KR102599612B1 - Controlling method for electric current path using electric field and electric device - Google Patents
Controlling method for electric current path using electric field and electric device Download PDFInfo
- Publication number
- KR102599612B1 KR102599612B1 KR1020210019860A KR20210019860A KR102599612B1 KR 102599612 B1 KR102599612 B1 KR 102599612B1 KR 1020210019860 A KR1020210019860 A KR 1020210019860A KR 20210019860 A KR20210019860 A KR 20210019860A KR 102599612 B1 KR102599612 B1 KR 102599612B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- area
- electrodes
- protrusion
- active layer
- Prior art date
Links
- 230000005684 electric field Effects 0.000 title description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 47
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 SnO 2 ) Chemical compound 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 229910016291 BiFe3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 1
- 229910003781 PbTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020698 PbZrO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N80/00—Bulk negative-resistance effect devices
- H10N80/10—Gunn-effect devices
- H10N80/103—Gunn-effect devices controlled by electromagnetic radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/401—Multistep manufacturing processes
- H01L29/4011—Multistep manufacturing processes for data storage electrodes
- H01L29/40111—Multistep manufacturing processes for data storage electrodes the electrodes comprising a layer which is used for its ferroelectric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격되어 배열된 복수의 제1 전극들; 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 복수의 제1 전극들과 교차하는 제2 전극; 및 상기 복수의 제1 전극들과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층;을 포함하고, 상기 복수의 제1 전극들 각각은 상기 제2 전극을 향하도록 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 복수의 제1 전극들의 상기 제1 돌출부들과 수직 방향으로 중첩하는 복수의 돌기들을 포함하며, 상기 활성층은, 상기 복수의 제1 전극들과 상기 제2 전극의 중첩영역들 각각에서 상기 수직방향으로 상기 돌기 및 상기 제1 돌출부와 중첩하는 제1 영역과 상기 제1 영역 주변의 제2 영역을 포함하는 전자소자를 개시한다.One embodiment of the present invention includes a plurality of first electrodes extending in a first direction and arranged to be spaced apart from each other in a second direction perpendicular to the first direction; a second electrode extending in the second direction and crossing the plurality of first electrodes; and an active layer disposed between the plurality of first electrodes and the second electrode and including a spontaneously polarizable material, wherein each of the plurality of first electrodes has a first electrode protruding toward the second electrode. and a protrusion, wherein the second electrode includes a plurality of protrusions that overlap in a vertical direction with the first protrusions of the plurality of first electrodes, and the active layer includes the plurality of first electrodes and the second electrode. Disclosed is an electronic device including a first area overlapping the protrusion and the first protrusion in the vertical direction in each of the overlapping areas of the electrode, and a second area around the first area.
Description
본 발명의 실시예들은 전기장을 이용한 전류 경로 제어 방법 및 전자 소자 에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a current path control method and electronic devices using an electric field.
기술의 발전 및 사람들의 생활의 편의에 대한 관심이 증가함에 따라 다양한 전자 제품에 대한 개발 시도가 활발해지고 있다.As technology advances and people's interest in convenience in life increases, attempts to develop various electronic products are becoming more active.
또한 이러한 전자 제품은 갈수록 소형화되고 있고 집적화되고 있으며, 사용되는 장소가 광범위하게 증가하고 있다.Additionally, these electronic products are becoming increasingly smaller and more integrated, and the locations in which they are used are increasing widely.
이러한 전자 제품은 다양한 전기 소자를 포함하고, 예를 들면 CPU, 메모리, 기타 다양한 전기 소자를 포함한다. 이러한 전자 소자들은 다양한 종류의 전기 회로를 포함할 수 있다.These electronic products include various electrical devices, such as CPUs, memory, and various other electrical devices. These electronic devices may include various types of electrical circuits.
예를 들면 컴퓨터, 스마트폰 뿐만 아니라 IoT를 위한 가정용 센서 소자, 인체 공학용 바이오 전자 소자 등 다양한 분야의 제품에 전기 소자가 사용된다.For example, electrical devices are used in products in a variety of fields, including not only computers and smartphones, but also home sensor devices for IoT and bioelectronic devices for ergonomics.
최근의 기술 발달 속도와 사용자들의 생활 수준의 급격한 향상에 따라 이러한 전기 소자의 사용과 응용 분야가 급격하게 늘어나 그 수요도 이에 따라 증가하고 있다.With the recent pace of technological development and rapid improvement in users' living standards, the use and application areas of these electric devices are rapidly increasing, and the demand for them is also increasing accordingly.
이러한 추세에 따라 흔히 사용하고 있는 다양한 전기 소자들에 쉽고 빠르게 적용하는 전기 회로를 구현하고 제어하는데 한계가 있다.According to this trend, there are limitations in implementing and controlling electrical circuits that can be easily and quickly applied to various commonly used electrical devices.
본 발명의 실시예들은, 다양한 용도에 용이하게 적용할 수 있는 전류 경로 제어 방법 및 전자 소자를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a current path control method and electronic device that can be easily applied to various purposes.
본 발명의 일 실시예는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격되어 배열된 복수의 제1 전극들; 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 복수의 제1 전극들과 교차하는 제2 전극; 및 상기 복수의 제1 전극들과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층;을 포함하고, 상기 복수의 제1 전극들 각각은 상기 제2 전극을 향하도록 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 복수의 제1 전극들의 상기 제1 돌출부들과 수직 방향으로 중첩하는 복수의 돌기들을 포함하며, 상기 활성층은, 상기 복수의 제1 전극들과 상기 제2 전극의 중첩영역들 각각에서 상기 수직방향으로 상기 돌기 및 상기 제1 돌출부와 중첩하는 제1 영역과 상기 제1 영역 주변의 제2 영역을 포함하는 전자소자를 개시한다.One embodiment of the present invention includes a plurality of first electrodes extending in a first direction and arranged to be spaced apart from each other in a second direction perpendicular to the first direction; a second electrode extending in the second direction and crossing the plurality of first electrodes; and an active layer disposed between the plurality of first electrodes and the second electrode and including a spontaneously polarizable material, wherein each of the plurality of first electrodes has a first electrode protruding toward the second electrode. and a protrusion, wherein the second electrode includes a plurality of protrusions that overlap in a vertical direction with the first protrusions of the plurality of first electrodes, and the active layer includes the plurality of first electrodes and the second electrode. Disclosed is an electronic device including a first area overlapping the protrusion and the first protrusion in the vertical direction in each of the overlapping areas of the electrode, and a second area around the first area.
