wherein the plurality of memory cells are formed of ferroelectric material and the plurality of contact pads are electrically coupled to the memory cells, A data recording and reading apparatus for recording and reading data,
The data recording and reading apparatus
Body and
And a cover for opening and closing the upper side of the main body,
A seat for seating a recording medium is provided on the upper side of the main body,
A read head provided on the upper surface of the seat portion at a position corresponding to the memory cell,
And a plurality of data pads provided at positions corresponding to the contact pads and supplying a write voltage or a ground voltage to the contact pads.
제39항에 있어서,
상기 판독헤드는 반도체 기판과, 상기 기판에 형성되는 소스 및 드레인 영역, 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 형성되는 채널영역, 상기 소스 및 드레인 영역의 상측에 형성되는 소스 전극 및 드레인 전극 및, 상기 소스 및 드레인 전극의 상측에 형성되는 보호층을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
40. The method of claim 39,
The read head includes a semiconductor substrate, source and drain regions formed on the substrate, a channel region formed between the source and drain regions, source and drain electrodes formed on the source and drain regions, And a protective layer formed on the upper side of the drain electrode.
제40항에 있어서,
상기 채널영역의 상측에 도전성 재질로 구성되는 버퍼층을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
41. The method of claim 40,
And a buffer layer made of a conductive material is further provided on the channel region.
제39항에 있어서,
상기 판독 헤드는 하나의 메모리 셀에 대하여 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
40. The method of claim 39,
Wherein at least two read heads are provided for one memory cell.
제39항에 있어서,
상기 판독헤드는 기판과, 상기 기판의 상측에 형성되는 소스 및 드레인 전극 및, 상기 기판과 소스 및 드레인 전극의 상측에 형성되는 유기물 반도체층을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
40. The method of claim 39,
Wherein the read head comprises a substrate, source and drain electrodes formed on the substrate, and an organic semiconductor layer formed on the substrate and above the source and drain electrodes.
제43항에 있어서,
상기 유기물 반도체층의 상측에 도전성 재질로 구성되는 버퍼층을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
44. The method of claim 43,
And a buffer layer made of a conductive material is further provided on the organic semiconductor layer.
제43항에 있어서,
상기 기판은 종이로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
44. The method of claim 43,
Wherein the substrate is made of paper.
제43항에 있어서,
상기 기판은 유기물로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
44. The method of claim 43,
Wherein the substrate is made of an organic material.
장방형의 몸체와 몸체의 상측에 구비되는 기록영역을 구비하고, 상기 기록영역에는 강유전물질로 구성되는 다수의 메모리 셀과 상기 메모리 셀과 전기적으로 결합되는 다수의 접촉패드가 형성되는 기록매체에 대하여 데이터를 기록 및 판독하는 데이터 기록 및 판독장치에 있어서,
상기 데이터 기록 및 판독장치는
본체와
본체의 내측으로 기록매체를 인입하기 위한 인입구와,
상기 인입구의 내측에 설치됨과 더불어 인입구를 통해 인입되는 기록매체의 기록영역에 대향되도록 설치되는 판독헤드 및 데이터 패드를 구비하여 구성되고,
상기 판독헤드는 각각 메모리 셀에 대응하는 위치에 설치되며,
상기 데이터 패드는 접촉패드와 전기적으로 접촉되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
And a plurality of contact pads electrically coupled to the memory cells, wherein the plurality of memory cells are formed of ferroelectric material and the plurality of contact pads are electrically coupled to the memory cells, A data recording and reading apparatus for recording and reading data,
The data recording and reading apparatus
Body and
An inlet for receiving the recording medium into the inside of the main body,
A reading head and a data pad provided inside the inlet and facing the recording area of the recording medium introduced through the inlet,
Each of the read heads being provided at a position corresponding to a memory cell,
Wherein the data pad is provided in electrical contact with the contact pad.
제47항에 있어서,
상기 판독헤드는 반도체 기판과, 상기 기판에 형성되는 소스 및 드레인 영역, 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 형성되는 채널영역, 상기 소스 및 드레인 영역의 상측에 형성되는 소스 전극 및 드레인 전극 및, 상기 소스 및 드레인 전극의 상측에 형성되는 보호층을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
49. The method of claim 47,
The read head includes a semiconductor substrate, source and drain regions formed on the substrate, a channel region formed between the source and drain regions, source and drain electrodes formed on the source and drain regions, And a protective layer formed on the upper side of the drain electrode.
제48항에 있어서,
상기 채널영역의 상측에 도전성 재질로 구성되는 버퍼층을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
49. The method of claim 48,
And a buffer layer made of a conductive material is further provided on the channel region.
제47항에 있어서,
상기 판독 헤드는 하나의 메모리 셀에 대하여 2개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
49. The method of claim 47,
Wherein at least two read heads are provided for one memory cell.
제47항에 있어서,
상기 판독헤드는 기판과, 상기 기판의 상측에 형성되는 소스 및 드레인 전극 및, 상기 기판과 소스 및 드레인 전극의 상측에 형성되는 유기물 반도체층을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
49. The method of claim 47,
Wherein the read head comprises a substrate, source and drain electrodes formed on the substrate, and an organic semiconductor layer formed on the substrate and above the source and drain electrodes.
제51항에 있어서,
상기 유기물 반도체층의 상측에 도전성 재질로 구성되는 버퍼층을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
52. The method of claim 51,
And a buffer layer made of a conductive material is further provided on the organic semiconductor layer.
제51항에 있어서,
상기 기판은 종이로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
52. The method of claim 51,
Wherein the substrate is made of paper.
제51항에 있어서,
상기 기판은 유기물로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 기록 및 판독장치.
52. The method of claim 51,
Wherein the substrate is made of an organic material.
KR1020100108997A 2010-11-04 2010-11-04 Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore KR101659092B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100108997A KR101659092B1 (en) 2010-11-04 2010-11-04 Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100108997A KR101659092B1 (en) 2010-11-04 2010-11-04 Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120047440A KR20120047440A (en) 2012-05-14
KR101659092B1 true KR101659092B1 (en) 2016-09-30

