KR20140080741A - Asymmetric two-terminal biristor and fabrication method - Google Patents

Asymmetric two-terminal biristor and fabrication method Download PDF

Info

Publication number
KR20140080741A
KR20140080741A KR1020120146580A KR20120146580A KR20140080741A KR 20140080741 A KR20140080741 A KR 20140080741A KR 1020120146580 A KR1020120146580 A KR 1020120146580A KR 20120146580 A KR20120146580 A KR 20120146580A KR 20140080741 A KR20140080741 A KR 20140080741A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor layer
layer
semiconductor
layers
semiconductor layers
Prior art date
Application number
KR1020120146580A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최양규
문동일
최성진
Original Assignee
한국과학기술원
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 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020120146580A priority Critical patent/KR20140080741A/en
Publication of KR20140080741A publication Critical patent/KR20140080741A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

An embodiment of the present invention relates to an asymmetric two-terminal biristor and a fabrication method thereof. An asymmetric two-terminal biristor according to an embodiment includes a substrate; a first semiconductor layer which is formed on the substrate; a second substrate layer which is formed on the first semiconductor layer; a third semiconductor layer which is formed on the second semiconductor layer; a first conduction layer which is electrically connected to the first semiconductor layer; and a second conduction layer which is electrically connected to the third semiconductor layer. The second semiconductor layer has a first impurity region and a second impurity region. The concentration of the first impurity region is greater than that of the second impurity region.

Description

비대칭 2-단자 바이리스터 소자와 그 제작 방법 {ASYMMETRIC TWO-TERMINAL BIRISTOR AND FABRICATION METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an asymmetric two-terminal bi-

실시 예는 비대칭 2-단자 바이리스터 소자와 그 제작 방법에 관한 것이다.
An embodiment relates to an asymmetric two-terminal bister device and a manufacturing method thereof.

종래의 DRAM 메모리 단위 셀은 하나의 트랜지스터(Transistor, T)와 하나의 커패시터(Capacitor, C)로 구성된다, 즉, 1T/1C 디램(DRAM)을 말한다. 반도체 소자, 특히 메모리의 경우 소자의 크기를 축소함에 따라 단위 면적당 메모리 용량이 커질 수 있다. 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 DRAM의 경우 트랜지스터의 크기를 축소하는 것은 기술적으로 가능하지만, 일정한 용량을 유지하면서 커패시터의 크기를 트랜지스터에 맞게 줄여나가는 부분에 있어서 기술적 한계에 직면해 있다. 앞서 언급한 문제를 해결할 수 있는 대안으로 DRAM 셀의 크기를 줄이는데 문제로 지적되고 있는 커패시터를 사용하지 않고도 DRAM의 역할을 수행할 수 있는 커패시터 없는 DRAM (Capacitor-less DRAM) 소자가 제안되었다. 커패시터 없는 DRAM의 경우 하나의 트랜지스터만으로 구성되기 때문에 단위 메모리 셀의 소형화에 유리하고 단순한 메모리 셀 구조를 통해 높은 집적도를 가질 수 있으며, 제작 공정 또한 간단하여 상용화에 유리하다. 하지만 커패시터 없는 DRAM의 경우 메모리 상태를 쓰고 읽는 과정에서 요구되는 높은 구동 전압에 의해 게이트 절연막 열화가 발생하고, 이로 인해 메모리 동작 특성 중 신뢰성과 내구성에 대한 치명적인 문제점을 안고 있다.
A conventional DRAM memory unit cell is composed of one transistor (Transistor T) and one capacitor (capacitor C), that is, 1T / 1C DRAM (DRAM). In the case of semiconductor devices, especially memory, the memory capacity per unit area may become larger as the device size is reduced. In general, it is technically possible to reduce the size of a transistor in the case of a general DRAM which is widely used, but it faces a technical limitation in reducing the size of a capacitor to a transistor while maintaining a constant capacitance. As an alternative to the above-mentioned problem, a capacitor-less DRAM (DRAM) device capable of performing a role of a DRAM without using a capacitor, which is pointed out as a problem in reducing the size of a DRAM cell, has been proposed. Since capacitorless DRAM is composed of only one transistor, it is advantageous for miniaturization of a unit memory cell and can have a high integration density through a simple memory cell structure, and a manufacturing process is also simple, which is advantageous for commercialization. However, in the case of a capacitorless DRAM, deterioration of a gate insulating film occurs due to a high driving voltage required in a process of writing and reading a memory state, which causes fatal problems in terms of reliability and durability among memory operating characteristics.

실시 예는 일방향으로만 동작하는 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제공한다.The embodiment provides an asymmetric two-terminal bi-lister device operating in only one direction.

또한, 실시 예는 면적이 작으며 신뢰성이 우수한 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제공한다.In addition, the embodiment provides an asymmetric two-terminal bister device with small area and high reliability.

또한, 실시 예는 다이오드(diode) 또는 트랜지스터(transistor)를 추가하지 않아도 크로스바 배열 구성이 가능한 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제공한다.In addition, the embodiment provides an asymmetric two-terminal bi-lister device capable of a crossbar arrangement without adding a diode or a transistor.

또한, 실시 예는 누설전류(leakage current)문제를 가지지 않는 2-단자 메모리소자의 배열 구성이 가능한 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제공한다.
In addition, the embodiment provides an asymmetric two-terminal bi-lister device capable of arranging a two-terminal memory element without a leakage current problem.

실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1반도체 층; 상기 제1반도체 층 상에 형성된 제2반도체 층; 상기 제2반도체 층 상에 형성된 제3반도체 층; 상기 제1반도체 층과 전기적으로 연결된 제1전도층; 및 상기 제3반도체 층과 전기적으로 연결된 제2전도층;을 포함하고, 상기 제2반도체 층은 제1불순물 영역과 제2불순물 영역을 갖고, 상기 제1불순물 영역의 농도는 상기 제2불순물 영역의 농도보다 크다.An asymmetric two-terminal bister device according to an embodiment includes a substrate; A first semiconductor layer formed on the substrate; A second semiconductor layer formed on the first semiconductor layer; A third semiconductor layer formed on the second semiconductor layer; A first conductive layer electrically connected to the first semiconductor layer; And a second conductive layer electrically connected to the third semiconductor layer, wherein the second semiconductor layer has a first impurity region and a second impurity region, and the concentration of the first impurity region is less than the concentration of the second impurity region ≪ / RTI >

여기서, 상기 제1 내지 제3반도체 층과 상기 제1 및 제2전도층을 전기적으로 분리시키는 절연층을 더 포함할 수 있다.The semiconductor layer may further include an insulating layer for electrically isolating the first to third semiconductor layers from the first and second conductive layers.

여기서, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 스트레인드 실리콘 웨이퍼, 게르마늄 웨이퍼, 스트레인드 게르마늄 웨이퍼, 실리콘 게르마늄 웨이퍼, 절연층 매몰 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 게르마늄 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 게르마늄 웨이퍼 및 절연층 매몰 실리콘 게르마늄 중 적어도 하나일 수 있다.The substrate may be a silicon wafer, a strained silicon wafer, a germanium wafer, a strained germanium wafer, a silicon germanium wafer, an insulating layer buried silicon wafer, an insulating layer buried strained silicon wafer, an insulating layer buried germanium wafer, A germanium wafer, and an insulating layer buried silicon germanium.

여기서, 상기 제3반도체 층과 상기 제2전도층 사이에 형성된 컨택 랜딩패드 (contact landing pad)를 더 포함하고, 상기 컨택 랜딩패드는 금속층, 비정질 실리콘층 및 에피택셜 성장층 중 어느 하나일 수 있다.The contact landing pad may further include a contact landing pad formed between the third semiconductor layer and the second conductive layer, and the contact landing pad may be one of a metal layer, an amorphous silicon layer, and an epitaxial growth layer .

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이면, 상기 제2반도체 층은 P+-P0 형 반도체 층 또는 P0 -P+ 형 반도체 층일 수 있다.If the first and third semiconductor layers are N-type semiconductor layers, the second semiconductor layer may be a P + -P 0 -type semiconductor layer or a P 0 -P + -type semiconductor layer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이면, 상기 제2반도체 층은 N+-N0 형 반도체 층 또는 N0- N+ 형 반도체 층일 수 있다.If the first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers, the second semiconductor layer may be an N + -N 0 -type semiconductor layer or a N 0 -N + -type semiconductor layer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 P형 반도체 층이고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 낮고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 낮고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 클수 있다.Here, the first and third semiconductor layers are N-type semiconductor layers, and the second semiconductor layer is a P-type semiconductor layer, and the balance band energy of the materials of the first and third semiconductor layers is lower than that of the second semiconductor layer And wherein the conduction band energy of the material of the first and third semiconductor layers is lower than the conduction band energy of the material of the second semiconductor layer and the conduction band energy of the material of the first and third semiconductor layers The energy gap may be greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 N형 반도체 층이고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 높고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 높고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 클 수 있다.Here, the first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers, the second semiconductor layer is an N-type semiconductor layer, and the balance band energy of the materials of the first and third semiconductor layers is And the conduction band energies of the materials of the first and third semiconductor layers are higher than the conduction band energies of the materials of the second semiconductor layer and the energy of the material of the first and third semiconductor layers The energy gap may be greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.

한편, 실시 예에 다른 카테고리로서, 제작 방법은, 기판 상에 제1반도체 층, 제2반도체 층 및 제3반도체 층을 순서대로 형성하는 단계; 상기 제3반도체 층 상에 식각용 하드마스크를 형성하는 단계; 상기 제1반도체 층의 일부까지 식각공정을 하고, 상기 식각용 하드마스크를 제거하는 단계; 상기 제1 내지 제3반도체층 상에 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제1반도체 층과 연결되는 제1전도층과 상기 제3반도체 층과 연결되는 제2전도층을 상기 절연층에 형성하는 단계;를 포함한다.On the other hand, as another category in the embodiment, a manufacturing method includes: forming a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and a third semiconductor layer on a substrate in this order; Forming an etching hard mask on the third semiconductor layer; Performing an etching process to a portion of the first semiconductor layer, and removing the etching hard mask; Forming an insulating layer on the first to third semiconductor layers; And forming a first conductive layer connected to the first semiconductor layer and a second conductive layer connected to the third semiconductor layer on the insulating layer.

여기서, 상기 제1 내지 제3반도체 층을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the method may further include a step of heat-treating the first to third semiconductor layers.