본 실시예에 있어서, 상기 중첩영역들 각각에서, 상기 제2 영역은 제1 분극을 가지고, 상기 제1 영역은 대응하는 제1 전극과 상기 제2 전극으로의 전압 인가에 의해 선택적으로 상기 제1 분극 또는 상기 분극과 상이한 제2 분극을 가질 수 있다.In this embodiment, in each of the overlapping areas, the second area has a first polarization, and the first area is selectively divided into the first electrode by applying a voltage to the corresponding first electrode and the second electrode. It may have a polarization or a second polarization different from the polarization.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역이 상기 제2 분극을 가질 때, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계에는 상기 수직방향으로 전자가 이동하는 가변 채널이 생성될 수 있다.In this embodiment, when the first region has the second polarization, a variable channel through which electrons move in the vertical direction may be created at the boundary between the first region and the second region.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역에서의 상기 활성층의 두께는 상기 제2 영역에서의 상기 활성층의 두께보다 작을 수 있다.In this embodiment, the thickness of the active layer in the first area may be smaller than the thickness of the active layer in the second area.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. In this embodiment, the first protrusion may extend along the first direction.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 돌기들은 상기 제2 방향으로 연장되어 일체적으로 형성된 제2 돌출부를 이룰 수 있다.In this embodiment, the plurality of protrusions may extend in the second direction to form a second protrusion integrally formed.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 전극들로는 독립적으로 전압이 인가될 수 있다.In this embodiment, voltage may be applied independently to the plurality of first electrodes.
본 발명의 다른 실시예는, 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 서로 이격되어 배열된 복수의 제1 전극들, 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 복수의 제1 전극들과 교차하는 제2 전극 및 상기 복수의 제1 전극들과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층을 포함하는 전자 소자에 있어서, 상기 복수의 제1 전극들 중 적어도 어느 하나의 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제1 전압을 인가하여 상기 적어도 어느 하나의 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제1 전기장을 발생시키는 단계; 상기 제1 전기장에 의해, 상기 적어도 어느 하나의 제1 전극과 상기 제2 전극의 중첩영역에서 상기 활성층의 일부의 분극 방향이 변경되어, 상기 활성층이 서로 상이한 분극을 가지는 제1 영역과 제2 영역으로 구획되는 단계; 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계에 전류가 흐를 수 있는 가변 채널이 형성되는 단계;를 포함하고, 상기 적어도 어느 하나의 제1 전극은 제2 전극을 향하도록 돌출된 제1 돌출부를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 제1 돌출부와 수직 방향으로 중첩하는 돌기를 포함하며, 상기 제1 영역은 상기 돌기와 수직방향으로 중첩하는 영역으로, 상기 제1 영역에서의 상기 활성층의 두께는 상기 제2 영역에서의 두께보다 작게 형성된, 전기장을 이용한 전류 경로 제어 방법을 개시한다.Another embodiment of the present invention includes a plurality of first electrodes extending in a first direction and arranged to be spaced apart from each other in a second direction perpendicular to the first direction, and extending in the second direction and forming the plurality of first electrodes. An electronic device comprising a second electrode crossing the electrodes and an active layer disposed between the plurality of first electrodes and the second electrode and comprising a spontaneously polarizable material, wherein at least one of the plurality of first electrodes Generating a first electric field between the at least one first electrode and the second electrode by applying a first voltage between the first electrode and the second electrode; By the first electric field, the polarization direction of a portion of the active layer is changed in the overlapping region of the at least one first electrode and the second electrode, so that the active layer has a first region and a second region having different polarizations. Steps divided into; and forming a variable channel through which current can flow at a boundary between the first region and the second region, wherein the at least one first electrode includes a first protrusion that protrudes toward the second electrode. wherein the second electrode includes a protrusion that overlaps the first protrusion in a vertical direction, and the first region is a region that overlaps the protrusion in a vertical direction, and the thickness of the active layer in the first region is Disclosed is a method of controlling a current path using an electric field, which is formed to be smaller than the thickness in the second region.
본 실시예에 있어서, 상기 가변 채널은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계에서 상기 상기 적어도 어느 하나의 제1 전극과 상기 제2 전극을 잇도록 상기 수직방향으로 형성될 수 있다.In this embodiment, the variable channel may be formed in the vertical direction to connect the at least one first electrode and the second electrode at the boundary between the first area and the second area.
본 실시예에 있어서, 상기 적어도 어느 하나의 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 제1 영역의 분극을 되돌리기 위한 제2 전압을 인가하여 상기 적어도 어느 하나의 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 제2 전기장을 발생시키는 단계;를 더 포함하고, 상기 제2 전압의 인가에 의해 상기 가변 채널은 소멸할 수 있다.In this embodiment, a second voltage for returning the polarization of the first region is applied between the at least one first electrode and the second electrode to The method may further include generating a second electric field, and the variable channel may be extinguished by application of the second voltage.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages in addition to those described above will become apparent from the following drawings, claims and detailed description of the invention.
본 발명에 관한 전류 경로 제어 방법 및 전자 소자는 다양한 용도에 용이하게 적용할 수 있다.The current path control method and electronic device according to the present invention can be easily applied to various applications.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 A 부분의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 5는 도 1의 제1 전극과 제2 전극의 교차영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 소자의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 II-II'단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 도 6의 제1 전극과 제2 전극의 교차영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a perspective view schematically showing an example of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the II' cross-section of Figure 1.