Family

ID=46266175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100108997A KR101659092B1 (en) 2010-11-04 2010-11-04 Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101659092B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120047440A (en) 2012-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6781868B2 (en) Molecular memory device
JP4642895B2 (en) Temperature compensation of thin film diode voltage threshold in memory sensing circuit
JP4731794B2 (en) Switch element having memory effect and method for switching the element
CA2294834C (en) Electrically addressable passive device, method for electrical addressing of the same and uses of the device and the method
US10971204B2 (en) Three-dimensional non-volatile ferroelectric memory
JP4995422B2 (en) Stacked organic memory device and manufacturing method thereof
KR100885276B1 (en) Floating gate memory device using composite molecular material
CN101080815B (en) Semiconductor device and method of manufacturing it
JP5619871B2 (en) Three-dimensional stacked nonvolatile memory unit
TW200303094A (en) Non-volatile memory
JP2006526898A (en) Planar polymer memory device
Lacaze et al. Non-volatile memories
JP2013149973A (en) Memory device based on conductance which switches in polymer/electrolyte junctions
KR100785008B1 (en) Magnetic Memory device and data writing method
US8179712B2 (en) Non-volatile memory with metal-polymer bi-layer
KR101659092B1 (en) Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore
US20050093045A1 (en) Nonvolatile memory and erasing method
KR101659087B1 (en) Recording medium and method of manufacturing the same, and data wrighting/reading apparatus therefore
US8325509B2 (en) Memory device
US20080099756A1 (en) Semiconductor Memory with Organic Selection Transistor
Zhao et al. Field enhanced charge carrier reconfiguration in electronic and ionic coupled dynamic polymer resistive memory
US7272028B2 (en) MRAM cell with split conductive lines
Casula Non-volatile organic memory devices: from design to applications
KR19990019531A (en) Nondestructive read ferroelectric memory unit cell structure, manufacturing method and driving method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190731

Year of fee payment: 4