여기서, 상기 제1반도체 층, 제2반도체 층 및 제3반도체 층을 순서대로 형성하는 단계는 이온주입, 에피택셜 성장 및 선택적 에피택셜 성장 중 적어도 하나의 방법을 포함하고, 상기 에피택셜 성장 또는 상기 선택적 에피택셜 성장 물질은, 실리콘, 스트레인드 실리콘, 게르마늄, 스트레인드 게르마늄, 실리콘 게르마늄 및 실리콘 카바이드 중 적어도 하나일 수 있다.The step of forming the first semiconductor layer, the second semiconductor layer and the third semiconductor layer in this order may include at least one of ion implantation, epitaxial growth and selective epitaxial growth, The selective epitaxial growth material may be at least one of silicon, strained silicon, germanium, strained germanium, silicon germanium, and silicon carbide.

여기서, 상기 식각용 하드마스크는 식각 선택비를 가지는 각광막, 산화막 및 질화막 중 적어도 하나일 수 있다.Here, the hard mask for etching may be at least one of a light-blocking film having an etch selectivity, an oxide film, and a nitride film.

또한, 실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1반도체 층; 상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1반도체 층과 이격된 제3반도체 층; 상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1반도체 층과 상기 제3반도체 층 사이에 배치되는 제2반도체 층; 상기 제1반도체 층과 전기적으로 연결된 제1전도층; 및 상기 제3반도체 층과 전기적으로 연결된 제2전도층;을 포함하고, 상기 제2반도체 층은 제1불순물 영역과 제2불순물 영역을 갖고, 상기 제1불순물 영역의 농도는 상기 제2불순물 영역의 농도보다 크다.Also, an asymmetric two-terminal bi-ristor device according to an embodiment includes a substrate; A first semiconductor layer formed on the substrate; A third semiconductor layer formed on the substrate and spaced apart from the first semiconductor layer; A second semiconductor layer formed on the substrate and disposed between the first semiconductor layer and the third semiconductor layer; A first conductive layer electrically connected to the first semiconductor layer; And a second conductive layer electrically connected to the third semiconductor layer, wherein the second semiconductor layer has a first impurity region and a second impurity region, and the concentration of the first impurity region is less than the concentration of the second impurity region ≪ / RTI >

여기서, 상기 제1 내지 제3반도체 층과 제1 및 제2전도층을 전기적으로 분리시키는 절연층을 더 포함한다.The semiconductor light emitting device further includes an insulating layer for electrically separating the first to third semiconductor layers and the first and second conductive layers.

여기서, 상기 기판은 절연층 매몰 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 게르마늄 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 게르마늄 웨이퍼 및 절연층 매몰 실리콘 게르마늄 웨이퍼 중 적어도 하나일 수 있다.Here, the substrate may be at least one of an insulating layer buried silicon wafer, an insulating layer buried strained silicon wafer, an insulating layer buried germanium wafer, an insulating layer buried strained germanium wafer, and an insulating buried silicon germanium wafer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이면, 상기 제2반도체 층은 P+-P0 형 반도체 층 또는 P0 -P+ 형 반도체 층일 수 있다.If the first and third semiconductor layers are N-type semiconductor layers, the second semiconductor layer may be a P + -P 0 -type semiconductor layer or a P 0 -P + -type semiconductor layer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이면, 상기 제2반도체 층은 N+-N0 형 반도체 층 또는 N0- N+ 형 반도체 층일 수 있다.If the first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers, the second semiconductor layer may be an N + -N 0 -type semiconductor layer or a N 0 -N + -type semiconductor layer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 P형 반도체 층이고,Here, the first and third semiconductor layers are an N-type semiconductor layer, the second semiconductor layer is a P-type semiconductor layer,

상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 낮고, Wherein the balance band energy of the material of the first and third semiconductor layers is lower than the balance band energy of the material of the second semiconductor layer,

상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 낮고,Wherein the conduction band energy of the material of the first and third semiconductor layers is lower than the conduction band energy of the material of the second semiconductor layer,

상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 클수 있다. The energy gap of the material of the first and third semiconductor layers may be greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 N형 반도체 층이고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 높고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 높고, 상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 클 수 있다.Here, the first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers, the second semiconductor layer is an N-type semiconductor layer, and the balance band energy of the materials of the first and third semiconductor layers is And the conduction band energies of the materials of the first and third semiconductor layers are higher than the conduction band energies of the materials of the second semiconductor layer and the energy of the material of the first and third semiconductor layers The energy gap may be greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.

한편, 실시 예에 따른 카테고리로서, 제작 방법은, 기판 상에 제2반도체 층을 형성하는 단계; 상기 제2반도체 층 상에 이온주입용 하드마스크를 형성하고, 제1 및 제3반도체 층을 형성하는 단계; 상기 제1 내지 제3반도체 층 상에 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제1반도체 층과 연결되는 상기 제1전도층과 상기 제2반도체 층과 연결되는 제2전도층을 상기 절연층에 형성하는 단계;를 포함한다.On the other hand, as a category according to an embodiment, a manufacturing method includes: forming a second semiconductor layer on a substrate; Forming a hard mask for ion implantation on the second semiconductor layer, and forming first and third semiconductor layers; Forming an insulating layer on the first to third semiconductor layers; And forming the first conductive layer connected to the first semiconductor layer and the second conductive layer connected to the second semiconductor layer on the insulating layer.

여기서, 상기 제1 및 제3반도체 층을 형성하는 단계는 상기 제1 내지 제3반도체 층을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.The forming of the first and third semiconductor layers may further include a step of heat-treating the first to third semiconductor layers.

여기서, 상기 제2반도체 층을 형성하는 단계 및 제1 및 제3반도체 층을 형성하는 단계는 이온 주입, 에피택셜 성장 및 선택적 에피택셜 성장 중 적어도 하나의 방법을 포함하고, 상기 에피택셜 성장 및 상기 선택적 에피택셜 성장 물질은, 실리콘, 스트레인드 실리콘, 게르마늄, 스트레인드 게르마늄, 실리콘 게르마늄 및 실리콘 카바이드 중 적어도 하나일 수 있다.
Here, the step of forming the second semiconductor layer and the step of forming the first and third semiconductor layers include at least one of ion implantation, epitaxial growth and selective epitaxial growth, and the epitaxial growth and the epitaxial growth The selective epitaxial growth material may be at least one of silicon, strained silicon, germanium, strained germanium, silicon germanium, and silicon carbide.

본 발명에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 순방향 전압 인가 시에만 구동하고, 역방향 전압 인가 시에는 구동하지 않는 일방향성을 가지는 이점이 있다.The asymmetric two-terminal bi-lister device according to the present invention has an advantage of being unidirectionally driven only when a forward voltage is applied and is not driven when a backward voltage is applied.

또한, 게이트 및 게이트 절연막이 없는 구조를 통해 소자의 열화를 원천적으로 차단하여 높은 신뢰성 및 내구성을 가지는 이점이 있다. In addition, there is an advantage that the deterioration of the device is originally cut off through the structure having no gate and gate insulating film, thereby providing high reliability and durability.

또한, 소자 자체의 비대칭 동작 특성을 통해 다이오드(diode) 또는 트랜지스터(transistor)를 추가하지 않아도 크로스바 배열 구성이 가능한 이점이 있다.In addition, there is an advantage that a crossbar arrangement can be formed without adding a diode or a transistor through the asymmetric operation characteristics of the device itself.

또한, 2-단자 메모리 소자의 배열 구성시 발생하는 인접 셀을 통한 누설전류(leakage current)문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.
In addition, there is an advantage of solving the problem of leakage current through the adjacent cells occurring in the arrangement of the two-terminal memory elements.

도 1은 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 도시한다.
도 2a 내지 도 2e는 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제작하는 과정을 도시한다.
도 3은 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 배열구성도이다.
도 4는 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 도시한다.
도 5a 내지 도 5d는 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제작하는 과정을 도시한다.
도 6은 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 입체도이다.
도 7은 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 전류-전압 그래프이다.
도 8은 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 메모리 동작을 보여주는 전류-시간 그래프이다.
도 9는 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 신뢰성 및 내구성을 보여주는 전류-메모리 동작 반복 특성 그래프이다.
Fig. 1 shows an asymmetric two-terminal bister element according to the first embodiment.
2A to 2E illustrate a process for manufacturing an asymmetric two-terminal bister device according to the first embodiment.
3 is an arrangement view of an asymmetric two-terminal bi-splicer device according to the first embodiment.
Fig. 4 shows an asymmetric two-terminal bister element according to the second embodiment.
5A to 5D illustrate a process for manufacturing an asymmetric two-terminal bister device according to the second embodiment.
6 is a three-dimensional view of an asymmetric two-terminal biistor device according to the second embodiment.
FIG. 7 is a current-voltage graph of an asymmetric two-terminal biistor device according to the first and second embodiments.
8 is a current-time graph showing the memory operation of the asymmetric 2-terminal bi-raster device according to the first and second embodiments.
9 is a graph of a current-memory operation repetition characteristic showing the reliability and durability of the asymmetric two-terminal bi-splice device according to the first and second embodiments.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of embodiments according to the present invention, it is to be understood that where an element is described as being formed "on or under" another element, On or under includes both the two elements being directly in direct contact with each other or one or more other elements being indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 설명한다.
Hereinafter, an asymmetric two-terminal bister device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<제1실시 예>&Lt; Embodiment 1 >

도 1은 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자이다. 도 1을 참조하면, 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 기판(100), 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103), 절연층(200) 및 제1 및 제2전도층(301, 302)을 포함할 수 있다.1 is an asymmetric two-terminal bi-ristor device according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, an asymmetric 2-terminal bister device according to a first embodiment includes a substrate 100, first to third semiconductor layers 101, 102 and 103, an insulating layer 200, 2 conductive layers 301 and 302, respectively.

구체적으로, 기판(100)은 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer), 스트레인드 실리콘 웨이퍼 (Strained Silicon wafer), 게르마늄 웨이퍼(Germanium wafer), 스트레인드 게르마늄 웨이퍼(Strained Germanium wafer), 실리콘 게르마늄 웨이퍼(Silicon germanium wafer), 절연층 매몰 실리콘(Silicon on Insulator, SOI) 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 실리콘(Strained Silicon on Insulator, SSOI) 웨이퍼, 절연층 매몰 게르마늄 (Germanium on Insulator, GOI) 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 게르마늄 (Strained Germanium on Insulator, SGOI) 웨이퍼 및 절연층 매몰 실리콘 게르마늄 (Silicon Germanium on Insulator) 중 적어도 하나를 포함한다.Specifically, the substrate 100 may be a silicon wafer, a strained silicon wafer, a germanium wafer, a strained germanium wafer, a silicon germanium wafer, , Silicon on Insulator (SOI) wafers, Strained Silicon on Insulator (SSOI) wafers, Germanium on Insulator (GOI) wafers, Insulating layer embedded strained germanium A strained Germanium on Insulator (SGOI) wafer, and a Silicon Germanium on Insulator.