Figures 3 and 4 are cross-sectional views schematically showing an example of portion A of Figure 2.
FIG. 5 is a plan view schematically showing the intersection area of the first electrode and the second electrode of FIG. 1.
Figure 6 is a perspective view schematically showing an example of an electronic device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the II-II' cross-section of FIG. 6.
FIG. 8 is a plan view schematically showing the intersection area of the first electrode and the second electrode of FIG. 6.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.In the following embodiments, terms such as first and second are used not in a limiting sense but for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In the following examples, singular terms include plural terms unless the context clearly dictates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have mean that the features or components described in the specification exist, and do not exclude in advance the possibility of adding one or more other features or components.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a part of a film, region, component, etc. is said to be on or on another part, it is not only the case where it is directly on top of the other part, but also when another film, region, component, etc. is interposed between them. Also includes cases where there are.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the sizes of components may be exaggerated or reduced for convenience of explanation. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are shown arbitrarily for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, identical or corresponding components will be assigned the same reference numerals.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 I-I'단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도, 도 3 및 도 4는 도 2의 A 부분의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도들, 그리고 도 5는 도 1의 제1 전극과 제2 전극의 교차영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of an electronic device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the II′ cross-section of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are Cross-sectional views schematically showing an example of portion A of FIG. 2, and FIG. 5 is a plan view schematically showing the intersection area of the first electrode and the second electrode of FIG. 1.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 소자(100)는 제1 방향(X)으로 연장되고 제1 방향(X)과 수직한 제2 방향(Y)으로 서로 이격되어 배열된 복수의 제1 전극(110)들, 제2 방향(Y)으로 연장되어 복수의 제1 전극(110)들과 교차하는 제2 전극(120) 및 복수의 제1 전극(110)들과 제2 전극(120) 사이에 배치된 활성층(130)을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 1, electronic devices 100 according to an embodiment of the present invention extend in a first direction (X) and are arranged to be spaced apart from each other in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X). a plurality of first electrodes 110, a second electrode 120 extending in the second direction (Y) and crossing the plurality of first electrodes 110, and a plurality of first electrodes 110 and It may include an active layer 130 disposed between two electrodes 120.
복수의 제1 전극(110)들과 제2 전극(120)은 각각 플래티넘, 금, 알루미늄, 은 또는 구리 등과 같은 금속재질, PEDOT:PSS 또는 폴리아닐린(polyaniline)과 같은 도전체 폴리머, 산화 인듐(예, In2O3), 산화 주석(예, SnO2), 산화 아연(예, ZnO), 산화 인듐 산화 주석 합금(예, In2O3-SnO2) 또는 산화 인듐 산화 아연 합금(예, In2O3-ZnO) 등과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다.The plurality of first electrodes 110 and second electrodes 120 are each made of a metal material such as platinum, gold, aluminum, silver or copper, a conductive polymer such as PEDOT:PSS or polyaniline, or indium oxide (e.g. , In 2 O 3 ), tin oxide (e.g. SnO 2 ), zinc oxide (e.g. ZnO), indium tin oxide alloy (e.g. In 2 O 3 -SnO 2 ) or indium zinc oxide alloy (e.g. In It may include metal oxides such as 2 O 3 -ZnO).
복수의 제1 전극(110)들 각각은 제2 전극(120)을 향하는 방향으로 돌출된 제1 돌출부(112)를 포함할 수 있다. 제1 돌출부(112)는 대응하는 제1 전극(110)과 동일하게 제1 방향(X)을 따라 연장될 수 있다. 일 예로, 제1 돌출부(112)의 길이는 대응하는 제1 전극(110)의 길이와 동일할 수 있고, 제1 돌출부(112)는 대응하는 제1 전극(110)과 일체로 형성될 수 있다. Each of the plurality of first electrodes 110 may include a first protrusion 112 that protrudes in a direction toward the second electrode 120 . The first protrusion 112 may extend along the first direction (X) in the same manner as the corresponding first electrode 110. For example, the length of the first protrusion 112 may be the same as the length of the corresponding first electrode 110, and the first protrusion 112 may be formed integrally with the corresponding first electrode 110. .
제2 전극(120)은 복수의 돌기(121)들을 포함할 수 있다. 복수의 돌기(121)들 각각은 제1 전극(110)들을 향하도록 제2 전극(120)으로부터 돌출될 수 있다. 일 예로, 복수의 돌기(121)들은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제2 방향(Y)으로 서로 이격되어 배치되되, 수직방향(Z)으로는 복수의 제1 전극(110)들의 제1 돌출부(112)들과 중첩하도록 위치할 수 있다.The second electrode 120 may include a plurality of protrusions 121. Each of the plurality of protrusions 121 may protrude from the second electrode 120 toward the first electrodes 110 . For example, as shown in FIG. 2, the plurality of protrusions 121 are arranged to be spaced apart from each other in the second direction (Y), and the first electrodes 110 of the plurality of first electrodes 110 are arranged in the vertical direction (Z). It may be positioned to overlap the protrusions 112.
활성층(130)은 복수의 제1 전극(110)들과 제2 전극(120) 사이에 위치한다. 일 예로, 활성층(130)은 제2 전극(120)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 활성층(130)은 복수의 제1 전극(110)들에 의해 정의되는 면적과 동일한 면적을 가지도록 형성될 수 있고, 다른 예로 활성층(130)은 복수의 제1 전극(110)들과 제2 전극(120)의 중첩영역(A)들에만 대응하도록 형성될 수도 있다.The active layer 130 is located between the plurality of first electrodes 110 and the second electrode 120. For example, the active layer 130 may have the same area as the second electrode 120. However, it is not limited to this, and the active layer 130 may be formed to have an area equal to the area defined by the plurality of first electrodes 110. In another example, the active layer 130 may be formed to have an area defined by the plurality of first electrodes 110. It may be formed to correspond only to the overlapping areas A of the electrodes 110 and the second electrode 120.
