유기-무기 복합체 다공성 물질을 이용한 비휘발성 나노 채널 메모리 소자 document_id 1020050022220

[청구항 2] 제1항에 있어서,메모리 층과 하부 전극 사이 또는 메모리 층과 상부 전극 사이에배리어층을추가포함하는것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 3] 제1항에 있어서,다공성 물질이 열 안정성 매트릭스 전구체, 기공 형성 물질 및 고형분(매트릭스 전구체 + 기공 형성 물질)을 용해시키는 용매로 이루어진조성물형성되는것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 4] 제3항에 있어서,열 안정성 매트릭스 전구체가 하기 화학식 1 또는 2의 화합물과 하기 화학식 5의 모노머를 유기 용매 속에서 산 촉매와 물을 이용하여 가수분해 및 축합반응시켜 제조한 실록산계 수지임을 특징으로 하는 메모리 소자:[화학식 1] 위의 화학식 1에서, r1은 수소원자, c1 내지 c3의 알킬기 또는 c6 내지 c15의 아릴기이고,x1, x2 및 x3는 각각 독립적으로 수소원자, c1 내지 c3의 알킬기, c1 내지 c10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로, 적어도 하나는 가수분해가능한작용기이며,m은 0 내지 10의 정수이고, p는 3 내지 8의 정수이다. [화학식 2] 위의 화학식 2에서, r1은 수소원자, c1 내지 c3의 알킬기 또는 c6 내지 c15의 아릴기이고,r2는 수소원자, c1 내지 c10의 알킬기 또는 six1x2x3(여기서, x1, x2 및 x3는 각각 독립적으로 수소원자, c1 내지 c3의 알킬기, c1 내지 c10의 알콕시기 또는 할로겐 원자이다)이고, p는 3 내지 8의 정수이다.[화학식 5]rsix1x2x3위의 화학식 5에서, r은 수소원자, c1 내지 c3의 알킬기, c3 내지 c10의 사이클로알킬기, c1 내지c10 의 알콕시기 또는 c6 내지 c15의 아릴기이고, x1, x2 및 x3는 각각 독립적으로 c1 내지 c3의 알킬기, c1 내지 c10의 알콕시기, 또는 할로겐 원자이다. [청구항 5] 제4항에 있어서,열 안정성 매트릭스 전구체가 화학식 1 또는 2의 화합물과 화학식 5의 모노머를 0.01:0.99 내지 0.99:0.01의 몰 비로 가수분해 및 축합반응시켜 제조한 실록산계 수지특징으로 하는메모리 소자. [청구항 6] 제3항에 있어서,기공 형성 물질이 하기 화학식 7 내지 18의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 메모리 소자:[화학식 7]위의 화학식 7에서, q는 6 내지 12의 정수이고, r1 내지 r3은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 0 내지 10의 아미노 또는 아지도기, 탄소수 3 내지 20의 이미다졸기 또는 피리딘기, 탄소수 1 내지 10의 시아노기, 탄소수 2 내지 10의 카보네이트기, 탄소수 1 내지 10의 카바메이트기, 또는 -or4로 표시되는 작용기[여기서, r4는 수소원자, 할로겐 원자, 탄소수 2 내지 30의 아실기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 알켄기, 탄소수 3 내지 20의 알킨기, 탄소수 7 내지 20의 토실기, 탄소수 1 내지 10의 메실기, 탄소수 0 내지 10의 아미노기 또는 아지도기, 탄소수 0 내지 10의 포스포릴기, 탄소수 3 내지 20의 이미다졸기 또는 피리딘기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 1 내지 20의 하이드록시알킬기 또는 카르복실기, 탄소수 1 내지 20의 카르복시알킬기, 탄소수 6 내지 12의 글루코실기 또는 말토실기, 탄소수 1 내지 10의 시아노기, 탄소수 2 내지 10의 카보네이트, 탄소수 1 내지 10의 카바메이트기, 또는 sir1r2r3로 표시되는 규소 화합물(여기서, r1 내지 r3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다)이다]이다; [화학식 8]위의 화학식 8에서, n은 3 내지 10의 정수이고, r1 및 r2는 각각 oh, sh, 또는 nh2 치환기로부터 형성된 가교 구조이며, r3는 -or4[여기서, r4는 각각 독립적으로 c2 내지 c30의 아실기, c1 내지 c20의 알킬기, c3 내지 c10의 사이클로알킬기, c1 내지 c20의 하이드록시알킬기, 카르복시기, 또는 sir1r2r3로 표시되는 규소 화합물(여기서, r1, r2 및 r3는 각각 독립적으로 c1 내지 c5의 알킬기, c1 내지 c5의 알콕시기, 또는 c6 내지 c20의 아릴기이다)이다]이다.