제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)은 기판 상에 층층이 쌓일 수 있다. 자세하게는 기판 상에 가로로 긴 모양의 제1부분과 세로로 돌출된 제2부분이 형성된 제1반도체 층(101)이 배치되고, 제1반도체 층(101)의 제2부분의 돌출부 상에 제2반도체 층(102)이 배치되고, 제2반도체 층 상(102)에 제3반도체 층(103)이 배치될 수 있다. 또한 제1반도체 층(101)과 제2반도체 층(102)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2반도체 층(102)과 제3반도체 층(103)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)은 활성 반도체 영역이다.The first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 may be stacked on the substrate. In detail, a first semiconductor layer 101 having a laterally elongated first portion and a vertically protruded second portion is disposed on a substrate, and a first semiconductor layer 101 is formed on the protruding portion of the second portion of the first semiconductor layer 101 A second semiconductor layer 102 may be disposed on the second semiconductor layer 102, and a third semiconductor layer 103 may be disposed on the second semiconductor layer 102. The first semiconductor layer 101 and the second semiconductor layer 102 may be electrically connected to each other. In addition, the second semiconductor layer 102 and the third semiconductor layer 103 may be electrically connected to each other. Here, the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 are active semiconductor regions.

제1 및 제3반도체 층(101, 103)은 N형 반도체 층일 수 있다. 또한, 제2반도체 층(102)은 P형 반도체 층일 수 있다. 여기서, 제2반도체 층(102)은 이온주입의 가속 에너지 및 불순물의 양(dose)을 다르게 하여 생성된 서로 구분되는 제1불순물 영역의 P+형 반도체 영역 및 제2불순물 영역의 P0형 반도체 영역을 포함할 수 있다. 여기서, P+형 반도체 영역의 불순물 농도는 P0형 반도체 영역의 불순물 농도보다 크다. 또한, 제1실시 예에서는 제1 및 제3반도체 층(101, 103)이 N형 반도체 층으로 도시되었지만 이에 한정되지 않고, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)이 P형 반도체 층일 수 있다. 이때는, 제2반도체 층(102)은 제1불순물 영역의 N+형 반도체 영역 및 제2불순물 영역의 N0형 반도체 영역을 포함할 수 있다. 또한, 제1실시 예에서는 제2반도체 층(102)에서 P+형 반도체 영역이 P0형 반도체 영역 상에 도시 되었지만, 이에 한정되지 않고, 제2반도체 층(102)은 P0형 반도체 영역이 P+형 반도체 영역 상에 형성될 수 있다.The first and third semiconductor layers 101 and 103 may be an N-type semiconductor layer. The second semiconductor layer 102 may be a P-type semiconductor layer. Here, the second semiconductor layer 102 is ion-implanted in the acceleration energy and the first impurity region which is the amount (dose), otherwise a distinct generated by the impurities P + type semiconductor region and a second impurity region of the P 0 type semiconductor Region. &Lt; / RTI &gt; Here, the impurity concentration of the P + type semiconductor region is larger than the impurity concentration of the P 0 type semiconductor region. Although the first and third semiconductor layers 101 and 103 are shown as the N-type semiconductor layer in the first embodiment, the first and third semiconductor layers 101 and 103 are not P-type semiconductor layers have. At this time, the second semiconductor layer 102 may include an N + type semiconductor region of the first impurity region and an N 0 type semiconductor region of the second impurity region. Although the P + type semiconductor region in the second semiconductor layer 102 is shown on the P 0 type semiconductor region in the first embodiment, the second semiconductor layer 102 is not limited to the P 0 type semiconductor region, And may be formed on the P + type semiconductor region.

제1 및 제2전도층(301, 302)은 외부에서 인가되는 전기 신호를 전달하는 층이다. 제1전도층(301)은 제1반도체 층(101)의 제1부분의 일면과 전기적으로 연결되고, 제2전도층(302)은 제3반도체 층(103) 상에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2반도체 층(102)은 제1 및 제2전도층(301, 302)과 전기적으로 연결되지 않기 때문에 전기적으로 부유(floting)된 상태일 수 있다.The first and second conductive layers 301 and 302 are layers for transmitting external electrical signals. The first conductive layer 301 is electrically connected to one surface of the first portion of the first semiconductor layer 101 and the second conductive layer 302 is electrically connected to the third semiconductor layer 103. In addition, the second semiconductor layer 102 may not be electrically connected to the first and second conductive layers 301 and 302 and may be electrically flotated.

절연층(200)은 활성 반도체 영역인 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 보호하기 위해 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103) 및 제1및 제2전도층(301, 302) 사이에 채워진다. 여기서, 절연층(200)은 고체인 산화막(Oxide) 및 질화막(Nitride)이거나 액체(liquid) 및 기체(gas)중 하나일 수 있다.
The insulating layer 200 includes first to third semiconductor layers 101, 102, 103 and first and second conductive layers 101, 102, 103 for protecting the first to third semiconductor layers 101, 102, (301, 302). Here, the insulating layer 200 may be an oxide, a nitride, a solid, or a liquid or a gas.

도 2a 내지 도 2e는 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제작하는 과정을 도시한다. 이하에서는 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법을 순차적으로 설명한다.2A to 2E illustrate a process for manufacturing an asymmetric two-terminal bister device according to the first embodiment. Hereinafter, a method of fabricating the asymmetric 2-terminal bister device according to the first embodiment will be sequentially described with reference to FIGS. 2A to 2E. FIG.

도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 N형-(P+-P0)형-N형 반도체 층으로 형성하기 위한 이온주입(400)을 실시한다. 이온주입(400)은 반도체 결정에 불순물 원자를 도입하여 필요한 저항률을 얻는 방법의 일종으로, 불순물 원자를 이온화하여 고전압에 의한 고속 가속기에 의해 고속으로 반도체 결정 표면에 주입하는 방법이다. 먼저, 이온주입(400)을 통해 제1반도체 층(101)을 형성한 후, 제2반도체 층(102)을 제1반도체 층(101) 상에 형성한다. 이때, 이온주입의 가속 에너지 및 불순물의 양을 조절하여 서로 구분되는 (P+-P0)형 반도체 층을 형성할 수 있다. 구체적으로, 이온주입을 특정 위치에 하면 그 특정위치가 P+가 되고 그 주변이 P0가 될 수 있다. 또한, 두 군대 이상에 서로 다른 불순물의 농도로 이온 주입을 하여 P+와 P0를 형성할 수 있다. 계속적으로, 제3반도체 층(103)을 제2반도체 층(102) 상에 형성한다. 또한, 이온주입을 실시한 후 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 열처리(thermal annealing)하는 단계를 추가하면 주입된 불순물을 활성화하고 주입된 불순물의 분포를 원하는 형태로 조절할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 형성하는 또 다른 방법은 에피택셜 성장(epitaxial growth) 또는 선택적 에피택셜 성장(selective epitaxial growth) 등의 방법일 수 있다. 여기서 에피택셜 성장은 반도체 제작기술의 하나로 기판(100) 표면에 방향성을 정한 결정을 성장시키는 기술이다. 또한, 에피택셜 성장 또는 선택적 에피택셜 성장 물질은 실리콘, 스트레인드 실리콘, 게르마늄, 스트레인드 게르마늄, 실리콘 게르마늄 및 실리콘 카바이드 중 적어도 하나일 수 있다.On a substrate 100, as shown in Figure 2a of the first to third semiconductor layers (101, 102, 103), the N-type - (P + -P 0) ion for forming the mold type semiconductor layer -N An injection 400 is performed. The ion implantation 400 is a method of introducing impurity atoms into a semiconductor crystal to obtain necessary resistivity. The ion implantation 400 ionizes impurity atoms and injects the impurities into the semiconductor crystal surface at a high speed by a high-speed accelerator. First, a first semiconductor layer 101 is formed through an ion implantation 400, and then a second semiconductor layer 102 is formed on a first semiconductor layer 101. At this time, the (P + -P 0 ) -type semiconductor layer can be formed by controlling the acceleration energy of the ion implantation and the amount of the impurity. Specifically, when the ion implantation is performed at a specific position, the specific position becomes P + and the periphery thereof becomes P 0 . In addition, P + and P 0 can be formed by ion implantation at a concentration of two or more different impurities. Subsequently, the third semiconductor layer 103 is formed on the second semiconductor layer 102. Further, by adding a step of thermal annealing the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 after the ion implantation, the implanted impurities can be activated and the distribution of the implanted impurities can be controlled to a desired shape . Here, another method of forming the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 may be a method such as epitaxial growth or selective epitaxial growth. Here, epitaxial growth is a technology for growing crystals oriented on a surface of a substrate 100 as one of semiconductor manufacturing techniques. In addition, the epitaxial growth or selective epitaxial growth material may be at least one of silicon, strained silicon, germanium, strained germanium, silicon germanium and silicon carbide.

제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 형성하는 물질은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe) 및 실리콘 카바이드(SiC) 등 일 수 있다. 또한, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)은 N형-P형-N형 접합일 때, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)의 물질의 밸런스 밴드(valance band) 에너지는 제2반도체 층(102)의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 낮으면 유리하고, 제1 및 제2반도체 층(101, 103)의 물질의 컨덕션 밴드(conduction band) 에너지는 제2반도체 층(102)의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 낮으면 이용하면 유리하다. 또한, 컨덕션 밴드 에너지와 밸런스 밴드 에너지의 차인 에너지 갭(energy gap)은 제1 및 제3반도체 층(101, 103)이 제2반도체 층(102)보다 클수록 유리하기 때문에, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)의 물질의 에너지 갭은 제2반도체 층(102)의 물질의 에너지 갭보다 클 수 있다. 여기서, 밸런스 밴드(valance band)는 특정한 원자핵에 속박되어 있는 가전자가 차지하는 에너지대이다. 또한, 컨덕션 밴드(conduction band) 고체의 에너지 스팩트럼에서 전자가 자유로이 운동할 수 있는 상태에 있는 에너지대이다. 일반적으로, 밸런스 밴드의 에너지가 준위가 컨덕션 밴드의 에너지 준위보다 낮다.The materials forming the first to third semiconductor layers 101, 102 and 103 may be silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), silicon carbide (SiC) The first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 have a valance band of the material of the first and third semiconductor layers 101 and 103 when the N type-P type N type junction, Energy is advantageous if it is lower than the balance band energy of the material of the second semiconductor layer 102 and the conduction band energy of the material of the first and second semiconductor layers 101 and 103 is lower than that of the second semiconductor layer 102) is lower than the conduction band energy of the material of the second electrode (102). In addition, since the energy gap, which is the difference between the conduction band energy and the balance band energy, is larger as the first and third semiconductor layers 101 and 103 are larger than the second semiconductor layer 102, The energy gap of the material of the semiconductor layers 101 and 103 may be larger than the energy gap of the material of the second semiconductor layer 102. [ Here, the valence band is the energy band occupied by the electrons bound to a specific nucleus. It is also the energy band in which the electrons can move freely in the energy spectrum of the conduction band solids. Generally, the energy level of the balance band is lower than the energy level of the conduction band.

