KR20200048990A - Memory cell unit, switching resistance memory device and neuromorphic device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 메모리 셀 유닛, 스위칭 저항 메모리 소자 및 이를 포함하는 뇌신경모사 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액정셀을 이용한 메모리 셀 유닛, 스위칭 저항 메모리 소자 및 이를 포함하는 뇌싱경모사 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a memory cell unit, a switching resistance memory element, and a brain nerve mimicking element including the same, and more particularly, to a memory cell unit using a liquid crystal cell, a switching resistance memory element, and a brainsing mimicry element including the same.
현대 정보 통신사회는 문자, 음성 및 영상 등을 복합적으로 이용한 쌍방향 통신을 교환하기 위하여 더 많은 정보를 더욱 빠르게 처리할 수 있는 능력을 가진 반도체 소자를 필요로 한다. 그러나, 현재의 저장장치 중에서 휘발성 메모리의 성장은 그 한계에 다다랐다는 분석과 이를 대체할 차세대 메모리의 개발에 박차를 가하고 있다. 이러한 경제적/산업적인 고용량 정보 저장에 필요한 초고집적화가 가능한 비휘발성 메모리 소자 개발의 필요성이 그 어느 때보다 커지고 있다.The modern information and communication society needs a semiconductor device having the ability to process more information more rapidly in order to exchange two-way communication using a combination of text, voice and video. However, among the current storage devices, the growth of volatile memory has reached its limit and is accelerating the development of next-generation memory to replace it. There is a greater need than ever for the development of non-volatile memory devices capable of ultra-high integration necessary for the storage of high-capacity and economic information.
비휘발성 메모리 소자 중 저항변화 메모리 소자(ReRAM; Resistive Random Access Memory Device)는 외부 전압을 가함으로써 물질의 전기저항을 변화시켜 그 저항차이를 On/Off로 이용하는 비휘발성 메모리 소자로서, 다른 종류의 비휘발성 메모리에 비해서 간단한 구조로 인해 높은 집적도를 구현할 수 있어 DRAM과 플래쉬 메모리 중심의 현재 메모리 소자 시장을 대체할 차세대 비휘발성 기억소자 후보 가운데 하나이다.Resistive random access memory device (ReRAM) among nonvolatile memory devices is a nonvolatile memory device that changes the electrical resistance of a material by applying an external voltage and uses the difference in resistance as an on / off. It is one of the next generation non-volatile memory device candidates to replace the current memory device market centered on DRAM and flash memory because of its simple structure compared to volatile memory.
저항변화 메모리 소자는 여러 가지 물질과 구조로 구현될 수 있으나, 넓게 보아서 바이너리 산화물(binary oxides)계열, 망간이 함유된 페로브스카이트 산화물, 그리고 금속이 소량 도핑된 페로브스카이트 산화물의 3종류로 구분할 수 있다. 이 가운데 산화물 계열의 물질을 이용한 소자의 개발은 비휘발성 메모리의 집적도를 한층 높여서 새로운 메모리 소자의 시장을 열고 여러 종류의 전자기기의 성능을 비약적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있다. Resistive change memory devices can be implemented with a variety of materials and structures, but widely viewed are three types of binary oxides, perovskite oxide containing manganese, and perovskite oxide doped with a small amount of metal. Can be divided into. Among them, the development of devices using oxide-based materials is expected to dramatically increase the density of non-volatile memories, open the market for new memory devices, and dramatically improve the performance of various types of electronic devices.
그러나, 저항변화 메모리 소자에 적용되는 산화물 계열은 PVD, CVD 및 기타 스퍼터링 방법에 의해 형성되는 박막 형태로, 전체 공정이 복잡하고 고진공의 조건을 요구하기 때문에 생산단가가 높으며, 재현성을 확보하기 어려울뿐만 아나라 초고집적화가 용이하지 않다. However, the oxide series applied to the resistance change memory device is a thin film formed by PVD, CVD and other sputtering methods, and the entire process is complicated and requires high vacuum conditions, resulting in high production cost and difficulty in securing reproducibility. Anara ultra-high integration is not easy.
또한, 종래의 산화물 계열의 저항변화 메모리 소자는 입력 전압에 대한 출력 저항의 선형성 구현에 어려움이 있어, 최근 각광받고 있는 인공지능(artificial intelligence) 기능을 갖는 회로 또는 칩, 신경 네트워크(neural network)로 동작하는 회로 또는 칩 등에 적용될 수 없다. In addition, the conventional oxide-based resistance change memory device has difficulty in realizing the linearity of the output resistance to the input voltage, and is a circuit or chip having an artificial intelligence function, a neural network. It cannot be applied to a working circuit or chip.
본 발명의 일측면은 비교적 낮은 표면 배향력을 갖는 액정셀을 양단 전극 사이에 주입하여 액정셀의 배향 변화에 의한 다중 저항의 멀티-레벨 특성을 갖는 메모리 셀 유닛을 제공한다.One aspect of the present invention provides a memory cell unit having multi-level characteristics of multiple resistances by injecting a liquid crystal cell having a relatively low surface alignment force between both ends of the electrode by changing the orientation of the liquid crystal cell.
본 발명의 다른 측면은 상기 메모리 셀 유닛을 포함하는 스위칭 저항 메모리 소자를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a switching resistance memory device including the memory cell unit.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 스위칭 저항 메모리 소자가 적용되는 뇌신경모사 소자를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a brain neuron simulation device to which the switching resistance memory device is applied.
상기 과제를 해결하기 위한 메모리 셀 유닛은 양단 전극 및 상기 양단 전극 사이에 위치하고, 상기 양단 전극에 인가되는 전압에 따라 장축방향이 변화되며, 상기 장축방향의 변화에 따라 상기 양단 전극 간에 서로 다른 저항을 발생시키는 액정셀을 포함한다.The memory cell unit for solving the above problems is located between both ends of the electrode and the both ends of the electrode, and a long axis direction is changed according to a voltage applied to both ends of the electrode, and different resistances are applied between the both ends electrodes according to the change in the long axis direction. It includes a liquid crystal cell to generate.