활성층(130)은 자발 분극성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면 활성층(130)은 절연 재료를 포함하고 강유전성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 활성층(130)은 전기장의 존재시 역전될 수 있는 자발적 전기 분극(전기 쌍극자)을 가진 재료를 포함할 수 있다.The active layer 130 may include a spontaneously polarizable material. For example, the active layer 130 may include an insulating material and a ferroelectric material. That is, the active layer 130 may include a material with a spontaneous electrical polarization (electric dipole) that can be reversed in the presence of an electric field.
선택적 실시예로서 활성층(130)은 페로브스카이트 계열 물질을 포함할 수 있고, 예를 들면 BaTiO3, SrTiO3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, SrBi2Ta2O9을 포함할 수 있다.As an optional example, the active layer 130 may include a perovskite-based material, for example, BaTiO 3, SrTiO 3, BiFe3, PbTiO3, PbZrO3, and SrBi2Ta2O9.
또한 다른 예로서 활성층(130)은 ABX3 구조로서, A는 CnH2n+1의 알킬기, 및 페로브스카이트 태양전지 구조형성이 가능한 Cs, Ru 등의 무기물로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있고, B는 Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, 및 Ce으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있고, X는 할로겐 물질을 포함할 수 있다. 구체적인 예로서 활성층(130)은 CH3NH3PbI3, CH3NH3PbIxCl3-x, MAPbI3, CH3NH3PbIxBr3-x, CH3NH3PbClxBr3-x, HC(NH2)2PbI3, HC(NH2)2PbIxCl3-x, HC(NH2)2PbIxBr3-x, HC(NH2)2PbClxBr3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbI3, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxCl3-x, (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbIxBr3-x, 또는 (CH3NH3)(HC(NH2)2)1-yPbClxBr3-x (0≤x, y≤1)를 포함할 수 있다.Also, as another example, the active layer 130 has an ABX 3 structure, where A may include an alkyl group of CnH2 n+1 and one or more materials selected from inorganics such as Cs and Ru, which are capable of forming a perovskite solar cell structure. , B may include one or more materials selected from the group consisting of Pb, Sn, Ti, Nb, Zr, and Ce, and X may include a halogen material. As a specific example, the active layer 130 is CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbI x Cl 3-x , MAPbI 3, CH 3 NH 3 PbI x Br 3-x , CH 3 NH 3 PbClxBr 3-x , HC (NH 2 ) 2 PbI 3 , HC(NH 2 ) 2 PbI x Cl 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbI x Br 3-x , HC(NH 2 ) 2 PbCl x Br 3-x , (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI 3 , (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Cl 3-x , (CH 3 NH 3 )(HC( NH 2 ) 2 ) 1-y PbI x Br 3-x , or (CH 3 NH 3 )(HC(NH 2 ) 2 ) 1-y PbCl x Br 3-x (0≤x, y≤1) can do.
이와 같은 활성층(130)은 자발 분극성을 갖고, 전기장의 인가에 따라 분극의 정도와 방향을 제어할 수 있다. 또한, 활성층(130)은 가해준 전기장이 제거되어도 분극 상태를 유지할 수 있다. 즉, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 활성층(130)의 히스테리시스 루프의 전하가 0이 되는 보자 전압(coercive voltage)보다 큰 제1 전압을 인가하면, 활성층(130)의 분극 방향을 바꿀 수 있다.This active layer 130 has spontaneous polarization, and the degree and direction of polarization can be controlled according to the application of an electric field. Additionally, the active layer 130 can maintain its polarization state even when the applied electric field is removed. That is, when a first voltage greater than the coercive voltage at which the charge of the hysteresis loop of the active layer 130 becomes 0 is applied between the first electrode 110 and the second electrode 120, the The direction of polarization can be changed.
도 3은 하나의 제1 전극(110)과 제2 전극(120)의 중첩영역(A)의 단면을 도시하는 단면도로, 도 3을 참조하면, 활성층(130)은 제1 전극(110)과 제2 전극(120)의 중첩영역(A)에서, 수직방향(Z)으로 돌기(121)와 중첩하는 제1 영역(A1)과 제1 영역(A1) 주변의 제2 영역(A2)을 포함한다. 또한, 돌기(121)는 제1 돌출부(112)와 중첩하게 위치하는바, 제1 영역(A1)은 돌기(121) 및 제1 돌출부(112) 와 중첩하는 영역에 위치하게 된다. 따라서, 제1 영역(A1)에서의 활성층(130)의 두께는 제1 영역(A1)의 주변인 제2 영역(A2)에서의 활성층(130)의 두께보다 작게 된다. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-section of an overlapping area A of one first electrode 110 and a second electrode 120. Referring to FIG. 3, the active layer 130 is connected to the first electrode 110 and the second electrode 120. The overlapping area (A) of the second electrode 120 includes a first area (A1) overlapping with the protrusion 121 in the vertical direction (Z) and a second area (A2) around the first area (A1). do. Additionally, the protrusion 121 is located to overlap the first protrusion 112, and the first area A1 is located in an area that overlaps the protrusion 121 and the first protrusion 112. Accordingly, the thickness of the active layer 130 in the first area A1 is smaller than the thickness of the active layer 130 in the second area A2 around the first area A1.
한편, 활성층(130)의 도메인(Domain)의 분극 방향을 바꿀 수 있는 전기장의 크기는 활성층(130)의 두께가 두꺼울수록 커진다. 따라서, 제1 영역(A1)의 분극 방향을 바꿀 수 있는 전기장의 크기는 제2 영역(A2)의 분극 방향을 바꿀 수 있는 전기장의 크기보다 작을 수 있다. Meanwhile, the size of the electric field that can change the polarization direction of the domain of the active layer 130 increases as the thickness of the active layer 130 increases. Accordingly, the size of the electric field that can change the polarization direction of the first area (A1) may be smaller than the size of the electric field that can change the polarization direction of the second area (A2).