이와 같이, 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이고, 제2반도체 층이 P형 반도체 층일 때, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)이 제2반도체 층(102)보다 밸런스 밴드 에너지가 낮고, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)이 제2반도체 층(102)보다 컨덕션 밴드 에너지가 낮고, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)이 제2반도체 층(102)보다 에너지 갭이 큰 물질을 사용한 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 메모리로서의 기능이 향상된다. 즉, 전자의 주입효율을 높일 수 있기 때문에 높은 전류 값을 얻을 수 있고, 제2반도체 층(102)에 저장된 여분의 정공들이 제1 및 제3반도체 층(101, 103)의 높은 정공 장벽 때문에 전하 유지시간을 연장하여 데이터 유지시간을 늘릴 수 있다. 또한, 여분의 전공들을 형성하는 충돌 이온화(impact ionization)에 요구되는 전압이 낮아지고, 여분의 정공들에 대한 전류 이득이 증가하기 때문에 메모리 구동에 필요한 전압이 감소하여 저전력 구동이 가능할 수 있다. 여기서, 충돌 이온화(impact ionization)는 기체나 증기의 원자 또는 분자가 다른 입자와 맞부딪쳐서 전기를 띤 원자 또는 원자단으로 변화하는 일이다.Thus, when the first and third semiconductor layers are the N-type semiconductor layer and the second semiconductor layer is the P-type semiconductor layer, the first and third semiconductor layers 101 and 103 are more balanced than the second semiconductor layer 102 Band energy is lower and the first and third semiconductor layers 101 and 103 are lower in conduction band energy than the second semiconductor layer 102 and the first and third semiconductor layers 101 and 103 are lower in energy than the second semiconductor layer 102. [ Terminal bi-lister device according to the first embodiment using a material having a larger energy gap than that of the asymmetric two-terminal bister device 102 improves its function as a memory. That is, a high current value can be obtained because the injection efficiency of electrons can be increased, and the extra holes stored in the second semiconductor layer 102 are electrically charged by the high hole barrier of the first and third semiconductor layers 101 and 103 The data retention time can be extended by extending the retention time. In addition, since a voltage required for impact ionization forming extra majors is lowered and a current gain for extra holes is increased, a voltage required for memory driving is reduced and low-power driving can be possible. Here, impact ionization is one in which atoms or molecules of a gas or vapor strike against other particles and turn into an electrically charged atom or atomic group.

도 2b에 도시된 바와 같이, 수직한 소자 구조를 형성하기 위한 식각공정을 실시한다. 이때, 활성 반도체 영역이 식각되지 않고 보호되기 위해서 식각용 하드마스크(500)를 형성한 뒤 도 2c에 도시된 바와 같이, 식각공정을 실시한다. 식각공정은 제1반도체 층(101)의 일부까지 식각하게 되는데 제1반도체 층(101)의 일부는 도 1에서 설명한 제1반도체 층(101)의 제1부분까지 일 수 있다. 또한, 시각공정을 하면 식각용 하드마스크(500)가 형성된 곳은 식각되지 않는다. 식각공정 이후, 식각용 하드마스크(500)를 제거한다. 여기서, 식각용 하드마스크(500)는 각광막(Photo resist), 산화막(Oxide), 질화막(Nitride) 등 실리콘에 대한 식각 선택비를 가지는 물질일 수 있다.As shown in FIG. 2B, an etching process is performed to form a vertical device structure. At this time, in order to protect the active semiconductor region from being etched, an etching hard mask 500 is formed and an etching process is performed as shown in FIG. 2C. The etching process is performed until a portion of the first semiconductor layer 101 is etched. A part of the first semiconductor layer 101 may extend to the first portion of the first semiconductor layer 101 described in FIG. Further, when the visual processing is performed, the portion where the hard mask 500 for etching is formed is not etched. After the etching process, the etching hard mask 500 is removed. Here, the hard mask 500 for etching may be a material having an etch selectivity to silicon, such as a photoresist, an oxide, or a nitride.

도 2d에 도시된 바와 같이, 수직형 구조 형성을 위한 식각 단계 이후, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 보호하기 위한 절연층(200)을 형성한다. 구체적으로, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)의 상면 및 측면을 둘러싸는 형상일 수 있다. 여기서, 절연층(200)은 전도층(301, 302)과 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 전기적으로 분리시키는 고체, 액체, 기체 중 어느 하나일 수 있다.As shown in FIG. 2D, an insulating layer 200 for protecting the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 is formed after an etching step for forming a vertical structure. Specifically, it may be a shape which surrounds the upper surface and side surfaces of the first to third semiconductor layers 101, 102 and 103. Here, the insulating layer 200 may be any one of solid, liquid, and gas that electrically isolates the conductive layers 301 and 302 from the first, second, and third semiconductor layers 101, 102, and 103.

도 2e에 도시된 바와 같이, 절연층(200) 형성 이후, 외부에서 인가되는 전기 신호를 전달하는 전도층(301, 302)을 형성한다. 수직 구조의 활성 반도체 영역의 하단 영역인 제1반도체 층(101)은 제1전도층(301)과 연결되어 하나의 단자를 형성한다. 구체적으로, 도 1에서 설명한 제1반도체 층(101)의 제1부분과 연결된다. 또한, 수직 구조의 활성 반도체 영역의 상단 영역인 제3반도체 층(103)은 제2전도층(302)와 연결되어 또 다른 하나의 단자를 형성한다. 또한, 제2반도체 층(102)은 제1 및 제2전도층(301, 302)와 전기적으로 연결되지 않으며, 전기적으로 부유(floating)된 특징을 가진다. 여기서, 제3반도체 층(103)과 제2전도층(302) 사이에는 컨택 랜딩패드(contact landing pad, 미도시)가 형성될 수 있다. 컨택 랜딩패드(contact landing pad)는 금속층, 비정질 실리콘층, 에피택셜 성장층 중에서 어느 하나일 수 있다.As shown in FIG. 2E, after the insulating layer 200 is formed, conductive layers 301 and 302 for transmitting an external electric signal are formed. The first semiconductor layer 101, which is the bottom region of the active semiconductor region of the vertical structure, is connected to the first conductive layer 301 to form one terminal. Specifically, it is connected to the first portion of the first semiconductor layer 101 described in Fig. In addition, the third semiconductor layer 103, which is the upper region of the active semiconductor region in the vertical structure, is connected to the second conductive layer 302 to form another terminal. In addition, the second semiconductor layer 102 is not electrically connected to the first and second conductive layers 301 and 302, and is electrically floating. Here, a contact landing pad (not shown) may be formed between the third semiconductor layer 103 and the second conductive layer 302. The contact landing pad may be a metal layer, an amorphous silicon layer, or an epitaxially grown layer.

도 2a 내지 도 2e단계에서는 N형-(P+-P0)형-N형 반도체 접합구조를 갖는 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법을 설명하였지만, 불순물의 이온주입 에너지에 따라 비대칭 구조의 제2반도체 층(102)은 P(P+-P0)형 반도체 층뿐만 아니라 P(P0-P+)형 반도체 층으로 제작될 수 있다. In the steps of FIGS. 2A to 2E, a method of manufacturing an asymmetric 2-terminal bister device having an N-type (P + -P 0 ) -type semiconductor junction structure has been described. However, according to the ion implantation energy of impurities, The second semiconductor layer 102 may be formed of a P (P 0 -P + ) -type semiconductor layer as well as a P (P + -P 0 ) -type semiconductor layer.

또한, 제작 순서에 따라 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)이 P형-N(N+-N0)형-P형 반도체 접합구조 및 P형-N(N0-N+)형-P형 반도체 접합구조로 제작될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)이 P형-N형-P형 반도체 접합구조를 갖는 비대칭 2-단자 바이리스터 일 때는, 2개의 P형 반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 N형 반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 높고, 2개의 P형 반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 N형 반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 높고, 2개의 P형 반도체 층의 물질의 에너지 갭은 N형 반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 클 수 있다.Further, in accordance with the manufacturing sequence of the first to third semiconductor layers 101, 102 and 103 are P-type -N (N + -N 0) -P-type semiconductor junction structure and a P-type -N (N 0 -N + ) -Type semiconductor junction structure. Here, when the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 are asymmetric 2-terminal bisters having a P-type-N-type semiconductor junction structure, the balance band of the material of the two P- Energy is higher than the balance band energy of the material of the N-type semiconductor layer, and the conduction band energy of the material of the two P-type semiconductor layers is higher than the conduction band energy of the material of the N-type semiconductor layer, The energy gap of the material may be greater than the energy gap of the material of the N-type semiconductor layer.

도 3은 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 배열구성도이다.3 is an arrangement view of an asymmetric two-terminal bi-splicer device according to the first embodiment.

도 3을 참조하면, 제1실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 하나의 전도층(301)에 다수의 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)이 전기적으로 연결된다.
Referring to FIG. 3, a plurality of first to third semiconductor layers 101, 102 and 103 are electrically connected to one conductive layer 301 in the asymmetric two-terminal bister element according to the first embodiment.

<제2실시 예>&Lt; Embodiment 2 >

도 4는 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 도시한다.Fig. 4 shows an asymmetric two-terminal bister element according to the second embodiment.

제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 구성하는 구성요소들 중, 제 1실시 예와 동일한 구성요소는 동일한 도면번호를 사용하였다. 이하에서는, 제1실시 예와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.Among the constituent elements constituting the asymmetric two-terminal bi-ristor element according to the second embodiment, the same constituent elements as those of the first embodiment use the same reference numerals. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.

도 4를 참조하면, 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 기판(100’), 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103), 절연층(200) 및 제1 및 제2 전도층(301, 302)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the asymmetric 2-terminal bi-ristor device according to the second embodiment includes a substrate 100 ', first to third semiconductor layers 101, 102 and 103, an insulating layer 200, And may include a second conductive layer 301, 302.