[화학식 9]위의 화학식 9에서, n은 3 내지 10의 정수이고, r1' 및 r2'는 각각 oh, sh, 또는 nh2로 표시되는 치환기로부터 형성된 가교 구조이며, r3은 -or4[여기서 r4는 탄소수 2 내지 30의 아실기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 하이드록시알킬기 또는 카르복실기, 또는 sir1r2r3로 표시되는 규소 화합물(여기서, r1, r2 및 r3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 또는 탄소수 1 내지 20의 아릴기이다)이다]이다.[화학식 10]위의 화힉식 10에서, n은 3 내지 10의 정수이고, r3'는 oh, sh, 또는 nh2 치환기로부터 형성된 가교 구조이며, r1 및 r2는 각각 -or4[여기서, r4는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 30의 아실기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 하이드록시알킬기, 탄소수 1 내지 20의 카르복실기, 또는 sir1r2r3로 표시되는 규소 화합물(여기서, r1, r2 및 r3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다)이다]이다.[화학식 11]위의 화학식 11에서, n은 3 내지 10의 정수이며, r1는 c1 내지 c20의 알킬기이고,r2는 h, c2 내지 c30의 아실기, c1 내지 c20의 알킬기, c3 내지 c10의 사이클로알킬기, c1 내지 c20의 카르복시기, c1 내지 c20의 에스테르표시되는규소 화합물(여기서 r1, r2 및 r3는 각각 독립적으로 c1 내지 c5의 알킬기, c1 내지 c5의 알콕시기, 또는 c6 내지 c20의 아릴기이다)이다]이다.[화학식 12][화학식 13][화학식 14]위의 화학식 12 내지 14에서, r1, r2, r3, r4 및 r5은 독립적으로 수소원자, c2 내지 c30의 아실기, c1 내지 c20의 알킬기, c3 내지 c10의 사이클로알킬기, c6 내지 c30의 아릴기, c1 내지 c20의 하이드록시알킬기 또는 c1 내지 c20의 카르복시알킬기이다.[화학식 15][화학식 16][화학식 17]위의 화학식 15 내지 17에서,r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7 및 r8은 독립적으로 수소원자, c2 내지 c30의 아실기, c1 내지 c20의 알킬기, c3 내지 c10의 사이클로알킬기, c6 내지 c30의 알릴기, c1 내지 c20의 하이드록시알킬기 또는 c1 내지 c20의 카르복시알킬기이다.[화학식 18]위의 화학식 18에서, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8, r9, r10 및 r11은 독립적으로 수소원자, c2 내지 c30의 아실기, c1 내지 c20의 알킬기, c3 내지 c10의 사이클로알킬기, c6 내지 c30의 알릴기, c1 내지 c20의 하이드록시알킬기 또는 c1 내지 c20의 카르복시알킬기이다. [청구항 7] 제3항에 있어서,기공 형성 물질이 말단에 하이드록시기를 갖는 하기 화학식 19 내지 23의 기공 형성 물질과 하기 화학식 24 내지 27의 할로겐화 실란계 화합물을 아민계 염기 촉매의 존재하에서 치환 반응시켜 제조한 실릴 개질 포로젠으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상특징으로 하는메모리 소자:[화학식 19];[화학식 20];[화학식 21];[화학식 22];[화학식 23]위의 화학식 19 내지 23에서, l은 2 내지 200의 정수이고, m은 20 내지 80의 정수이며, n은 2 내지 200의 정수이고, q는 5 내지 8의 정수이다; [화학식 24] xsi(or)3-lrl;[화학식 25] ; [화학식 26]; 및 [화학식 27] 위의 화학식 23 내지 27에서, r은 독립적으로 수소원자, c2 내지 c30의 아실기, c1 내지 c5의 알킬기 또는 c3 내지 c6의 사이클로알킬기이고, x는 불소(f) 원자, 염소(cl)원자, 브롬(br) 원자, 요오드(i) 원자와 같은 할로겐 원자이고, l 및 m은 0 내지 3의 정수이고, n은 1 내지 10의 정수이다. [청구항 