그 결과, 하나의 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 인가되는 제1 전압에 의해 제1 영역(A1)의 분극 방향이 바뀌더라도, 제2 영역(A2)에서는 활성층(130)의 분극 방향이 바뀌지 않을 수 있다. 반면에, 제1 영역(A1)의 분극 방향은 인가되는 전기장에 의해 선택적으로 변경되며, 제1 영역(A1)의 분극 방향의 변경에 의해 하나의 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 전기적으로 연결되거나 또는 절연상태를 가질 수 있다.As a result, even if the polarization direction of the first area A1 changes due to the first voltage applied between one first electrode 110 and the second electrode 120, the active layer 130 in the second area A2 ) may not change the polarization direction. On the other hand, the polarization direction of the first area A1 is selectively changed by the applied electric field, and one first electrode 110 and the second electrode 120 are formed by changing the polarization direction of the first area A1. ) may be electrically connected or insulated.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 모두 동일하게 제1 분극을 가진 상태에서는 활성층(130)의 절연성에 의해 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에는 전류가 흐르지 않을 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, when both the first area A1 and the second area A2 have the same first polarization, the first electrode 110 and the first electrode 110 are connected due to the insulation of the active layer 130. Current may not flow between the second electrodes 120.
그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 영역(A1)의 분극 방향이 변경된 경우는, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계에서 활성층(130)의 단위격자 구조가 국부적으로 변경되면서 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)과는 상이한 전기적 편극이 발생하며, 이에 의해 자유전자들이 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계에 축적되어 전류가 흐를 수 있는 가변 채널(C)이 형성되어 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 전기적으로 연결될 수 있다.However, as shown in FIG. 4, when the polarization direction of the first area A1 is changed, the unit lattice structure of the active layer 130 is localized at the boundary between the first area A1 and the second area A2. As this changes, an electrical polarization different from that of the first area (A1) and the second area (A2) occurs, and as a result, free electrons accumulate at the boundary between the first area (A1) and the second area (A2), causing a current to increase. A flowable variable channel C is formed so that the first electrode 110 and the second electrode 120 can be electrically connected.
상기와 같은 가변 채널(C)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 경계에 형성되고, 제1 영역(A1)은 활성층(130)과 돌기(121) 및 제1 돌출부(112)와의 중첩영역에 의해 정해지는바, 가변 채널(C)이 형성되는 위치 또한 돌기(121)와 제1 돌출부(112)의 중첩영역에 의해 조절될 수 있다. 일 예로, 도 5에 도시하는 바와 같이 제2 방향(Y)을 따른 돌기(121)의 길이가 제1 돌출부(112)의 폭보다 크다 하더라도, 제2 방향(Y)을 따른 제1 영역(A1)의 길이는 제1 돌출부(112)의 폭으로 제한될 수 있다. The variable channel C as described above is formed at the boundary between the first area A1 and the second area A2, and the first area A1 includes the active layer 130, the protrusion 121, and the first protrusion 112. ), the position at which the variable channel C is formed can also be adjusted by the overlap area of the protrusion 121 and the first protrusion 112. For example, as shown in FIG. 5, even if the length of the protrusion 121 along the second direction (Y) is greater than the width of the first protrusion 112, the first area (A1) along the second direction (Y) ) may be limited by the width of the first protrusion 112.
한편, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 제1 영역(A1)의 분극 방향을 되돌리기 위한 제2 전압을 인가하면, 제1 영역(A1)은 다시 제1 분극을 가질 수 있다. 이에 의해, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 간의 분극 차이가 없어지게 되고, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 사이의 가변 채널(C)은 소멸된다. 이와 같은 상태는 도 3에 도시된 상태와 동일하다. 즉, 활성층(130)에 의해 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 절연상태가 되므로, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 전압을 인가하더라도, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에는 전류가 흐르지 않게 된다.Meanwhile, when a second voltage to return the polarization direction of the first area A1 is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120, the first area A1 can have the first polarization again. . As a result, the polarization difference between the first area A1 and the second area A2 disappears, and the variable channel C between the first area A1 and the second area A2 disappears. This state is the same as the state shown in FIG. 3. That is, since the first electrode 110 and the second electrode 120 are insulated by the active layer 130, even if a voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 120, the first electrode 110 and the second electrode 120 are insulated. No current flows between (110) and the second electrode 120.
한편, 복수의 제1 전극(110)들은 독립적으로 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 복수의 제1 전극(110)들과 제2 전극(120)에 인가되는 전압을 제어하여 전자 소자(100)의 전류의 흐름을 제어할 수 있고, 이러한 전류의 흐름의 제어를 통하여 전자 소자(100)는 다양한 용도에 이용될 수 있다. Meanwhile, voltage may be applied independently to the plurality of first electrodes 110. Therefore, the flow of current in the electronic device 100 can be controlled by controlling the voltage applied to the plurality of first electrodes 110 and the second electrode 120, and the electronic device 100 can be controlled by controlling the flow of this current. (100) can be used for various purposes.
또한, 제1 영역(A1)의 두께가 제2 영역(A2)보다 얇게 형성됨으로써, 제1 영역(A1)의 분극 방향을 바꾸기 위해 인가되는 전압의 크기를 감소시킬 수 있고, 제1 영역(A1)에서의 분극 방향의 변경이 더욱 빠르게 이루어질 수 있다.In addition, by forming the first area A1 to be thinner than the second area A2, the magnitude of the voltage applied to change the polarization direction of the first area A1 can be reduced, and the first area A1 ), the change in polarization direction can be achieved more quickly.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 전자 소자(100)의 동작에 대하여서 보다 자세히 설명하기로 한다. 또한, 전자 소자(100)가 비휘발성 메모리로 사용되는 예를 설명한다.Hereinafter, the operation of the electronic device 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 . Additionally, an example in which the electronic device 100 is used as a non-volatile memory will be described.