구체적으로 기판(100’)은 절연층 매몰 실리콘(Silicon on Insulator, SOI) 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 실리콘(Strained Silicon on Insulator, SSOI) 웨이퍼, 절연층 매몰 게르마늄 (Germanium on Insulator, GOI) 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 게르마늄 (Strained Germanium on Insulator, SGOI) 웨이퍼 및 절연층 매몰 실리콘 게르마늄 (Silicon Germanium on Insulator) 중 적어도 하나를 포함한다.Specifically, the substrate 100 'may be a silicon on insulator (SOI) wafer, a strained silicon on insulator (SSOI) wafer, a germanium on insulator (GOI) wafer, A strained germanium on insulator (SGOI) wafer, and a silicon germanium on insulator.

제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)은 기판(100’) 상에 가로방향으로 나란히 배치될 수 있다. 자세하게는 기판(100’) 상에 제1반도체 층(101)이 배치되고 제1반도체 층(101)과 이격되게 제3반도체 층(103)이 배치되고, 제1반도체 층(101)과 제3반도체 층(103) 사이에 제2반도체 층(102)이 배치될 수 있다. 또한 제1반도체 층(101)과 제2반도체 층(102)은 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2반도체 층(102)과 제3반도체 층(103)은 전기적으로 연결될 수 있다.The first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 may be arranged side by side on the substrate 100 '. More specifically, the first semiconductor layer 101 is disposed on the substrate 100 ', the third semiconductor layer 103 is disposed so as to be spaced apart from the first semiconductor layer 101, and the first semiconductor layer 101 and the third semiconductor layer 101 The second semiconductor layer 102 may be disposed between the semiconductor layers 103. [ The first semiconductor layer 101 and the second semiconductor layer 102 may be electrically connected. Also, the second semiconductor layer 102 and the third semiconductor layer 103 may be electrically connected.

제1 및 제2전도층(301, 302)은 외부에서 인가되는 전기 신호를 전달하는 층이다. 제1전도층(301)은 제1반도체 층(101) 상에 배치되어 전기적으로 연결된다. 또한 제2전도층(302)은 제3반도체 층(103) 상에 배치되어 전기적으로 연결된다. 또한 제2반도체 층(102)은 제1 및 제2전도층(301, 302)과 전기적으로 연결되지 않기 때문에 전기적으로 부유된 상태일 수 있다.
The first and second conductive layers 301 and 302 are layers for transmitting external electrical signals. The first conductive layer 301 is disposed on and electrically connected to the first semiconductor layer 101. And the second conductive layer 302 is disposed on and electrically connected to the third semiconductor layer 103. In addition, the second semiconductor layer 102 may not be electrically connected to the first and second conductive layers 301 and 302 and may be in an electrically floating state.

도 5a 내지 도 5e는 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 제작하는 과정을 도시한다. 이하에서는 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법을 순차적으로 설명한다.5A to 5E illustrate a process for manufacturing an asymmetric two-terminal bister device according to the second embodiment. Hereinafter, a method of fabricating the asymmetric 2-terminal bister device according to the second embodiment will be sequentially described with reference to FIGS. 5A to 5E.

도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(100’) 상에 제2반도체 층(102)을 형성한다. 이때, 이온주입의 가속 에너지 및 불순물의 양을 조절하여 서로 구분되는 (P+-P0)형 반도체 층을 형성할 수 있다. 그 후 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)을 형성한다. 또한, 이온주입을 실시한 후 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 열처리(thermal annealing)하는 단계를 추가하면 주입된 불순물을 활성화하고 주입된 불순물의 분포를 원하는 형태로 조절할 수 있다. 여기서, 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 과정에서는 이온주입(400) 단계에서 이온주입용 하드마스크(700)를 이용하여 이온주입이 필요하지 않는 반도체 층을 이온주입으로부터 차단함으로써 수평한 N형-P(P+-P0)형-N형 반도체 층을 형성하는 방법 외에도 에피택셜 성장 또는 선택적 에피택셜 성장 방법(selective epitaxial growth)을 이용하여 형성할 수 있다.As shown in FIG. 5A, a second semiconductor layer 102 is formed on a substrate 100 '. At this time, the (P + -P 0 ) -type semiconductor layer can be formed by controlling the acceleration energy of the ion implantation and the amount of the impurity. Then, as shown in FIG. 5B, the first and third semiconductor layers 101 and 103 are formed. Further, by adding a step of thermal annealing the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 after the ion implantation, the implanted impurities can be activated and the distribution of the implanted impurities can be controlled to a desired shape . In the fabrication of the asymmetric 2-terminal bisterstore device according to the second embodiment, the semiconductor layer which does not require ion implantation is shielded from ion implantation by using the hard mask 700 for ion implantation in the ion implantation 400 (P + -P 0 ) -type N-type semiconductor layer may be formed by epitaxial growth or selective epitaxial growth.

제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 형성하는 물질은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe) 및 실리콘 카바이드(SiC) 등 일 수 있다. 또한, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)은 N형-P형-N형 접합일 때, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)의 물질의 밸런스 밴드(valance band) 에너지는 제2반도체 층(102)의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 낮으면 유리하고, 제1 및 제2반도체 층(101, 103)의 물질의 컨덕션 밴드(conduction band) 에너지는 제2반도체 층(102)의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 낮으면 이용하면 유리하다. 또한, 컨덕션 밴드 에너지와 밸런스 밴드 에너지의 차인 에너지 갭(energy gap)은 제1 및 제3반도체 층(101, 103)이 제2반도체 층(102)보다 클수록 유리하기 때문에, 제1 및 제3반도체 층(101, 103)의 물질의 에너지 갭은 제2반도체 층(102)의 물질의 에너지 갭보다 클 수 있다.The materials forming the first to third semiconductor layers 101, 102 and 103 may be silicon (Si), germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), silicon carbide (SiC) The first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 have a valance band of the material of the first and third semiconductor layers 101 and 103 when the N type-P type N type junction, Energy is advantageous if it is lower than the balance band energy of the material of the second semiconductor layer 102 and the conduction band energy of the material of the first and second semiconductor layers 101 and 103 is lower than that of the second semiconductor layer 102) is lower than the conduction band energy of the material of the second electrode (102). In addition, since the energy gap, which is the difference between the conduction band energy and the balance band energy, is larger as the first and third semiconductor layers 101 and 103 are larger than the second semiconductor layer 102, The energy gap of the material of the semiconductor layers 101 and 103 may be larger than the energy gap of the material of the second semiconductor layer 102. [

도 5c에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 보호하기 위한 절연층(200)을 형성한다. 여기서, 절연층(200)은 전도층(301, 302)과 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)을 전기적으로 분리시키는 고체, 액체, 기체 중 어느 하나일 수 있다.As shown in FIG. 5C, an insulating layer 200 for protecting the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 is formed. Here, the insulating layer 200 may be any one of solid, liquid, and gas that electrically isolates the conductive layers 301 and 302 from the first, second, and third semiconductor layers 101, 102, and 103.

도 5d에 도시된 바와 같이, 절연층(200) 형성 이후, 외부에서 인가되는 전기 신호를 전달하는 전도층(301, 302)을 형성한다. 제1반도체 층(101)은 제1전도층(301)과 연결되어 하나의 단자를 형성하고, 제3반도체 층(103)은 제2전도층(302)와 연결되어 또 다른 하나의 단자를 형성한다. 또한, 제2반도체 층(102)은 제1 및 제2전도층(301, 302)와 전기적으로 연결되지 않으며, 전기적으로 부유(floating)된 특징을 가진다.5D, after the formation of the insulating layer 200, the conductive layers 301 and 302 for transmitting an external electric signal are formed. The first semiconductor layer 101 is connected to the first conductive layer 301 to form one terminal and the third semiconductor layer 103 is connected to the second conductive layer 302 to form another terminal do. In addition, the second semiconductor layer 102 is not electrically connected to the first and second conductive layers 301 and 302, and is electrically floating.

도 5a 내지 도 5d단계에서는 N형-(P+-P0)형-N형 반도체 접합구조를 갖는 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법을 설명하였지만, 불순물의 이온주입 에너지에 따라 비대칭 구조의 제2반도체 층(102)은 P0-P+형 반도체 층으로 제작될 수 있다. 또한, 제작 순서에 따라 P형-N(N+-N0)형-P형 반도체 접합구조 및 P형-N(N0-N+)형-P형 반도체 접합구조로 제작될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3반도체 층(102)이 P형-N형-P형 반도체 접합구조를 갖는 비대칭 2-단자 바이리스터 일 때는, 5A to 5D, a method of fabricating an asymmetric 2-terminal bister device having an N-type (P + -P 0 ) -type semiconductor junction structure has been described. However, the asymmetric structure The second semiconductor layer 102 may be made of a P 0 -P + type semiconductor layer. In addition, it can be manufactured in a p-type semiconductor junction structure of a p-type -N (N + -N 0 ) type and a p-type semiconductor junction structure of a p-type -N (N 0 -N + ) type. Here, when the first to third semiconductor layers 102 are asymmetric two-terminal bisters having a p-type-N-type-P-type semiconductor junction structure,

2개의 P형 반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 N형 반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 높고, 2개의 P형 반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 N형 반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 높고, 2개의 P형 반도체 층의 물질의 에너지 갭은 N형 반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 클 수 있다.
The balance band energy of the material of the two P-type semiconductor layers is higher than the balance band energy of the material of the N-type semiconductor layers, and the conduction band energy of the materials of the two P- Energy, and the energy gap of the material of the two P-type semiconductor layers may be larger than the energy gap of the material of the N-type semiconductor layer.

도 6은 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 입체도이다.6 is a three-dimensional view of an asymmetric two-terminal biistor device according to the second embodiment.

도 6을 참조하면, 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제2반도체 층(102)는 제1 및 제2전도층(301, 302)과 연결되지 않는다.
Referring to FIG. 6, the second semiconductor layer 102 of the asymmetric two-terminal bister element according to the second embodiment is not connected to the first and second conductive layers 301 and 302.

도 7은 도 7은 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 전류-전압 그래프다. 구체적으로, 도 7의 가로축은 전압이고, 세로축은 전류이다.FIG. 7 is a current-voltage graph of an asymmetric 2-terminal biistor device according to the first and second embodiments; FIG. Specifically, the horizontal axis in FIG. 7 is the voltage and the vertical axis is the current.

도 7을 참조하면, 두 단자 사이에 적절한 전압을 인가하면 오프 상태(off-state, 0)에서 전류가 급격히 증가하여 온 상태(on-state, 1)로 변경된다. 여기서, 전류의 급격한 증가는 (M-1)*β ≒ 1 의 조건을 만족할 때 발생한다. 또한, M은 증배율(multiplication factor)이며, β는 전류 이득(current gain)이다. Referring to FIG. 7, when a proper voltage is applied between two terminals, the current rapidly changes from off-state (0) to on-state (1). Here, the abrupt increase of the current occurs when the condition (M-1) *?? 1 is satisfied. Also, M is a multiplication factor and? Is a current gain.