한편, 상기 액정셀은, 상기 양단 전극에 전압이 인가되는 경우, 표면액정의 움직임을 가능하게 하는 배향력을 갖는 배향막이 형성될 수 있다.On the other hand, in the liquid crystal cell, when a voltage is applied to both ends of the electrode, an alignment layer having an alignment force that enables movement of the surface liquid crystal may be formed.
또한, 상기 액정셀은, 0 내지 10-8J/m2 사이의 배향력을 갖는 배향막이 형성될 수 있다.Further, in the liquid crystal cell, an alignment layer having an alignment force of 0 to 10 -8 J / m 2 may be formed.
또한, 상기 액정셀은, PMMA, PVA 및 Polystyrene 중 어느 하나로 구성되는 배향막이 형성될 수 있다.In addition, the liquid crystal cell may be formed of an alignment film composed of any one of PMMA, PVA and Polystyrene.
또한, 상기 액정셀은, 구동 환경 온도 이하의 유리 전이(glass transition) 온도를 갖는 물질로 구성되는 배향막이 형성될 수 있다.In addition, the liquid crystal cell may be formed of an alignment layer made of a material having a glass transition temperature below the driving environment temperature.
또한, 상기 액정셀은, 상기 양단 전극에 인가되는 전압에 의한 전기장의 방향으로 회전하는 양의 액정, 상기 전기장의 방향과 반대 방향으로 회전하는 음의 액정 및 상기 양단 전극에 인가되는 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정 중 어느 하나로 구현될 수 있다.In addition, the liquid crystal cell, the positive liquid crystal rotating in the direction of the electric field by the voltage applied to the both ends of the electrode, the negative liquid crystal rotating in the direction opposite to the direction of the electric field, and the frequency of the voltage applied to the both ends of the electrode Accordingly, it may be implemented with any of frequency-dependent dielectric anisotropy liquid crystals having positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy.
또한, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자는 하부 기판, 상기 상부 기판 및 상기 하부 기판 중 적어도 하나에 형성되는 양단 전극 및 상기 양단 전극에 의해 형성되는 메모리 셀을 구성하고, 상기 양단 전극에 인가되는 전압에 따라 장축방향이 변화되며, 상기 장축방향에 따라 상기 메모리 셀에 서로 다른 저항을 발생시키는 액정셀을 포함한다.In addition, the switching resistance memory device of the present invention constitutes a lower substrate, both ends formed on at least one of the upper substrate and the lower substrate, and a memory cell formed by the both ends, and the voltage applied to the both ends of the electrode. The long axis direction is changed accordingly, and the liquid crystal cell includes different resistances generated in the memory cell according to the long axis direction.
한편, 상기 액정셀은, 상기 양단 전극에 제1 전압이 인가되는 경우, 상기 메모리 셀에서 상기 제1 전압에 의한 전기장의 세기 및 방향에 따라 상기 장축방향이 회전된 상태를 유지하여 상기 양단 전극 간에 제1 저항을 발생시키고, 상기 양단 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 경우, 상기 메모리 셀에서 상기 제2 전압에 의한 전기장의 세기 및 방향에 따라 상기 장축방향이 회전된 상태를 유지하여 상기 양단 전극 간에 제2 저항을 발생시켜 다중 저항의 멀티-레벨 특성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.Meanwhile, when the first voltage is applied to the both ends of the liquid crystal cell, the long axis direction is rotated according to the intensity and direction of the electric field by the first voltage in the memory cell to maintain a state in which the long axis direction is rotated. When a first resistor is generated and a second voltage higher than the first voltage is applied to the both ends of the electrode, a state in which the long axis direction is rotated according to the strength and direction of the electric field by the second voltage in the memory cell It may be characterized by having a multi-level characteristic of multiple resistances by generating a second resistance between the electrodes at both ends.
또한, 상기 액정셀은, 상기 양단 전극에 전압이 인가되지 않는 초기화/리셋 상태에서는 상기 메모리 셀에 상기 장축방향이 일방향으로 배향되도록 분포되거나, 상기 장축방향이 랜덤하도록 분포되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the initialization / reset state in which no voltage is applied to the both ends of the electrode, the liquid crystal cell may be distributed in the memory cell such that the long axis direction is oriented in one direction, or the long axis direction may be randomly distributed. have.
또한, 상기 양단 전극은, 상기 상부 기판 및 상기 하부 기판에 대각 구조로 형성되어 정사각형 형상의 상기 메모리 셀을 구성할 수 있다.In addition, the both ends of the electrode may be formed in a diagonal structure on the upper substrate and the lower substrate to constitute the memory cell having a square shape.
또한, 상기 양단 전극은, 상기 상부 기판 및 상기 하부 기판 중 어느 하나의 기판에 형성되고, 상기 액정셀은, 상기 양단 전극에 인가되는 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 형성될 수 있다.In addition, the positive electrode is formed on any one of the upper substrate and the lower substrate, and the liquid crystal cell has positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy according to the frequency of the voltage applied to the positive electrode. It can be formed of a frequency-dependent dielectric constant anisotropic liquid crystal having a.
또한, 상기 액정셀은, 상기 양단 전극에 전압이 인가되는 경우, 표면액정의 움직임을 가능하게 하는 배향력을 갖는 배향막이 형성될 수 있다.In addition, in the liquid crystal cell, when a voltage is applied to both ends of the electrode, an alignment layer having an alignment force enabling movement of the surface liquid crystal may be formed.
또한, 상기 액정셀은, 0 내지 10-8J/m2 사이의 배향력을 갖는 배향막이 형성될 수 있다.Further, in the liquid crystal cell, an alignment layer having an alignment force of 0 to 10 -8 J / m 2 may be formed.
또한, 상기 액정셀은, PMMA, PVA 및 Polystyrene 중 어느 하나로 구성되는 배향막이 형성될 수 있다.In addition, the liquid crystal cell may be formed of an alignment film composed of any one of PMMA, PVA and Polystyrene.