먼저, 활성층(130)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 분극을 가진 상태일 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 모두 동일한 방향으로 정렬된 제1 분극을 가질 수 있다. 이와 같은 상태에서, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 보자 전압(coercive voltage)보다 큰 제1 전압을 인가하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 발생하는 제1 전기장에 의해 제1 영역(A1)의 분극 방향이 바뀌어 제2 분극을 가지게 되고, 활성층(130)은 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)으로 구획될 수 있다. 제2 분극은 제1 분극과 반대 방향으로 정렬된 상태이다. 이처럼, 제1 영역(A1)의 분극 방향을 변경한 후에는, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 전압을 인가하지 않더라도, 제1 영역(A1)의 분극 방향이 다시 변경되지 않고 유지되는데, 이와 같은 상태를 논리 값 '1'이 입력된 것으로 이해할 수 있다.First, the active layer 130 may be in a state having a first polarization, as shown in FIG. 3 . For example, both the first area A1 and the second area A2 may have first polarizations aligned in the same direction. In this state, when a first voltage greater than the coercive voltage is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120, as shown in FIG. 4, the first electrode 110 and the second electrode 120 Due to the first electric field generated between the two electrodes 120, the polarization direction of the first area (A1) changes to have a second polarization, and the active layer 130 consists of the first area (A1) and the second area (A2). can be divided into The second polarization is aligned in the opposite direction to the first polarization. In this way, after changing the polarization direction of the first area (A1), even if no voltage is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120, the polarization direction of the first area (A1) does not change again. This state can be understood as the logic value '1' being input.
제1 영역(A1)의 분극 방향이 변경되면 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 경계에 가변 채널(C)이 형성되므로, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 읽기 전압을 인가하면, 쉽게 전류가 흐르게 되며, 이에 의해 논리 값 '1'을 읽을 수 있다. 이때, 읽기 전압에 의해 제1 영역(A1)의 분극이 영향을 받는 것을 방지하기 위해, 읽기 전압은 활성층(130)의 보자 전압(coercive voltage) 보다 작을 수 있다.When the polarization direction of the first area (A1) is changed, a variable channel (C) is formed at the boundary between the first area (A1) and the second area (A2), so that between the first electrode 110 and the second electrode 120 When a read voltage is applied, current easily flows, thereby allowing the logic value '1' to be read. At this time, in order to prevent the polarization of the first area A1 from being affected by the read voltage, the read voltage may be smaller than the coercive voltage of the active layer 130.
또한, 제1 영역(A1)의 분극 방향을 되돌리기 위해 제1 전극(110)과 제2 전극(120)에 제2 전압을 인가하면, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 발생하는 제2 전기장에 의해 제1 영역(A1)은 제1 분극을 다시 가질 수 있다. 제2 전압은 활성층(130)의 보자 전압(coercive voltage)보다 클 수 있으며, 제1 전압과 반대의 극성을 가질 수 있다. 이에 의해, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 분극 방향이 동일해지고, 가변 채널(C)이 소멸되는데 이와 같은 상태를 논리 값 '0'이 입력된 것으로 볼 수 있다. In addition, when a second voltage is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120 to return the polarization direction of the first area A1, a gap between the first electrode 110 and the second electrode 120 The first area A1 may have the first polarization again due to the generated second electric field. The second voltage may be greater than the coercive voltage of the active layer 130 and may have a polarity opposite to the first voltage. As a result, the polarization directions of the first area A1 and the second area A2 become the same, and the variable channel C disappears. This state can be viewed as a logic value '0' being input.
제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 분극 방향이 동일한 경우는, 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2) 사이에 가변 채널(C)이 소멸되며, 이에 따라 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 전압을 인가하더라도, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에는 전류가 흐르지 않게 되는바, 이에 의해 논리 값 '0'을 읽을 수 있다.When the polarization directions of the first area (A1) and the second area (A2) are the same, the variable channel (C) disappears between the first area (A1) and the second area (A2), and thus the first electrode Even if a voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 120, no current flows between the first electrode 110 and the second electrode 120, and thus the logic value '0' can be read. .
즉, 본 발명에 따른 전자 소자(100)를 메모리로 사용하는 경우, 하나의 제1 전극(110)과 제2 전극(120)으로의 전압 인가에 의해 제1 영역(A1)의 분극 상태를 선택적으로 바꾸고, 이에 따라 생성되거나 소멸되는 가변 채널(C)에 흐르는 전류를 측정하여 논리 값 '1'과 '0'을 읽을 수 있는바, 기존 도메인들의 잔류 분극을 측정하는 방법 보다 데이터 기록 및 재생 속도가 향상될 수 있으며, 논리 값 '1'과 '0'을 읽을 때 흐르는 전류의 크기가 상이하므로 데이터의 가독성이 향상될 수 있다. 한편, 앞서 설명한 바와 같이 복수의 제1 전극(110)들에는 독립적으로 전원이 인가될 수 있고, 이에 따라 복수의 제1 전극(110)들과 제2 전극(120)의 중첩영역(A)들에서 선택적으로 가변채널(C)들이 생성되거나 소멸될 수 있으므로, 전자 소자(100)의 처리 데이터의 양은 증가할 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 전극(120) 역시 제1 전극(110)과 마찬가지로 복수 개 형성될 수 있다.That is, when the electronic device 100 according to the present invention is used as a memory, the polarization state of the first area A1 is selectively changed by applying voltage to one of the first electrodes 110 and the second electrode 120. , and the logic values '1' and '0' can be read by measuring the current flowing in the variable channel (C) that is created or destroyed accordingly. Data recording and playback speeds are better than the method of measuring the remanent polarization of existing domains. can be improved, and the readability of data can be improved because the size of the current flowing when reading logic values '1' and '0' is different. Meanwhile, as described above, power may be applied independently to the plurality of first electrodes 110, and accordingly, the overlapping areas A of the plurality of first electrodes 110 and the second electrode 120 Since the variable channels C can be selectively created or destroyed, the amount of data processed by the electronic device 100 can increase. In addition, like the first electrode 110, a plurality of second electrodes 120 may be formed.