제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자가 제2전도층에 전압을 인가하고 제1전도층을 접지시킨 순방향의 경우 메모리 구동에 필요한 이력현상(hysteresis) 전압-전류 그래프를 보여준다. 여기서, 이력현상(hysteresis)은 어떤 물리량이 그 때의 물리조건만으로는 일의적으로 결정되지 않고, 그 이전에 그 물질이 경과해 온 상태의 변화과정에 의존하는 현상이다. Terminal biistor element according to the first and second embodiments applies a voltage to the second conductive layer and grounds the first conductive layer to generate a hysteresis voltage-current graph necessary for driving the memory Show. Here, the hysteresis is a phenomenon in which a certain physical quantity is not determined solely by the physical condition at that time but depends on the change process of the state before the material is determined.

이와는 반대로 제1전도층에 전압을 인가하고 제2전도층을 접지시킨 역방향의 경우 인가된 전압에 무관하게 낮은 레벨의 전류인 오프 상태(off-state, 0)의 전류가 흐르며, 순방향에서 관찰할 수 있는 이력현상 전압-전류 그래프가 나타나지 않는다. 순방향의 경우 비대칭 P+-P0 구조에 의해 M 및 β의 값이 역방향에 비해 같은 전압 조건에서 높으며, 따라서 메모리 구동에 요구되는 최소 전압이 순방향의 경우 역방향에 비해 낮다. 이러한 순방향과 역방향의 동작 전압 차이를 이용하면 비대칭 P+-P0 구조를 통해 한 방향 만으로의 선택적 메모리 동작이 가능하다. On the other hand, in the reverse direction in which the voltage is applied to the first conductive layer and the second conductive layer is grounded, a low-level current (off-state, 0) flows regardless of the applied voltage. No hysteresis voltage-current graphs are shown. In the forward direction, the values of M and β are higher in the same voltage condition than in the reverse direction due to the asymmetric P + -P 0 structure, and therefore, the minimum voltage required for the memory driving is lower than the reverse voltage in the forward direction. Using this difference in forward and reverse operating voltages, selective memory operation in one direction is possible through the asymmetric P + -P 0 structure.

이와 같이, 실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자를 통해 순방향 전압 인가 시에만 구동하는, 즉 하나의 방향으로만 동작하는 비대칭 2-단자 바이리스터의 구현이 가능하다.
As described above, it is possible to implement an asymmetric two-terminal bi-lister which is driven only by applying a forward voltage through the asymmetric two-terminal bi-ristor device according to the embodiment, that is, operates only in one direction.

도 8은 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 메모리 동작을 보여주는 전류-시간 그래프다. 구체적으로, 가로축은 시간이고, 세로축은 전류이다.8 is a current-time graph showing the memory operation of the asymmetric two-terminal bi-splice device according to the first and second embodiments. Specifically, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current.

도 8을 참조하면, 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 쓰기 ‘1’ 동작을 통해 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 상태가 온 상태로 변하는 것을 알 수 있다. 또한, 쓰기 ‘0’ 동작을 통해 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 상태가 오프 상태로 변하는 것을 알 수 있다. 이것은, 전계(electric field)에 의해 제1반도체 층에서 주입된 전자가 제2반도체 층을 지나 제3반도체 층으로 이동하면서 제2반도체 층과 제3반도체 층 사이에 형성되는 높은 전계로 인해 충돌 이온화(impact ionization)를 일으키게 되고 이를 통해 전자와 정공 쌍을 생성한다. 여기서, 생성된 전자는 그대로 제3반도체 층으로 이동하지만, 정공의 경우 전기적으로 격리된 제2반도체 층에 축적된다. 이로 인해, 제1반도체 층과 제2반도체 층 사이의 높은 전위 장벽을 낮추게 되어 다수의 전자가 제1반도체 층에서 제2반도체 층으로 넘어올 수 있게 된다. 또한, 제2반도체 층으로 유입된 전자들은 다시 높은 전압이 인가된 제3반도체 층으로 이동한다. 높은 전압이 인가된 제3반도체 층으로 이동하는 전자들은 제2반도체 층과 제3반도체 층 사이에 형성된 전계에 의해 또다시 충돌 이온화를 일으켜 전자와 전공 쌍을 생성한다. 이때, 정공은 다시 제2반도체 층에 축적된다. 이러한 피드백 현상을 통해 지속적으로 발생하는 정공에 의해 제1반도체 층과 제2반도체 층 사이의 전위 장벽이 충분히 낮아지게 되어 제1반도체 층에서 제2반도체 층으로의 전자 유입이 용이해지며, 쓰기‘1’ 동작 이후 낮은 읽기 ‘1’ 동작의 전압에서도 많은 전류가 흐르게 된다. Referring to FIG. 8, it can be seen that the asymmetric 2-terminal biistor element according to the first and second embodiments changes the state of the asymmetric 2-terminal biistor element to the ON state through the write '1' operation. In addition, it can be seen that the state of the asymmetric 2-terminal bi-raster device changes to the OFF state through the write '0' operation. This is because the electrons injected from the first semiconductor layer by the electric field move to the third semiconductor layer through the second semiconductor layer, and the high electric field formed between the second semiconductor layer and the third semiconductor layer causes collisional ionization (impact ionization), thereby generating electron and hole pairs. Here, the generated electrons are directly transferred to the third semiconductor layer, but in the case of holes, they accumulate in the electrically isolated second semiconductor layer. This lowers the high potential barrier between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer so that a large number of electrons can pass from the first semiconductor layer to the second semiconductor layer. Further, the electrons flowing into the second semiconductor layer move again to the third semiconductor layer to which the high voltage is applied. Electrons moving to the third semiconductor layer to which a high voltage is applied cause impact ionization again by an electric field formed between the second semiconductor layer and the third semiconductor layer to generate electrons and electron pairs. At this time, holes are accumulated again in the second semiconductor layer. Due to the feedback phenomenon, the potential barrier between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is sufficiently lowered by the holes generated continuously, so that the electrons flow from the first semiconductor layer to the second semiconductor layer becomes easy, After 1 'operation, much current flows even at the voltage of low read' 1 'operation.

따라서 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 쓰기‘1’또는 쓰기 ‘0’ 동작을 통해 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 상태를 변화 시키고 그 상태를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 인가된 전압을 제거 하더라도 일시적으로 온 상태를 유지할 수 있다. 이는 전기적으로 부유된 제2반도체 층 내부에 존재하는 정공의 유무에 따라 결정되며, 일정시간 안에 다시 특정 값 이상의 전압을 인가하면 피드백 현상을 통해 이전의 전류 상태를 나타낼 수 있다. 여기서, 시간에 따라 감소하는 정공을 보충해주는 과정을 통해 메모리의 온 상태를 지속적으로 유지시킬 수 있으며, 정공을 보충하는 과정은 읽기 동작과 같다. 즉, 온 상태인 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 읽기 동작에 의해 충돌 이온화 현상이 발생하고 피드백 과정을 통해 지속적으로 정공이 생성되고 축적된다. 이에 반해, 오프 상태인 소자의 경우 읽기 동작만으로는 충돌 이온화 현상이 발생하지 않으므로 본래의 오프 상태를 유지한다. 쓰기‘1’ 동작을 통해 바뀐 메모리의 온 상태는 쓰기‘0’ 동작을 통해 메모리 오프 상태로 변경될 수 있다. 쓰기‘0’ 동작은 높게 인가된 전압을 감소시켜 추가적인 전자와 정공 쌍의 생성을 없애거나 제3반도체 층 영역에 음의 전압을 인가하여 제2반도체 층에 존재하는 여분의 정공을 제거함으로써 가능하다. 두 단자 사이에 인가된 전압을 특정 값 아래로 낮추게 되면 본래의 작은 값의 전류가 흐르게 된다. 이와는 별도로 빠른 메모리 동작을 위해서는 제3반도체 층에 음의 전압을 인가함으로써 가능하다.
Thus, the asymmetric 2-terminal bi-lister device according to the first and second embodiments not only can change the state of the asymmetric 2-terminal bi-lister device through the write '1' or write '0' , It is possible to maintain the ON state temporarily even when the applied voltage is removed. This is determined depending on the presence or absence of holes existing in the electrically floating second semiconductor layer, and if a voltage higher than a specific value is applied again within a predetermined time, the previous current state can be shown through feedback. Here, the ON state of the memory can be continuously maintained through the process of compensating the holes decreasing with time, and the process of replenishing the holes is the same as the reading operation. That is, the on-state asymmetric two-terminal bi-lister device generates a collision ionization phenomenon by the read operation, and holes are continuously generated and accumulated through the feedback process. On the other hand, in the case of the off-state device, the collision ionization phenomenon does not occur only by the read operation, and therefore, the off state is maintained. Write '1', the on state of the changed memory can be changed to the memory off state through the write '0' operation. A write '0' operation is possible by reducing the applied voltage to a high level to eliminate the formation of additional electrons and holes pairs or by applying a negative voltage to the third semiconductor layer region to remove the extra holes present in the second semiconductor layer . If the voltage applied between the two terminals is lowered below a certain value, the original small value current flows. Separately, for fast memory operation, it is possible to apply a negative voltage to the third semiconductor layer.

도 9는 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 신뢰성 및 내구성을 보여주는 전류-메모리 동작 반복 특성 그래프다. 구체적으로, 가로축은 메모리 동작 반복 횟수이고, 세로축은 전류이다.FIG. 9 is a graph of current-memory operation repetition characteristics showing the reliability and durability of the asymmetric two-terminal bi-ristor device according to the first and second embodiments. Specifically, the horizontal axis represents the number of repetitions of the memory operation and the vertical axis represents the current.

도 9를 참조하면, 3-단자 커패시터 없는 DRAM의 경우 메모리 동작 시 발생하는 게이트 절연막의 열화 현상에 의해 메모리 동작의 횟수가 증가함에 따라 메모리 상태를 구분 지어주는 서로 다른 온 상태와 오프 상태의 전류 차가 점차 감소한다. 결국, 게이트 절연막의 열화 현상이 심화되면서 메모리 상태 전류의 차가 급격하게 감소하게 되어 메모리 동작에 실패하게 된다.  Referring to FIG. 9, in the case of a three-terminal capacitorless DRAM, as the number of memory operations increases due to a deterioration phenomenon of a gate insulating film that occurs during a memory operation, different current states of on and off states Decrease gradually. As a result, the deterioration of the gate insulating film is intensified, and the difference in the memory-state current rapidly decreases, resulting in a failure in the memory operation.

반면에, 제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자인 게이트와 게이트 절연막이 없는 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 경우 반복적인 메모리 동작에도 안정적인 특성과 높은 신뢰도 및 내구성을 가질 수 있다. 아래의 아래의 표 1은 다양한 DRAM 소자의 특성을 비교한 결과이다.On the other hand, in the asymmetric two-terminal bi-lister device having no gate and gate insulating film according to the first and second embodiments, stable characteristics and high reliability and durability can be obtained even in repetitive memory operation have. Table 1 below shows the results of comparing characteristics of various DRAM devices.

1T/1C DRAM1T / 1C DRAM 1T-DRAM1T-DRAM ThyristorThyristor 비대칭 2-단자 바이리스터 소자Asymmetric two-terminal bi-lister element 구조rescue 1T + 1C1T + 1C 1T1T 1T1T 1R1R 제작 공정Manufacturing process 매우 복잡함Very complex 보통usually 복잡함complicacy 간단함Simple 면적area 8~6 F2 8 to 6 F 2 8~6 F2 8 to 6 F 2 8~6 F2 8 to 6 F 2 4 F2 4 F 2 신뢰성responsibility 매우 우수Very good 나쁨Poor 보통usually 매우 우수Very good

제1 및 제2실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 기존의 DRAM 기술 대비 매우 간단한 소자 구조 및 제작 공정을 장점으로 한다. 비대칭 소자 구조를 통해 부가적인 선택 스위치 소자 없이도 메모리 배열의 구성이 가능하며 이를 통해 높은 집적도를 가진다. 충돌 이온화 현상을 통한 쓰기 및 읽기 동작을 통해 빠른 속도의 메모리 동작이 가능하며 큰 메모리 상태 구분 전류(sensing current)의 확보가 가능하다. 뿐만 아니라, 게이트 및 게이트 절연막이 없는 구조를 통해 소자의 열화를 원천적으로 차단하여 높은 신뢰성 및 내구성을 가진다.
The asymmetric two-terminal bi-lister device according to the first and second embodiments advantageously has a very simple device structure and manufacturing process compared to the conventional DRAM technology. The asymmetric device structure allows the memory array to be configured without additional selection switch elements, thereby providing a high degree of integration. High speed memory operation is possible through write and read operation through collision ionization and large memory state sensing current can be secured. In addition, it has a high reliability and durability by blocking the deterioration of the device from the source through the structure having no gate and gate insulating film.

도 1 내지 도 9에 도시된 본 발명의 실시 예들에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 순방향 전압 인가 시에만 구동하고, 역방향 전압 인가 시에는 구동하지 않는 일방향성을 가질 수 있다.The asymmetric 2-terminal bi-splitter device according to the embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 to 9 may be driven only when a forward voltage is applied, and may have one direction that is not driven when a backward voltage is applied.

또한, 게이트 및 게이트 절연막이 없는 구조를 통해 소자의 열화를 원천적으로 차단하여 높은 신뢰성 및 내구성을 가질 수 있다. In addition, deterioration of the device is originally cut through the structure having no gate and gate insulating film, so that high reliability and durability can be obtained.

또한, 소자 자체의 비대칭 동작 특성을 통해 다이오드(diode) 또는 트랜지스터(transistor)를 추가하지 않아도 크로스바 배열 구성이 가능하며, 이를 통해 메모리 배열의 제작 공정이 간단해지며 집적도 향상이 용이하다.In addition, the asymmetric operation characteristic of the device itself allows a crossbar array configuration without adding a diode or a transistor, thereby simplifying the manufacturing process of the memory array and improving the integration degree.

또한, 제1 실시 예에 따른 비대칭 2-단자 바이리스터 소자는 기존 MOSFET 구조의 커패시터 없는 DRAM 소자의 게이트 절연막과 관련된 소자의 동작상의 열화를 원천적으로 차단하여 우수한 메모리 신뢰성과 내구성을 가진다. 또한, 제1 내지 제3반도체 층(101, 102, 103)이 수직한 구조이기 때문에, DRAM 메모리 단위 셀의 크기 또한 8F2에서 4F2로 낮출 수 있는 이점이 있다. 또한, 2-단자 메모리 소자의 배열(array) 구성 시 발생하는 인접 셀을 통한 누설전류(leakage current)문제를 제2반도체 층(102)을 이용하여 해결할 수 있다.
In addition, the asymmetric two-terminal bi-lister device according to the first embodiment originally blocks operation deterioration of the device related to the gate insulating film of the capacitorless DRAM device of the conventional MOSFET structure, and has excellent memory reliability and durability. In addition, since the first to third semiconductor layers 101, 102, and 103 are vertical structures, the size of the DRAM memory unit cell can also be reduced from 8F 2 to 4F 2 . In addition, a problem of leakage current through adjacent cells occurring in an array configuration of a two-terminal memory element can be solved by using the second semiconductor layer 102.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100, 100’: 기판 101: 제1반도체 층
102: 제2반도체 층 103: 제3반도체 층
200: 절연층 301, 302: 전도층
100, 100 ': substrate 101: first semiconductor layer
102: second semiconductor layer 103: third semiconductor layer
200: insulating layer 301, 302: conductive layer

Claims (22)