또한, 상기 액정셀은, 구동 환경 온도 이하의 유리 전이(glass transition) 온도를 갖는 물질로 구성되는 배향막이 형성될 수 있다.In addition, the liquid crystal cell may be formed of an alignment layer made of a material having a glass transition temperature below the driving environment temperature.
또한, 상기 액정셀은, 상기 양단 전극에 인가되는 전압에 의한 전기장의 방향으로 회전하는 양의 액정, 상기 전기장의 방향과 반대 방향으로 회전하는 음의 액정 및 상기 양단 전극에 인가되는 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정 중 어느 하나로 구현될 수 있다.In addition, the liquid crystal cell, the positive liquid crystal rotating in the direction of the electric field by the voltage applied to the both ends of the electrode, the negative liquid crystal rotating in the direction opposite to the direction of the electric field, and the frequency of the voltage applied to the both ends of the electrode Accordingly, it may be implemented with any of frequency-dependent dielectric anisotropy liquid crystals having positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy.
또한, 스위칭 저항 메모리 소자를 포함하는 뇌신경모사 소자(neuromorphic device)일 수 있다.Also, it may be a neuromorphic device including a switching resistance memory device.
본 발명에 따르면 비교적 낮은 표면 배향력을 갖는 액정셀을 이용하여 다중 저항의 멀티-레벨 특성을 가지며, 입력 전압에 대한 출력 저항의 선형성을 갖는 메모리 셀 유닛을 구현할 수 있다.According to the present invention, a memory cell unit having multi-level characteristics of multiple resistances and linearity of output resistance to input voltage may be implemented using a liquid crystal cell having a relatively low surface orientation.
또한, 상기 메모리 셀 유닛을 이용하여 멀티-레벨 특성을 갖는 스위칭 저항 메모리 소자를 구현할 수 있으며, 종래의 LCD 디스플레이 패널에서 색 필터만을 제거하는 방식으로 간단히 구현할 수 있다. In addition, a switching resistor memory device having a multi-level characteristic may be implemented using the memory cell unit, and may be simply implemented by removing only a color filter from a conventional LCD display panel.
또한, 상기 스위칭 저항 메모리 소자는 입력 전압에 대한 출력 저항의 선형성을 확보하여 다양한 전자소자, 논리소자 등에 적용될 수 있다. In addition, the switching resistance memory device secures linearity of an output resistance to an input voltage and can be applied to various electronic devices, logic devices, and the like.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1b 및 도 1c의 경우 양단 전극 간에 발생하는 저항을 측정한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자를 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자를 간략히 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자에서의 저항 유도 방법의 다양한 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 액정셀이 양의 액정 또는 음의 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 상부 기판의 일 예를 도시한 도면이다.
도 12는 액정셀이 양의 액정 또는 음의 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 하부 기판의 일 예를 도시한 도면이다.
도 13은 도 11 및 도 12에 도시된 상부 기판 및 하부 기판이 접하는 경우 형성되는 메모리 셀을 도시한 도면이다.
도 14는 액정셀이 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 상부 기판의 일 예를 도시한 도면이다.
도 15는 액정셀이 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 하부 기판의 일 예를 도시한 도면이다.
도 16은 도 14 및 도 15에 도시된 상부 기판 및 하부 기판이 접하는 경우 형성되는 메모리 셀을 도시한 도면이다.1A to 1C are diagrams schematically illustrating a memory cell unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph measuring resistances occurring between electrodes at both ends in the case of FIGS. 1B and 1C.
3 is a schematic diagram of a switching resistance memory device according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a switching resistance memory device according to another embodiment of the present invention.
5 to 10 are views schematically showing various examples of a method for inducing resistance in the switching resistance memory device of the present invention.
11 is a view showing an example of the upper substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention when the liquid crystal cell is implemented as a positive liquid crystal or a negative liquid crystal.
12 is a view showing an example of a lower substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention when the liquid crystal cell is implemented as a positive liquid crystal or a negative liquid crystal.
13 is a diagram illustrating a memory cell formed when the upper substrate and the lower substrate shown in FIGS. 11 and 12 are in contact.
14 is a view illustrating an example of an upper substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention when the liquid crystal cell is implemented with a frequency-dependent dielectric anisotropic liquid crystal.
15 is a diagram illustrating an example of a lower substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention when the liquid crystal cell is implemented with a frequency-dependent dielectric anisotropic liquid crystal.
16 is a diagram illustrating a memory cell formed when the upper substrate and the lower substrate shown in FIGS. 14 and 15 are in contact.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, the specific shapes, structures, and properties described herein can be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions throughout several aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 유닛을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1b 및 도 1c의 경우 양단 전극 간에 발생하는 저항을 측정한 그래프이다.1A to 1C are diagrams schematically illustrating a memory cell unit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 1C are graphs measuring resistance between electrodes at both ends.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 유닛(1)은 양단 전극(11, 13) 및 양단 전극(11, 13) 사이에 위치하는 액정셀(20)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1A, a
양단 전극(11, 13)은 전압이 인가되는 경우, 그 사이에 전기장(electric field)을 발생시킬 수 있다. 이러한 양단 전극(11, 13)의 구현은 특정한 기술로 한정하지 않으며, 예를 들면, 구리 또는 백금으로 구현될 수 있다.When the voltage is applied to both ends of the
액정셀(20)은 양단 전극(11, 13) 사이에 일방향 또는 랜덤하게 배향되도록 분포될 수 있다. 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13) 사이에 위치하여 양단 전극(11, 13)에 전압이 인가되는 경우, 저항을 발생시킬 수 있다. 이러한 액정셀(20)의 구현은 특정한 기술로 한정하지 않으며, 예를 들면, TN ECB(electrically controllable birefringence) cell 또는 TN OCB(optically compensated bend) cell로 구현될 수 있다.The
액정셀(20)은 양단 전극(11, 13) 사이에 발생하는 전기장의 방향 및 세기에 따라 회전할 수 있다. 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13)에 인가되는 전압에 의한 전기장의 방향으로 회전하는 양의 액정 또는 전기장의 방향과 반대 방향으로 회전하는 음의 액정으로 구현될 수 있다. 또는, 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13)에 인가되는 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 구현될 수 있다. The
일반적으로 액정셀(20)은 장축방향(m)과 단축방향 간의 유전율이 다르기 때문에 양단 전극(11, 13) 사이에서의 장축방향(m)의 배향에 따른 저항을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 유닛(1)은 액정셀(20)의 배향 변화에 따라 양단 전극(11, 13) 사이의 저항 또는 유전율을 변화시킬 수 있다. In general, since the dielectric constant between the long axis direction (m) and the short axis direction of the
이를 위해, 액정셀(20)은 비교적 작은 배향력을 갖는 배향막이 형성될 수 있다. 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13)에 전압이 인가되더라도 표면액정의 움직임이 불가능하게하는 배향막이 형성되는 것이 일반적이다. 즉, 일반적인 액정셀(20)은 표면액정을 잡고 있는 배향력이 크기 때문에, 양단 전극(11, 13)에 전압이 인가되는 경우, 표면액정은 움직이지 않고 벌크액정만이 전기장의 방향 및 세기에 따라 움직이게 되며, 양단 전극(11, 13)에 인가되는 전압이 제거되는 경우, 벌크액정은 표면액정의 배향력에 의해 초기 상태로 되돌아가게 된다.To this end, the
본 실시예에서 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13)에 전압이 인가되는 경우, 표면액정의 움직임을 가능하게 하는 배향력을 갖는 배향막이 형성될 수 있다. 예를 들면, 액정셀(20)은 0 내지 10-8J/m2 사이의 배향력을 갖는 배향막이 형성될 수 있으며, PMMA, PVA 및 Polystyrene 중 어느 하나의 물질로 구성되는 배향막이 형성될 수 있다.In this embodiment, the
또한, 액정셀(20)은 메모리 셀 유닛(1)의 구동 환경 온도보다 낮은 유리 전이(glass transition) 온도(Tg)를 갖는 배향막이 형성될 수 있다. 예를 들면, 메모리 셀 유닛(1)의 구동 환경 온도가 50℃인 경우, 액정셀(20)은 Tg가 50℃ 이하인 물질로 구성되는 배향막이 형성될 수 있으며, 또는, 메모리 셀 유닛(1)의 구동 환경 온도가 80℃인 경우, 액정셀(20)은 Tg가 80℃ 이하인 물질로 구성되는 배향막이 형성될 수 있다.In addition, the
따라서, 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13)에 전압이 인가되는 경우, 표면액정 및 벌크액정이 모두 전기장의 방향 및 세기에 따라 움직일 수 있으며, 양단 전극(11, 13)에 인가되는 전압이 제거되는 경우, 초기 상태로 되돌아가지 않고 현 상태(안정 상태)를 유지할 수 있다. Therefore, when a voltage is applied to both ends of the
이처럼, 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13) 사이에 발생하는 전기장의 방향 및 세기에 따라 장축방향(m)이 변화되며, 장축방향(m)의 변화에 따라 양단 전극(11, 13) 간에 서로 다른 저항을 발생시켜 다중 저항의 멀티-레벨 특성을 구현할 수 있다.As described above, the
예를 들면, 도 1a는 양단 전극(11, 13)에 전압이 인가되지 않는 초기화/리셋 상태일 수 있으며, 이와 같은 경우, 액정셀(20)은 양단 전극(11, 13) 사이에서 장축방향(m)이 일방향으로 배향되도록 분포되거나, 장축방향(m)이 랜덤하도록 분포될 수 있다.For example, FIG. 1A may be in an initialization / reset state in which no voltage is applied to both
도 1b는 양단 전극(11, 13)에 제1 전압이 인가되는 상태일 수 있으며, 이와 같은 경우, 액정셀(20)은 제1 전압에 의한 전기장의 세기 및 방향에 따라 장축방향(m)이 회전될 수 있다. 1B may be a state in which a first voltage is applied to both ends of the
또한, 도 1b와 같이 액정셀(20)의 장축방향(m)이 회전된 상태에서 양단 전극(11, 13)에 제1 전압이 인가되지 않더라도 액정셀(20)은 도 1a와 같은 초기화/리셋 상태로 되돌아가지 않고 현 상태를 유지할 수 있다. In addition, even if the first voltage is not applied to both ends of the
도 1c는 양단 전극(11, 13)에 제1 전압 보다 높은 제2 전압이 인가되는 상태일 수 있으며, 이와 같은 경우, 액정셀(20)은 제2 전압에 의한 전기장의 세기 및 방향에 따라 장축방향(m)이 회전될 수 있다. 이때, 도 1b와 도 1c를 비교하면 양단 전극(11, 13)에 인가되는 전압의 크기에 따라 액정셀(20)의 회전 각도가 달라짐을 확인할 수 있다. 1C may be a state in which a second voltage higher than a first voltage is applied to both ends of the
도 1c와 같이 액정셀(20)의 장축방향(m)이 회전된 상태에서 양단 전극(11, 13)에 제2 전압이 인가되지 않더라도 액정셀(20)은 도 1a와 같은 초기화/리셋 상태로 되돌아가지 않고 현 상태를 유지할 수 있다.As shown in FIG. 1C, even when the second voltage is not applied to both ends of the
도 2를 참조하면, 양단 전극(11, 13)에 제1 전압을 인가한 경우, 액정셀(20)에 의해 양단 전극(11, 13) 간에 제1 저항 상태가 발현되고, 양단 전극(11, 13)에 제2 전압을 인가하는 경우, 액정셀(20)에 의해 양단 전극(11, 13) 간에 저항 상태가 변화되어 제2 저항 상태가 발현될 수 있다. Referring to FIG. 2, when a first voltage is applied to both
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 유닛(1)은 양단 전극(11, 13)에 인가되는 전압의 크기에 따라 양단 전극(11, 13)에서 발생하는 저항을 변화시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 유닛(1)은 다중 저항의 멀티-레벨 특성을 가질 수 있으며, 이로 인해 멀티 레벨의 스위칭 가능한 저항변화 메모리 소자(RAM)에 적용될 수 있다.As described above, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자를 간략히 도시한 도면이다.3 is a schematic diagram of a switching resistance memory device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100)는 상부 기판 및 하부 기판에 각각 형성되는 양단 전극(111, 113) 및 양단 전극(111, 113)에 의해 형성되는 메모리 셀(115)로 구성될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 도 3에서 세로 방향 전극(1, 2, 3, 4, ?)을 상부 기판에 형성된 것으로 간주하여 상부 전극(111)이라 하고, 가로 방향 전극(A, B, C, ?)을 하부 기판에 형성된 것으로 간주하여 하부 전극(113)이라 한다.Referring to FIG. 3, the switching
상부 전극(111) 및 하부 전극(113)은 전압이 인가되는 경우, 상부 전극(111) 간에, 하부 전극(113) 간에 또는 상부 전극(111)과 하부 전극(113) 사이에 전기장(electric field)을 발생시킬 수 있다. 이러한 상부 전극(111) 및 하부 전극(113)의 구현은 특정한 기술로 한정하지 않으며, 예를 들면, 구리 또는 백금으로 구현될 수 있다.When a voltage is applied to the
상부 전극(111) 및 하부 전극(113)은 후술하는 메모리 셀(115)의 유전율 특성에 따라 각각 상부 기판 및 하부 기판에 형성되거나, 상부 기판 및 하부 기판 중 어느 하나에만 형성될 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 후술한다.The
상부 전극(111) 및 하부 전극(113)이 상부 기판 및 하부 기판에 각각 형성되는 경우, 대각으로 형성되거나, 또는, 비대칭적으로 형성될 수 있다.When the
메모리 셀(115)은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 셀 유닛(1)이 적용될 수 있다. 즉, 메모리 셀(115)은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 액정셀(20)로 구성될 수 있다. 메모리 셀(115)은 상부 전극(111) 또는 하부 전극(113)에 인가되는 전압에 따라 서로 다른 저항을 발생시키는 멀티 레벨 특성을 가질 수 있으며, 메모리 셀(115)에 대한 구체적인 설명은 상술한 것으로 대체한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100)는 이러한 메모리 셀(115)에 의해 저항 상태가 변화되는 현상을 이용하여 메모리 동작을 구현할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100)는 LCD 디스플레이 패널에서 색 필터를 제거하여 구현될 수 있다. LCD 디스플레이 패널은 각 픽셀에 주입되는 액정셀의 배열 변화로 생기는 빛의 투과율 차이를 이용하여 화면에 원하는 화상을 표시할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100)는 종래의 LCD 디스플레이 패널에서 상부 전극(111) 및 하부 전극(113)에 의해 형성되는 직사각형 형태의 픽셀을 메모리 셀(115)로 활용할 수 있다.The switching
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자를 간략히 도시한 도면이다.4 is a schematic diagram of a switching resistance memory device according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100')는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100)와 비교하여 메모리 셀(115')이 직사각형 형상이 아닌 정사각형 형상으로 구현된다는 점에서 차이가 있으며, 나머지 다른 특징은 동일하다. Referring to FIG. 4, the switching
본 발명의 다른 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100')는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100)와 비교하여 하부 전극(113)을 2 배 증가시켜 정사각형 형태의 메모리 셀(115')을 형성할 수 있다. 이와 같은 정사각형 형태의 메모리 셀(115')은 직사각형 형태에 비해 높은 집적도를 가질 수 있다.The switching
도 5 내지 도 10은 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자에서의 저항 유도 방법의 다양한 예를 개략적으로 도시한 도면이다.5 to 10 are views schematically showing various examples of a method for inducing resistance in the switching resistance memory device of the present invention.
본 발명에 따른 스위칭 저항 메모리 소자(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 상부 전극(111) 및 하부 전극(113)에 의해 형성되는 직사각형 형태의 메모리 셀(115)에 의한 저항 변화 또는 도 4에 도시된 바와 같이 상부 전극(111) 및 하부 전극(113)에 형성되는 정사각형 형태의 메모리 셀(115')에 의한 저항 변화에 도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같은 방식으로 발생하는 저항 변화를 포함할 수 있다.The switching
도 5 내지 도 10에서 빗 금친 직사각형 형태는 전압이 인가되는 상태의 전극을 나타내고, 검정색으로 칠해진 직사각형 형태는 전압이 인가되지 않는 상태의 전극을 나타내며, 그 사이의 대시는 액정셀을 나타낸다.In FIG. 5 to FIG. 10, the hatched rectangular shape represents an electrode in a voltage-applied state, and the rectangular shape painted in black represents an electrode in a voltage-free condition, and a dash between them represents a liquid crystal cell.
도 5를 참조하면, 가로 방향의 전극에 대하여, 두 개의 전극 사이에 주입되는 액정셀에 의해 저항 변화가 발생할 수 있다. Referring to FIG. 5, for a horizontal electrode, a resistance change may occur due to a liquid crystal cell injected between two electrodes.
도 6을 참조하면, 대각 배치되는 가로 방향의 전극 및 세로 방향의 전극 사이에 주입되는 액정셀에 의해 저항 변화가 발생할 수 있다.Referring to FIG. 6, a change in resistance may be caused by a liquid crystal cell injected between a horizontally disposed electrode and a vertical electrode.
도 7 및 도 8을 참조하면, 대각 배치되는 가로 방향의 전극 및 세로 방향의 전극 사이에 주입되는 액정셀에 있어서, 선형 방향, 직선 방향, 또는 마주보는 방향의 전극에 전압을 인가하여 다중 레벨의 저항 변화를 유도할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, in a liquid crystal cell injected between an electrode in a horizontal direction and an electrode in a vertical direction, diagonal voltages are applied to electrodes in a linear direction, a linear direction, or an opposing direction to achieve multiple levels. Resistance changes can be induced.
도 9 및 도 10을 참조하면, 대각 배치되는 가로 방향의 전극 및 세로 방향의 전극 사이에 주입되는 액정셀에 있어서, 대각 또는 곡률의 전기장을 발생시킬 수 있으며, 대각 또는 곡률의 전기장에 의한 액정셀의 배향 변화에 의해 저항 변화가 발생할 수 있다.9 and 10, in a liquid crystal cell injected between a horizontally disposed electrode and a vertical electrode, a diagonal or curvature electric field may be generated, and a liquid crystal cell by a diagonal or curvature electric field A change in resistance may occur due to a change in orientation.
도 11은 액정셀이 양의 액정 또는 음의 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 상부 기판의 일 예를 도시한 도면이고, 도 12는 액정셀이 양의 액정 또는 음의 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 하부 기판의 일 예를 도시한 도면이며, 도 13은 도 11 및 도 12에 도시된 상부 기판 및 하부 기판이 접하는 경우 형성되는 메모리 셀을 도시한 도면이다.11 is a view showing an example of the upper substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention when the liquid crystal cell is implemented as a positive liquid crystal or a negative liquid crystal, and FIG. 12 shows that the liquid crystal cell is a positive liquid crystal or negative When implemented with a liquid crystal of, it is a diagram showing an example of the lower substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention, Figure 13 is a memory formed when the upper substrate and the lower substrate shown in Figures 11 and 12 are in contact It is a diagram showing a cell.
본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자에서 메모리 셀에 주입되는 액정셀은 전기장의 방향으로 회전하는 양의 액정 또는 전기장의 방향과 반대 방향으로 회전하는 음의 액정으로 구현될 수 있다. 이와 같은 경우, 메모리 셀은 4 개의 전극이 필요하다. 즉, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자는 상부 기판 및 하부 기판에 각각 양단 전극을 형성하며, 일예로, 상부 기판에 형성되는 전극에 전압을 인가하여 액정셀을 회전시켜 저항을 변화시키며, 하부 기판에 형성되는 전극에 전압을 인가하여 회전된 액정셀을 다시 되돌릴 수 있다.In the switching resistance memory device of the present invention, the liquid crystal cell injected into the memory cell may be implemented as a positive liquid crystal rotating in the direction of the electric field or a negative liquid crystal rotating in a direction opposite to the direction of the electric field. In this case, the memory cell needs four electrodes. That is, in the switching resistance memory device of the present invention, both ends of the electrodes are formed on the upper substrate and the lower substrate. For example, a voltage is applied to the electrodes formed on the upper substrate to rotate the liquid crystal cell to change the resistance. The rotated liquid crystal cell may be returned again by applying a voltage to the formed electrode.
도 11을 참조하면, 상부 기판은 세로 방향의 상부 전극(111)이 구비되고, 상부 전극(111) 사이에는 저항 회로가 구비되어 메모리 트랜지스터를 구현할 수 있다. 여기서, 저항 회로는 액정셀에 해당한다. 상부 전극(111)은 게이트 전극일 수 있으며, 데이터 라인은 드레인 전극 또는 소스 전극 중 하나와 연결될 수 있다. Referring to FIG. 11, the upper substrate is provided with an
예를 들면, 상부 전극(111)에 전압을 인가하는 경우, 메모리 셀(115)을 구성하는 액정셀의 배향 변화에 의해 특정 값을 갖는 저항이 발생할 수 있다. 이때, 데이터 라인에 신호가 인가되는 경우 메모리 셀(115)에 데이터가 입력될 수 있을 것이다.For example, when a voltage is applied to the
도 12를 참조하면, 하부 기판은 가로 방향의 하부 전극(113)이 구비될 수 있다. 하부 전극(113)은 게이트 전극일 수 있으며, 데이터 라인은 드레인 전극 또는 소스 전극 중 하나와 연결될 수 있다.Referring to FIG. 12, the
도 13을 참조하면, 상부 기판 및 하부 기판이 접하는 경우 상부 전극(111) 및 하부 전극(113)에 의해 메모리 셀(115)이 형성될 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 11 및 도 12에 각각 도시된 트랜지스터의 전극 라인은 생략하였다. Referring to FIG. 13, when the upper substrate and the lower substrate are in contact, the
도 14는 액정셀이 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 상부 기판의 일 예를 도시한 도면이고, 도 15는 액정셀이 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 구현되는 경우, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자를 구성하는 하부 기판의 일 예를 도시한 도면이며, 도 16은 도 14 및 도 15에 도시된 상부 기판 및 하부 기판이 접하는 경우 형성되는 메모리 셀을 도시한 도면이다.14 is a view showing an example of the upper substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention when the liquid crystal cell is implemented as a frequency-dependent dielectric anisotropic liquid crystal, FIG. 15 is a liquid crystal cell implemented as a frequency-dependent dielectric anisotropic liquid crystal If possible, it is a diagram showing an example of a lower substrate constituting the switching resistance memory device of the present invention, and FIG. 16 illustrates a memory cell formed when the upper substrate and the lower substrate shown in FIGS. 14 and 15 are in contact. It is a drawing.
본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자에서 메모리 셀에 주입되는 액정셀은 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 구현될 수 있다. 이와 같은 경우, 메모리 셀은 2 개의 전극만으로도 메모리 동작을 구현할 수 있다. 즉, 본 발명의 스위칭 저항 메모리 소자는 상부 기판 및 하부 기판 중 어느 하나에 양단 전극을 형성하며, 일예로, 상부 기판에만 양단 전극을 형성하고, 양단 전극에 양의 주파수를 발생시켜 액정셀을 회전시키고, 양단 전극에 음의 주파수를 발생시켜 회전된 액정셀을 다시 되돌릴 수 있다. 이하, 상부 기판에만 전극이 형성된 것을 예로 들어 설명한다. In the switching resistance memory device of the present invention, the liquid crystal cell injected into the memory cell may be implemented as a frequency-dependent dielectric anisotropy liquid crystal having positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy depending on the frequency of the voltage. In this case, the memory cell may implement a memory operation using only two electrodes. That is, the switching resistance memory device of the present invention forms both ends of the electrode on one of the upper substrate and the lower substrate, for example, forms both ends of the electrode only on the upper substrate, rotates the liquid crystal cell by generating a positive frequency on both ends of the electrode In addition, it is possible to return the rotated liquid crystal cell again by generating a negative frequency on both ends of the electrode. Hereinafter, an electrode is formed only on the upper substrate.