또한, 본 발명에 의하면 전기장의 인가에 따라 발생하는 가변 채널(C)이 일정한 영역에만 형성될 수 있다. 따라서, 전기장의 인가 시간에 비례하여 분극 상태가 바뀌는 도메인 영역이 증가 또는 확대되는 현상을 일으키지 않고 제한된 위치에서만 가변 채널(C)이 형성되므로, 비휘발성 메모리에 응용할 때 전기장 인가 시간이라는 변수를 고려하지 않아도 되는 장점이 있다.Additionally, according to the present invention, the variable channel (C) generated according to the application of an electric field can be formed only in a certain area. Therefore, the domain area where the polarization state changes in proportion to the application time of the electric field does not increase or expand, and the variable channel (C) is formed only in limited locations, so the variable called electric field application time is not taken into consideration when applying to non-volatile memory. There is an advantage to not having to do it.
또한, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 적층된 상태로써, 가변 채널(C)은 제1 전극(110)과 제2 전극(120)을 잇는 최단 거리로 수직방향으로 형성되는바, 전자 소자(100)의 크기가 감소하여 집적화가 가능하고, 전자 소자(100)가 매우 빠른 속도로 구동될 수 있다. In addition, as the first electrode 110 and the second electrode 120 are stacked, the variable channel C is formed in the vertical direction at the shortest distance connecting the first electrode 110 and the second electrode 120. As the size of the electronic device 100 is reduced, integration is possible, and the electronic device 100 can be driven at a very high speed.
한편, 본 발명에 따른 전자 소자(100)는 다양한 신호를 생성하여 전달하는 회로부를 구성할 수 있고, 스위칭 소자로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 가변 채널(C)의 생성 및 소멸에 의해 전류 흐름의 ON/OFF를 제어할 수 있다. 그 밖에, 본 발명에 따른 전자 소자(100)는 전기적 신호의 제어를 요하는 부분에 간단한 구조로 적용할 수 있으므로 가변 회로, CPU, 바이오칩 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.Meanwhile, the electronic device 100 according to the present invention can form a circuit unit that generates and transmits various signals, and can also be used as a switching device. For example, the ON/OFF of current flow can be controlled by creating and terminating a variable channel (C). In addition, the electronic device 100 according to the present invention can be applied in a simple structure to parts that require control of electrical signals, so it can be applied to various fields such as variable circuits, CPUs, and biochips.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 소자의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 II-II'단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 8은 도 6의 제1 전극과 제2 전극의 교차영역을 개략적으로 도시한 평면도이다. 이하에서는 앞서 설명한 바와 동일한 내용은 반복하여 설명하지 않으며, 차이점만을 설명하기로 한다.Figure 6 is a perspective view schematically showing an example of an electronic device according to another embodiment of the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the II-II' cross-section of Figure 6, and Figure 8 is a This is a plan view schematically showing the intersection area of the first and second electrodes in Figure 6. Hereinafter, the same content as previously described will not be repeated, and only the differences will be explained.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 전자 소자(100B)는 제1 방향(X)으로 연장되고 제1 방향(X)과 수직한 제2 방향(Y)으로 서로 이격되어 배열된 복수의 제1 전극(110)들, 제2 방향(Y)으로 연장되어 복수의 제1 전극(110)들과 교차하는 제2 전극(120) 및 복수의 제1 전극(110)들과 제2 전극(120) 사이에 배치된 활성층(130)을 포함하며, 복수의 제1 전극(110)들 각각은 제2 전극(120)을 향하는 방향으로 돌출된 제1 돌출부(112)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극(120)은 제1 전극(110)들을 향하는 방향으로 돌출되고, 제1 방향(X)으로 연장된 제2 돌출부(122)를 포함할 수 있다.6 to 8, the electronic device 100B includes a plurality of first electrodes extending in a first direction (X) and arranged to be spaced apart from each other in a second direction (Y) perpendicular to the first direction (X). (110), the second electrode 120 extending in the second direction (Y) and crossing the plurality of first electrodes 110, and between the plurality of first electrodes 110 and the second electrode 120 and an active layer 130 disposed on , and each of the plurality of first electrodes 110 may include a first protrusion 112 protruding in a direction toward the second electrode 120 . Additionally, the second electrode 120 protrudes in a direction toward the first electrodes 110 and may include a second protrusion 122 extending in the first direction (X).
제2 돌출부(122)는 앞서 설명한 복수의 돌기(도 2의 121)들이 제2 방향으로 연장되어 서로 접함으로써 일체적으로 형성된 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 제1 전극(110)과 제2 전극(120)의 중첩영역에서, 활성층(130)의 제1 영역(A1)은 제1 돌출부(112)들과 제2 돌출부(122)의 교차영역에 형성되며, 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)을 에워싸도록 위치하게 된다.The second protrusion 122 may be understood as being formed integrally by the plurality of protrusions (121 in FIG. 2) described above extending in the second direction and contacting each other. Therefore, as shown in FIG. 8, in the overlapping area of one first electrode 110 and the second electrode 120, the first area A1 of the active layer 130 has the first protrusions 112 and It is formed in the intersection area of the second protrusion 122, and the second area A2 is positioned to surround the first area A1.