기판;
상기 기판 상에 형성된 제1반도체 층;
상기 제1반도체 층 상에 형성된 제2반도체 층;
상기 제2반도체 층 상에 형성된 제3반도체 층;
상기 제1반도체 층과 전기적으로 연결된 제1전도층; 및
상기 제3반도체 층과 전기적으로 연결된 제2전도층;을 포함하고,
상기 제2반도체 층은 제1불순물 영역과 제2불순물 영역을 갖고, 상기 제1불순물 영역의 농도는 상기 제2불순물 영역의 농도보다 큰, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
Board;
A first semiconductor layer formed on the substrate;
A second semiconductor layer formed on the first semiconductor layer;
A third semiconductor layer formed on the second semiconductor layer;
A first conductive layer electrically connected to the first semiconductor layer; And
And a second conductive layer electrically connected to the third semiconductor layer,
Wherein the second semiconductor layer has a first impurity region and a second impurity region, and the concentration of the first impurity region is larger than the concentration of the second impurity region.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3반도체 층과 상기 제1 및 제2전도층을 전기적으로 분리시키는 절연층을 더 포함하는, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
The method according to claim 1,
Further comprising an insulating layer for electrically separating said first to third semiconductor layers and said first and second conductive layers.
제1항에 있어서,
상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 스트레인드 실리콘 웨이퍼, 게르마늄 웨이퍼, 스트레인드 게르마늄 웨이퍼, 실리콘 게르마늄 웨이퍼, 절연층 매몰 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 게르마늄 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 게르마늄 웨이퍼 및 절연층 매몰 실리콘 게르마늄 중 적어도 하나인 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
The method according to claim 1,
The substrate may be a silicon wafer, a strained silicon wafer, a germanium wafer, a strained germanium wafer, a silicon germanium wafer, an insulating layer buried silicon wafer, an insulating layer buried strained silicon wafer, an insulating layer buried germanium wafer, an insulating layer buried strained germanium wafer And an insulating layer buried silicon germanium.
제1항에 있어서,
상기 제3반도체 층과 상기 제2전도층 사이에 형성된 컨택 랜딩패드 (contact landing pad)를 더 포함하고,
상기 컨택 랜딩패드는 금속층, 비정질 실리콘층 및 에피택셜 성장층 중 어느 하나인 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
The method according to claim 1,
And a contact landing pad formed between the third semiconductor layer and the second conductive layer,
Wherein the contact landing pad is one of a metal layer, an amorphous silicon layer, and an epitaxially grown layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이면,
상기 제2반도체 층은 P+-P0 형 반도체 층 또는 P0 -P+ 형 반도체 층인 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
The method according to claim 1,
If the first and third semiconductor layers are N-type semiconductor layers,
Wherein the second semiconductor layer is a P + -P 0 -type semiconductor layer or a P 0 -P + -type semiconductor layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이면,
상기 제2반도체 층은 N+-N0 형 반도체 층 또는 N0- N+ 형 반도체 층인 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
The method according to claim 1,
If the first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers,
Wherein the second semiconductor layer is an N + N 0 type semiconductor layer or a N 0 - N + type semiconductor layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 P형 반도체 층이고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 낮고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 낮고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 큰, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
The method according to claim 1,
The first and third semiconductor layers are an N-type semiconductor layer, the second semiconductor layer is a P-type semiconductor layer,
Wherein the balance band energy of the material of the first and third semiconductor layers is lower than the balance band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the conduction band energy of the material of the first and third semiconductor layers is lower than the conduction band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the energy gap of the material of the first and third semiconductor layers is greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 N형 반도체 층이고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 높고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 높고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 큰, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
The method according to claim 1,
The first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers, the second semiconductor layer is an N-type semiconductor layer,
Wherein the balance band energy of the material of the first and third semiconductor layers is higher than the balance band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the conduction band energy of the material of the first and third semiconductor layers is higher than the conduction band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the energy gap of the material of the first and third semiconductor layers is greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.
기판 상에 제1반도체 층, 제2반도체 층 및 제3반도체 층을 순서대로 형성하는 단계;
상기 제3반도체 층 상에 식각용 하드마스크를 형성하는 단계;
상기 제1반도체 층의 일부까지 식각공정을 하고, 상기 식각용 하드마스크를 제거하는 단계;
상기 제1 내지 제3반도체층 상에 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 제1반도체 층과 연결되는 제1전도층과 상기 제3반도체 층과 연결되는 제2전도층을 상기 절연층에 형성하는 단계;를 포함하는, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법.
Forming a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and a third semiconductor layer on a substrate in this order;
Forming an etching hard mask on the third semiconductor layer;
Performing an etching process to a portion of the first semiconductor layer, and removing the etching hard mask;
Forming an insulating layer on the first to third semiconductor layers; And
And forming a first conductive layer connected to the first semiconductor layer and a second conductive layer connected to the third semiconductor layer on the insulating layer.
제9항에 있어서,
상기 제1 내지 제3반도체 층을 열처리하는 단계를 더 포함하는, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법.
10. The method of claim 9,
Further comprising the step of heat treating the first to third semiconductor layers.
제9항에 있어서,
상기 제1반도체 층, 제2반도체 층 및 제3반도체 층을 순서대로 형성하는 단계는 이온주입, 에피택셜 성장 및 선택적 에피택셜 성장 중 적어도 하나의 방법을 포함하고,
상기 에피택셜 성장 또는 상기 선택적 에피택셜 성장 물질은, 실리콘, 스트레인드 실리콘, 게르마늄, 스트레인드 게르마늄, 실리콘 게르마늄 및 실리콘 카바이드 중 적어도 하나인, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the step of forming the first semiconductor layer, the second semiconductor layer and the third semiconductor layer in order includes at least one of ion implantation, epitaxial growth and selective epitaxial growth,
Wherein the epitaxial growth or the selective epitaxial growth material is at least one of silicon, strained silicon, germanium, strained germanium, silicon germanium, and silicon carbide.
제9항에 있어서,
상기 식각용 하드마스크는 식각 선택비를 가지는 각광막, 산화막 및 질화막 중 적어도 하나인, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the hard mask for etching is at least one of a light-shielding film having an etch selectivity, an oxide film, and a nitride film.
기판;
상기 기판 상에 형성된 제1반도체 층;
상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1반도체 층과 이격된 제3반도체 층;
상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1반도체 층과 상기 제3반도체 층 사이에 배치되는 제2반도체 층;
상기 제1반도체 층과 전기적으로 연결된 제1전도층; 및
상기 제3반도체 층과 전기적으로 연결된 제2전도층;을 포함하고,
상기 제2반도체 층은 제1불순물 영역과 제2불순물 영역을 갖고, 상기 제1불순물 영역의 농도는 상기 제2불순물 영역의 농도보다 큰, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
Board;
A first semiconductor layer formed on the substrate;
A third semiconductor layer formed on the substrate and spaced apart from the first semiconductor layer;
A second semiconductor layer formed on the substrate and disposed between the first semiconductor layer and the third semiconductor layer;
A first conductive layer electrically connected to the first semiconductor layer; And
And a second conductive layer electrically connected to the third semiconductor layer,
Wherein the second semiconductor layer has a first impurity region and a second impurity region, and the concentration of the first impurity region is larger than the concentration of the second impurity region.
제13항에 있어서,
상기 제1 내지 제3반도체 층과 제1 및 제2전도층을 전기적으로 분리시키는 절연층을 더 포함하는, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
14. The method of claim 13,
Further comprising an insulating layer for electrically separating the first to third semiconductor layers from the first and second conductive layers.
제13항에 있어서,
상기 기판은 절연층 매몰 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 실리콘 웨이퍼, 절연층 매몰 게르마늄 웨이퍼, 절연층 매몰 스트레인드 게르마늄 웨이퍼 및 절연층 매몰 실리콘 게르마늄 웨이퍼 중 적어도 하나인, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
14. The method of claim 13,
Wherein the substrate is at least one of an insulating layer buried silicon wafer, an insulating layer buried strained silicon wafer, an insulating layer buried germanium wafer, an insulating layer buried strained germanium wafer, and an insulating layer buried silicon germanium wafer.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이면,
상기 제2반도체 층은 P+-P0 형 반도체 층 또는 P0 -P+ 형 반도체 층인, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
14. The method of claim 13,
If the first and third semiconductor layers are N-type semiconductor layers,
And the second semiconductor layer is a P + -P 0 -type semiconductor layer or a P 0 -P + -type semiconductor layer.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이면,
상기 제2반도체 층은 N+-N0 형 반도체 층 또는 N0- N+ 형 반도체 층인, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
14. The method of claim 13,
If the first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers,
Wherein the second semiconductor layer is an N + N 0 type semiconductor layer or a N 0 - N + type semiconductor layer.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 N형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 P형 반도체 층이고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 낮고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 낮고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 큰, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
14. The method of claim 13,
The first and third semiconductor layers are an N-type semiconductor layer, the second semiconductor layer is a P-type semiconductor layer,
Wherein the balance band energy of the material of the first and third semiconductor layers is lower than the balance band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the conduction band energy of the material of the first and third semiconductor layers is lower than the conduction band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the energy gap of the material of the first and third semiconductor layers is greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층이 P형 반도체 층이고, 상기 제2반도체 층이 N형 반도체 층이고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 밸런스 밴드 에너지보다 높고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지는 상기 제2반도체 층의 물질의 컨덕션 밴드 에너지보다 높고,
상기 제1 및 제3반도체 층의 물질의 에너지 갭은 상기 제2반도체 층의 물질의 에너지 갭보다 큰, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자.
14. The method of claim 13,
The first and third semiconductor layers are P-type semiconductor layers, the second semiconductor layer is an N-type semiconductor layer,
Wherein the balance band energy of the material of the first and third semiconductor layers is higher than the balance band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the conduction band energy of the material of the first and third semiconductor layers is higher than the conduction band energy of the material of the second semiconductor layer,
Wherein the energy gap of the material of the first and third semiconductor layers is greater than the energy gap of the material of the second semiconductor layer.
기판 상에 제2반도체 층을 형성하는 단계;
상기 제2반도체 층 상에 이온주입용 하드마스크를 형성하고, 제1 및 제3반도체 층을 형성하는 단계;
상기 제1 내지 제3반도체 층 상에 절연층을 형성하는 단계; 및
상기 제1반도체 층과 연결되는 상기 제1전도층과 상기 제2반도체 층과 연결되는 제2전도층을 상기 절연층에 형성하는 단계;를 포함하는, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법.
Forming a second semiconductor layer on the substrate;
Forming a hard mask for ion implantation on the second semiconductor layer, and forming first and third semiconductor layers;
Forming an insulating layer on the first to third semiconductor layers; And
And forming the first conductive layer connected to the first semiconductor layer and the second conductive layer connected to the second semiconductor layer on the insulating layer.
제20항에 있어서,
상기 제1 및 제3반도체 층을 형성하는 단계는
상기 제1 내지 제3반도체 층을 열처리하는 단계를 더 포함하는, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법.
21. The method of claim 20,
Wherein forming the first and third semiconductor layers comprises:
Further comprising the step of heat treating the first to third semiconductor layers.
제20항에 있어서,
상기 제2반도체 층을 형성하는 단계 및 제1 및 제3반도체 층을 형성하는 단계는 이온 주입, 에피택셜 성장 및 선택적 에피택셜 성장 중 적어도 하나의 방법을 포함하고,
상기 에피택셜 성장 및 상기 선택적 에피택셜 성장 물질은, 실리콘, 스트레인드 실리콘, 게르마늄, 스트레인드 게르마늄, 실리콘 게르마늄 및 실리콘 카바이드 중 적어도 하나인, 비대칭 2-단자 바이리스터 소자의 제작 방법.
21. The method of claim 20,
Wherein forming the second semiconductor layer and forming the first and third semiconductor layers include at least one of ion implantation, epitaxial growth, and selective epitaxial growth,
Wherein the epitaxial growth and the selective epitaxial growth material are at least one of silicon, strained silicon, germanium, strained germanium, silicon germanium, and silicon carbide.
KR1020120146580A 2012-12-14 2012-12-14 Asymmetric two-terminal biristor and fabrication method KR20140080741A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120146580A KR20140080741A (en) 2012-12-14 2012-12-14 Asymmetric two-terminal biristor and fabrication method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120146580A KR20140080741A (en) 2012-12-14 2012-12-14 Asymmetric two-terminal biristor and fabrication method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140080741A true KR20140080741A (en) 2014-07-01

Family

ID=51732184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120146580A KR20140080741A (en) 2012-12-14 2012-12-14 Asymmetric two-terminal biristor and fabrication method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140080741A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190008065A (en) * 2017-07-13 2019-01-23 한국과학기술원 The vertical-type gateless and capacitorless dram cell based on germanium and the method for manufacturing thereof
WO2020040510A1 (en) * 2018-08-20 2020-02-27 한국과학기술원 Two-terminal biristor having polysilicon emitter layer inserted therein and manufacturing method therefor
KR20220150561A (en) * 2021-05-04 2022-11-11 한국과학기술원 Random number generator on bulk si substrate using electrical floating body

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190008065A (en) * 2017-07-13 2019-01-23 한국과학기술원 The vertical-type gateless and capacitorless dram cell based on germanium and the method for manufacturing thereof
WO2020040510A1 (en) * 2018-08-20 2020-02-27 한국과학기술원 Two-terminal biristor having polysilicon emitter layer inserted therein and manufacturing method therefor
KR20200021419A (en) * 2018-08-20 2020-02-28 한국과학기술원 Two-terminal biristor with poly-crystalline silicon emitter electrode and method for manufacturing thereof
CN111083935A (en) * 2018-08-20 2020-04-28 韩国高等科学技术学院 Two-terminal bistable resistor inserted into polysilicon emitter layer and manufacturing method thereof
US11329157B2 (en) 2018-08-20 2022-05-10 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Two-terminal biristor with polysilicon emitter layer and method of manufacturing the same
CN111083935B (en) * 2018-08-20 2024-04-05 韩国高等科学技术学院 Two-terminal bistable resistor inserted into polysilicon emitter layer and its manufacturing method
KR20220150561A (en) * 2021-05-04 2022-11-11 한국과학기술원 Random number generator on bulk si substrate using electrical floating body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102286671B1 (en) Thermionically-overdriven tunnel fets and methods of fabricating the same
KR100780967B1 (en) Structure of schottky diode for high voltage
US7573077B1 (en) Thyristor-based semiconductor memory device with back-gate bias
US7195959B1 (en) Thyristor-based semiconductor device and method of fabrication
KR101522455B1 (en) Apparatus for esd protection
KR20160068680A (en) Nanosheet field effect transistor and method of fabricating the same
US7105413B2 (en) Methods for forming super-steep diffusion region profiles in MOS devices and resulting semiconductor topographies
KR102103630B1 (en) The vertical-type gateless and capacitorless dram cell based on germanium and the method for manufacturing thereof
KR20150136046A (en) Semiconductor device
US8809967B2 (en) Device structures compatible with fin-type field-effect transistor technologies
CN109037204B (en) Power device and manufacturing method thereof
JP2002522925A (en) Trench gate semiconductor device
KR20140080741A (en) Asymmetric two-terminal biristor and fabrication method
WO2016193910A1 (en) Transistor with contacted deep well region
KR20000067772A (en) Electrostatic Discharge Protection Device
DE112012000264B4 (en) Semiconductor-on-insulator unit of asymmetric structure and method of making the same
KR101286704B1 (en) Transistor having fixed charge layer in box and fabrication method thereof
KR102424557B1 (en) Semiconductor device, and method for manufacturing the same
CN109065634B (en) Current protection chip and manufacturing method thereof
KR20040007195A (en) Semiconductor device having a merge region and method of fabrication
US7791123B2 (en) Soft error protection structure employing a deep trench
CN108987389B (en) Current protection chip and manufacturing method thereof
KR102220032B1 (en) Two-terminal biristor with poly-crystalline silicon emitter electrode and method for manufacturing thereof
WO2014092224A1 (en) Asymmetrical 2-terminal biristor element and method of manufacturing same
JPS6124832B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20150707

Effective date: 20151230