8] 제3항에 있어서,조성물의 총 고형분(매트릭스 전구체 + 기공 형성 물질) 중 기공 형성 물질의 함량이 0.1 내지 95중량특징으로 하는메모리 소자. [청구항 9] 제3항에 있어서,조성물 중 용매의 함량이 20 내지 99.9중량특징으로 하는메모리 소자. [청구항 10] 제3항에 있어서,용매가 방향족계 탄화수소, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 아세테이트계 용매, 아미드계 용매, γ-부티로락톤, 알콜계 용매, 실리콘 용매 또는 이들의 혼합물특징으로 하는메모리 소자. [청구항 11] 제3항에 있어서,다공성 물질이 조성물을 하부 전극 위에 스핀 코팅, 딥 코팅, 분무 코팅, 흐름 코팅 또는 스크린 인쇄를 통하여 도포하고, 용매를 증발시킨 다음, 불활성 기체 분위기 또는 진공 분위기하에서 150 내지 600℃로 가열하여 경화시키는 단계에 의해형성되는것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 12] 제1항에 있어서,나노 채널의 크기가 0.5㎚내지범위인것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 13] 제1항에 있어서,메모리 층의 두께가 10㎚내지인것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 14] 제1항에 있어서,금속 나노 입자 또는 금속 이온이 알루미늄, 금, 은, 백금 및 인듐 틴 옥사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된금속의나노입자이온인것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 15] 제1항에 있어서,금속 나노 입자 또는 금속 이온이 진공 증착법에 의해나노채널내부주입되는것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 16] 제15항에 있어서,메모리 소자가 메모리 층과 상부 전극 사이에 배리어 층을 포함하고, 금속 나노 입자 또는 금속 이온이 상부 전극을 진공 증착법으로 증착하면서 금속 확산에 의해나노채널내부주입되는것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 17] 제2항 또는 제16항에 있어서,층이 전도성 고분자, 비전도성 고분자, 메모리 층에 사용된 것과는 상이한 다공성 물질, 및 진공 증착법으로 박막을 형성할 수 있는 유기 단분자 또는 무기물로 이루어진그룹선택되는것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 18] 제17항에 있어서,전도성 고분자가 폴리(n-비닐피리딘), 폴리(디메틸실록산), 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(아크릴산), 폴리(메틸아크릴산), 폴리(스티렌술폰산), 폴리(사이클로펜타디에닐메틸-노르보넨) 및 폴리(아미노애시드)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 단독중합체 또는 공중합체이고; 비전도성 고분자가 폴리메틸 메타크릴레이트(pmma), 폴리스티렌(ps), 폴리이미드(pi) 및 폴리카보네이트(pc)로 이루어진 그룹으로 선택된 1종 이상의 단독중합체 또는 공중합체이며; 메모리 층에 사용된 것과는 상이한 다공성 물질이 실록산류 또는 실세스퀴옥산류를 매트릭스로 사용하고 사이클로덱스트린, 칼릭스 아렌류 또는 덴드리머를 기공 형성 물질로 사용하여 제조된 박막, 및 실리카 또는 폴리에틸렌 옥사이드/폴리프로필렌 옥사이드/폴리에틸렌 옥사이드(peo-ppo-peo)의 삼원 블록 공중합체를 매트릭스로 사용하고 계면활성제를 기공 형성물질로 사용하여 제조된 박막으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종이고;진공 증착법으로 박막을 형성할 수 있는 유기 단분자가 아세틸렌특징으로 하는메모리 소자. [청구항 19] 제2항 또는 제16항에 있어서,층의 두께가 0.1내지인것을특징으로 하는메모리 소자. [청구항 20] 제1항에 있어서,전극이 금속, 금속 합금, 금속 질화물, 산화물, 황화물, 탄소, 전도성 고분자 및 유기 도전체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상특징으로 하는메모리 소자. [청구항 21] 제20항에 있어서,금속이 알루미늄, 금, 은, 백금 및 인듐 틴 옥사이드로 이루어진그룹선택된것특징으로 하는메모리 소자.