이처럼, 제2 전극(120)이 제2 돌출부(122)를 포함하면, 돌기(도 2의 121)를 제1 돌출부(122)와 중첩하도록 정렬할 필요가 없기에, 전자 소자(100B)의 제조 공정이 단순화될 수 있다. In this way, when the second electrode 120 includes the second protrusion 122, there is no need to align the protrusion (121 in FIG. 2) to overlap the first protrusion 122, so the manufacturing process of the electronic device 100B This can be simplified.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As such, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely an example, and those skilled in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
Claims (3)
상기 제2 방향으로 연장되어 상기 복수의 제1 전극들과 교차하는 제2 전극; 및
상기 복수의 제1 전극들과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 자발 분극성 재료를 포함하는 활성층;을 포함하고,
상기 활성층은, 상기 복수의 제1 전극들과 상기 제2 전극의 중첩영역들에, 서로 상이한 분극 방향을 갖는 영역이 인접하여 생성 및 소멸이 제어되도록 형성되고,
상기 복수의 제1 전극의 각각은 제1 돌출부를 포함하고,
상기 제1 돌출부는 상기 제2 전극을 향하는 방향으로 돌출되고 상기 제1 방향으로 길이를 갖고 이보다 짧은 폭을 갖도록 형성되고,
상기 활성층의 영역에 상기 제1 돌출부에 대응되고 상기 상이한 분극 방향을 갖는 영역의 경계에 대응되고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극간 전자가 이동할 수 있도록 형성된 가변 채널을 포함하는, 전자 소자.a plurality of first electrodes extending in a first direction and arranged to be spaced apart from each other in a second direction intersecting the first direction;
a second electrode extending in the second direction and crossing the plurality of first electrodes; and
An active layer disposed between the plurality of first electrodes and the second electrode and comprising a spontaneously polarizable material,
The active layer is formed so that generation and extinction are controlled by adjacent regions having different polarization directions in overlapping regions of the plurality of first electrodes and the second electrode,
Each of the plurality of first electrodes includes a first protrusion,
The first protrusion protrudes in a direction toward the second electrode and is formed to have a length in the first direction and a width shorter than the length,
An electronic device comprising a variable channel corresponding to the first protrusion in a region of the active layer, corresponding to a boundary of the region having the different polarization direction, and formed to allow electrons to move between the first electrode and the second electrode.
상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 향하도록 돌출되고 상기 제1 돌출부와 중첩되고 서로 이격된 복수의 돌기들을 포함하는,
전자 소자.According to claim 1,
The second electrode protrudes toward the first electrode and includes a plurality of protrusions that overlap the first protrusion and are spaced apart from each other.
electronic device.
상기 제2 전극은 상기 제1 전극을 향하도록 돌출되고,
적어도 복수의 상기 제1 돌출부와 중첩되도록 연장된 형태의 제2 돌출부를 포함하는,
전자 소자.According to claim 1,
The second electrode protrudes toward the first electrode,
Comprising at least a second protrusion extending to overlap the plurality of first protrusions,
electronic device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210019860A KR102599612B1 (en) | 2019-06-27 | 2021-02-15 | Controlling method for electric current path using electric field and electric device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190077249A KR102218663B1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Controlling method for electric current path using electric field and electric device |
| KR1020210019860A KR102599612B1 (en) | 2019-06-27 | 2021-02-15 | Controlling method for electric current path using electric field and electric device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190077249A Division KR102218663B1 (en) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Controlling method for electric current path using electric field and electric device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210022021A KR20210022021A (en) | 2021-03-02 |
| KR102599612B1 true KR102599612B1 (en) | 2023-11-08 |
Family
ID=88746014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210019860A KR102599612B1 (en) | 2019-06-27 | 2021-02-15 | Controlling method for electric current path using electric field and electric device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102599612B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030056078A1 (en) | 2000-11-27 | 2003-03-20 | Nicklas Johansson | Ferroelectric memory circuit and method for its fabrication |
| WO2006091108A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Thin Film Electronics Asa | A memory device and methods for operating the same |
| JP2014053571A (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Toshiba Corp | Ferroelectric memory and method of manufacturing the same |
| US20180277191A1 (en) | 2017-03-21 | 2018-09-27 | SK Hynix Inc. | Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100593607B1 (en) * | 2004-05-13 | 2006-06-28 | 학교법인 동국대학교 | Nonvolatile semiconductor memory device including ferroelectric semiconductor material and data writing, erasing and reading method of semiconductor memory device |
-
2021
- 2021-02-15 KR KR1020210019860A patent/KR102599612B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030056078A1 (en) | 2000-11-27 | 2003-03-20 | Nicklas Johansson | Ferroelectric memory circuit and method for its fabrication |
| WO2006091108A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Thin Film Electronics Asa | A memory device and methods for operating the same |
| JP2014053571A (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Toshiba Corp | Ferroelectric memory and method of manufacturing the same |
| US20180277191A1 (en) | 2017-03-21 | 2018-09-27 | SK Hynix Inc. | Ferroelectric memory device and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210022021A (en) | 2021-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101992953B1 (en) | Controlling method for electric current path using electric field and electric device | |
| KR102599612B1 (en) | Controlling method for electric current path using electric field and electric device | |
| KR102631956B1 (en) | Controlling method for electric current path using electric field and electric device | |
| KR102218663B1 (en) | Controlling method for electric current path using electric field and electric device | |
| KR102304218B1 (en) | Controlling method for electric current path using electric field and electric device | |
| KR102304219B1 (en) | Controlling method for electric current path using electric field and electric device | |
| KR102230796B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102246246B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102606509B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102656291B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102623526B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102246247B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102599623B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102629599B1 (en) | Variable low resistance area based memory device and controlling thereof | |
| KR102643887B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device, method of manufacturing the same and method of controlling the same | |
| KR102302898B1 (en) | Variable low resistance area based electronic device and controlling thereof | |
| KR102280823B1 (en) | Variable low resistance area based memory device and controlling thereof | |
| KR20210031438A (en) | Variable low resistance area based memory device and controlling thereof | |
| KR20200083908A (en) | Variable low resistance area based memory device and controlling thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |