다층 나노복합 유전체를 활용한 유기물 기반 비휘발성 메모리의 제작
Multi-layered Nanocomposite Dielectrics for High Density Organic Non-volatile Memory
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김충익
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055217
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
이번 연구에서는, 금 나노파티클(Au nanoparticles : Au NPs) 과 블락 공중합체 (PS-b-P2VP) 를 사용하여 만든 유전체 층을 이용하여 금속-펜타센-절연체-실리콘(Metal-Pentacene-Insulator-Silicon : MPIS) 구조를 가지는 유기물 기반 비휘발성 메모리(organic nonvolatile memory : ONVM) 디바이스를 제작하였다. 여기서 사용되는 금 나노파티클의 역할은 외부로부터 전압이 인가될 때, 캐리어가 충전 및 방전이 되는 곳이다. 그리고 블락 공중합체는 유전체 내에서 금 나노파티클이 일정한 사이즈를 가지면서 잘 정렬된 상태를 만들어준다. 그러나, 단층의 블락 공중합체는 단위 면적당 금 나노파티클의 개수 밀도를 높이는데 한계가 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 다층 나노복합 유전체 구조를 채택하였다. 광-가교층을 블락 공중합체 층위에 깔아줌으로써, 다층 나노복합 유전체를 제작하였다. 이러한 다층 나노복합 유전체 구조를 통해, 금 나노파티클에 의한 단위면적당 트랩전하 밀도를 높였다. 그 결과, memory window (문턱전압 변화량 : ΔVth) 를 증가시켰다. 따라서, 광-가교층과 블락 공중합체로 만든 나노복합 유전체의 수직적인 적층으로 메모리 용량은 크게 증가하였다. 이러한 점으로 향후 프린팅 기반 및 유연한 multi-level의 대용량 플래쉬 메모리의 개발에 있어 방법론을 제시할 수 있을 것이다.
more초록/요약
In this work, organic non-volatile memory(ONVM) devices were fabricated using Metal-Pentacene-Insulator-Silicon(MPIS) structure with dielectric layer comprising pattern of Au nanoparticles(Au NPs) and block copolymer(PS-b-P2VP). The role of Au NPs is to charge/discharge carriers upon applied voltage, while block copolymer helps to form highly ordered Au NPs patterns in dielectric. But, single layer of block copolymer has limitation to make high density of Au NPs per unit area. To overcome this problem, multi-stacked nanocomposite dielectric structure was adopted. By employing photo-crosslinking layer above the block copolymer layer, multi-stacked nanocomposite dielectrics were fabricated. Through multi-stacked nanocomposite dielectrics structure, we enhanced the charge trap density(i.e., trapped charge per unit area) by Au NPs, resulting in increase of the memory window(threshold voltage shift:ΔVth). Therefore, memory capacity could be significantly increased by vertical stacking of the alternating BCP layer with metal nano-floating-gates and photo-crosslinking dielectric layer. This can be a promising methodology for developing printed and flexible multi-level flash memory with large data storage capacity.
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