도 14를 참조하면, 상부 기판은 세로 방향의 상부 전극(111)이 구비되고, 상부 전극(111)과 양단 전극을 이루는 공통 전극이 구비될 수 있다. 상부 전극(111)은 게이트 전극일 수 있으며, 데이터 라인은 드레인 전극 또는 소스 전극 중 하나와 연결될 수 있다. Referring to FIG. 14, the upper substrate may be provided with a vertical
도 15를 참조하면, 하부 기판은 상부 기판에 형성되는 양단 전극에 의해 메모리 셀(115)을 형성하는 저항 회로가 구비될 수 있다. 저항 회로는 액정셀에 해당한다.Referring to FIG. 15, the lower substrate may be provided with a resistance circuit forming the
도 16을 참조하면, 상부 기판 및 하부 기판이 접하는 경우, 상부 전극(111) 및 공통 전극에 의해 메모리 셀(115)이 형성될 수 있으며, 그 사이에는 저항 회로, 즉, 액정셀이 위치할 수 있다. Referring to FIG. 16, when the upper substrate and the lower substrate are in contact, the
예를 들면, 상부 전극(111) 및 공통 전극에 전압을 인가하는 경우, 메모리 셀(115)을 구성하는 액정셀의 배향 변화에 의해 특정 값을 갖는 저항이 발생할 수 있다. 이때, 데이터 라인에 신호가 인가되는 경우 메모리 셀(115)에 데이터가 입력될 수 있을 것이다.For example, when a voltage is applied to the
이와 같이, 본 발명에 따른 스위칭 저항 메모리 소자는 비교적 낮은 표면 배향력을 갖는 액정셀을 이용하여 다중 저항의 멀티-레벨 특성을 갖는 메모리 셀을 이용하여 입력 전압에 대한 출력 저항의 선형성을 구현할 수 있다. As described above, the switching resistance memory device according to the present invention can implement the linearity of the output resistance to the input voltage using a memory cell having multi-level characteristics of multiple resistances using a liquid crystal cell having a relatively low surface orientation. .
이에 따라, 본 발명에 따른 스위칭 저항 메모리 소자는 다양한 전자소자, 논리소자 등에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 스위칭 저항 메모리 소자는 시냄스 소자(synapse device)에 적용될 수 있고, 시냅스 소자는 뇌신경모사 소자(neuromorphic device)에 적용될 수 있다. Accordingly, the switching resistance memory device according to the present invention can be applied to various electronic devices, logic devices, and the like. For example, the switching resistance memory device according to the present invention may be applied to a synapse device, and the synapse device may be applied to a neuromorphic device.
또한, 인공지능(artificial intelligence) 기능을 갖는 회로 또는 칩, 신경 네트워크(neural network)로 동작하는 회로 또는 칩, 기존 디지털 방식의 정보 처리 한계를 극복하기 위한 기술, 뉴런과 같은(neuron-like) 동작이 가능한 회로 또는 칩, 메모리와 스위칭이 동시에 가능한 소자 등에 본 발명에 따른 스위칭 저항 메모리 소자를 적용할 수 있다. In addition, a circuit or chip with artificial intelligence, a circuit or chip operating as a neural network, a technology for overcoming the limitations of existing digital information processing, a neuron-like operation The switching resistance memory device according to the present invention can be applied to such a possible circuit or chip, a device capable of simultaneously switching with memory, and the like.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to embodiments, those skilled in the art understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Will be able to.
1: 메모리 셀 유닛
11, 13: 양단 전극
20: 액정셀
100: 스위칭 저항 메모리 소자
111: 상부 전극
113: 하부 전극
115: 메모리 셀1: Memory cell unit
11, 13: both ends of the electrode
20: liquid crystal cell
100: switching resistance memory element
111: upper electrode
113: lower electrode
115: memory cell
Claims (17)
상기 양단 전극 사이에 위치하고, 상기 양단 전극에 인가되는 전압에 따라 장축방향이 변화되며, 상기 장축방향의 변화에 따라 상기 양단 전극 간에 서로 다른 저항을 발생시키는 액정셀을 포함하는 메모리 셀 유닛.Both ends electrodes; And
A memory cell unit including a liquid crystal cell positioned between the both ends of the electrode, the long axis direction being changed according to the voltage applied to the both ends electrodes, and generating different resistances between the both ends electrodes according to the change in the long axis direction.
상기 액정셀은,
상기 양단 전극에 전압이 인가되는 경우, 표면액정의 움직임을 가능하게 하는 배향력을 갖는 배향막이 형성되는 메모리 셀 유닛.According to claim 1,
The liquid crystal cell,
When a voltage is applied to the both ends of the electrode, a memory cell unit in which an alignment layer having an alignment force enabling movement of the surface liquid crystal is formed.
상기 액정셀은,
0 내지 10-8J/m2 사이의 배향력을 갖는 배향막이 형성되는 메모리 셀 유닛.According to claim 2,
The liquid crystal cell,
A memory cell unit in which an alignment film having an alignment force between 0 and 10 -8 J / m 2 is formed.
상기 액정셀은,
PMMA, PVA 및 Polystyrene 중 어느 하나로 구성되는 배향막이 형성되는 메모리 셀 유닛.According to claim 1,
The liquid crystal cell,
A memory cell unit in which an alignment layer formed of any one of PMMA, PVA and Polystyrene is formed.
상기 액정셀은,
구동 환경 온도 이하의 유리 전이(glass transition) 온도를 갖는 물질로 구성되는 배향막이 형성되는 메모리 셀 유닛.According to claim 1,
The liquid crystal cell,
A memory cell unit in which an alignment layer made of a material having a glass transition temperature below a driving environment temperature is formed.
상기 액정셀은,
상기 양단 전극에 인가되는 전압에 의한 전기장의 방향으로 회전하는 양의 액정, 상기 전기장의 방향과 반대 방향으로 회전하는 음의 액정 및 상기 양단 전극에 인가되는 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정 중 어느 하나로 구현되는 메모리 셀 유닛.According to claim 1,
The liquid crystal cell,
It has a positive dielectric anisotropy according to the frequency of the voltage applied to the positive electrode and the positive liquid crystal rotating in the direction opposite to the direction of the electric field, the positive liquid crystal rotating in the direction of the electric field by the voltage applied to the both ends of the electrode. A memory cell unit implemented as one of frequency-dependent dielectric anisotropy liquid crystals having negative or negative dielectric anisotropy.
하부 기판;
상기 상부 기판 및 상기 하부 기판 중 적어도 하나에 형성되는 양단 전극; 및
상기 양단 전극에 의해 형성되는 메모리 셀을 구성하고, 상기 양단 전극에 인가되는 전압에 따라 장축방향이 변화되며, 상기 장축방향에 따라 상기 메모리 셀에 서로 다른 저항을 발생시키는 액정셀을 포함하는 스위칭 저항 메모리 소자.Upper substrate;
Lower substrate;
Both ends formed on at least one of the upper substrate and the lower substrate; And
A switching resistor comprising a liquid crystal cell constituting a memory cell formed by the both ends of the electrode, a long axis direction changing according to a voltage applied to the both ends, and generating different resistances in the memory cell according to the long axis direction. Memory device.
상기 액정셀은,
상기 양단 전극에 제1 전압이 인가되는 경우, 상기 메모리 셀에서 상기 제1 전압에 의한 전기장의 세기 및 방향에 따라 상기 장축방향이 회전된 상태를 유지하여 상기 양단 전극 간에 제1 저항을 발생시키고,
상기 양단 전극에 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 경우, 상기 메모리 셀에서 상기 제2 전압에 의한 전기장의 세기 및 방향에 따라 상기 장축방향이 회전된 상태를 유지하여 상기 양단 전극 간에 제2 저항을 발생시켜 다중 저항의 멀티-레벨 특성을 갖는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 7,
The liquid crystal cell,
When a first voltage is applied to the both ends of the electrode, a first resistance is generated between the both ends of the electrode by maintaining the state in which the long axis direction is rotated according to the strength and direction of the electric field by the first voltage in the memory cell,
When a second voltage higher than the first voltage is applied to the both ends of the electrode, the long axis direction is rotated according to the strength and direction of the electric field by the second voltage in the memory cell to remove the difference between the both ends of the electrode. A switching resistor memory device having a multi-level characteristic of multiple resistors by generating two resistors.
상기 액정셀은,
상기 양단 전극에 전압이 인가되지 않는 초기화/리셋 상태에서는 상기 메모리 셀에 상기 장축방향이 일방향으로 배향되도록 분포되거나, 상기 장축방향이 랜덤하도록 분포되어 있는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 8,
The liquid crystal cell,
In the initialization / reset state in which no voltage is applied to the both ends of the electrode, the switching resistance memory element is distributed in the memory cell such that the long axis direction is oriented in one direction or the long axis direction is random.
상기 양단 전극은,
상기 상부 기판 및 상기 하부 기판에 대각 구조로 형성되어 정사각형 형상의 상기 메모리 셀을 구성하는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 7,
The both ends of the electrode,
A switching resistance memory element formed in a diagonal structure on the upper substrate and the lower substrate to configure the square shape of the memory cell.
상기 양단 전극은,
상기 상부 기판 및 상기 하부 기판 중 어느 하나의 기판에 형성되고,
상기 액정셀은,
상기 양단 전극에 인가되는 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정으로 형성되는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 7,
The both ends of the electrode,
It is formed on any one of the upper substrate and the lower substrate,
The liquid crystal cell,
A switching resistance memory device formed of a frequency-dependent dielectric anisotropy liquid crystal having positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy according to the frequency of a voltage applied to the both ends of the electrode.
상기 액정셀은,
상기 양단 전극에 전압이 인가되는 경우, 표면액정의 움직임을 가능하게 하는 배향력을 갖는 배향막이 형성되는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 7,
The liquid crystal cell,
When a voltage is applied to the both ends of the electrode, a switching resistor memory device is formed with an alignment layer having an alignment force that enables movement of the surface liquid crystal.
상기 액정셀은,
0 내지 10-8J/m2 사이의 배향력을 갖는 배향막이 형성되는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 12,
The liquid crystal cell,
A switching resistance memory device in which an alignment film having an alignment force between 0 and 10 -8 J / m 2 is formed.
상기 액정셀은,
PMMA, PVA 및 Polystyrene 중 어느 하나로 구성되는 배향막이 형성되는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 12,
The liquid crystal cell,
A switching resistance memory device in which an alignment layer formed of any one of PMMA, PVA and Polystyrene is formed.
상기 액정셀은,
구동 환경 온도 이하의 유리 전이(glass transition) 온도를 갖는 물질로 구성되는 배향막이 형성되는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 7,
The liquid crystal cell,
A switching resistance memory device in which an alignment layer made of a material having a glass transition temperature below a driving environment temperature is formed.
상기 액정셀은,
상기 양단 전극에 인가되는 전압에 의한 전기장의 방향으로 회전하는 양의 액정, 상기 전기장의 방향과 반대 방향으로 회전하는 음의 액정 및 상기 양단 전극에 인가되는 전압의 주파수에 따라 양의 유전율 이방성을 갖거나 음의 유전율 이방성을 갖는 주파수 의존 유전율 이방성 액정 중 어느 하나로 구현되는 스위칭 저항 메모리 소자.The method of claim 7,
The liquid crystal cell,
It has a positive dielectric anisotropy according to the frequency of the voltage applied to the positive electrode and the positive liquid crystal rotating in the direction opposite to the direction of the electric field, the positive liquid crystal rotating in the direction of the electric field by the voltage applied to the both ends of the electrode. Or a switching-resistance memory device implemented as one of frequency-dependent dielectric anisotropy liquid crystals having negative dielectric anisotropy.
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