[发明专利]包括可变电阻元件的半导体器件

说明书

本公开提供了一种包括可变电阻器件的半导体器件。根据本公开的一个实施例的可变电阻元件包括：离子接收层，其具有顶部、底部和将顶部与底部连接的侧壁；离子供给层，其具有与离子接收层的侧壁的至少一部分连接的内侧壁；栅极图案，其连接到离子供给层的外侧壁；以及源极图案，其与离子接收层的顶部或底部之一连接，和漏极图案，其与离子接收层的顶部或底部中的另一个连接，其中离子接收层的电阻根据基于施加到栅极图案的电压而从离子供给层供应的离子的量来变化。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月12日提交的申请号为10-2019-0165406的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体并入本申请。

技术领域

本公开的示例性实施例涉及一种可变电阻元件和包括所述可变电阻元件的半导体器件。

背景技术

随着电子设备朝向小型化、低功耗、高性能、多样化等趋势的发展，需要能够高效处理大量信息的技术。特别是，对于在电子设备中模仿人类神经系统的神经形态技术的关注日益增长。人类神经系统包含数千亿个神经元和突触，而突触是神经元之间的连接。神经形态技术旨在通过设计与生物神经元和突触对应的神经元电路和突触电路来实现神经形态装置。该神经形态装置可以用于多种应用，包括数据分类、模式识别等。

发明内容

各种实施例涉及具有适合用作神经形态装置中的突触的特性的可变电阻元件，以及包括该可变电阻元件的半导体器件。

在一个实施例中，半导体器件包括至少一个可变电阻元件，所述可变电阻元件包括：离子接收层，其具有顶部、底部和将顶部与底部连接的侧壁；离子供给层，其具有与离子接收层的侧壁的至少一部分连接的内侧壁；栅极图案，其与离子供给层的外侧壁连接；以及源极图案，其与离子接收层的顶部或底部之一连接，和漏极图案，其与离子接收层的顶部或底部中的另一个连接，其中，离子接收层的电阻根据基于施加到栅极图案上的电压而从离子供给层供应的离子的量来变化。

在另一个实施例中，半导体器件包括至少一个可变电阻元件，所述可变电阻元件包括：离子供给层，其具有顶部、底部和将顶部与底部连接的侧壁；离子接收层，其具有与离子供给层的侧壁的至少一部分连接的内侧壁；栅极图案，其与离子接收层的外侧壁连接；以及源极图案，其与离子供给层的顶部或底部之一连接，和漏极图案，其与离子供给层的顶部或底部中的另一个连接，其中，离子供给层的电阻根据响应于施加到栅极图案的电压而从离子供给层向离子接收层供应的离子的量来变化。

附图说明

图1示出了突触的根据输入到神经形态装置的突触的电脉冲的数量的电导率。

图2A和图2B是例示根据本公开的实施例的可变电阻元件的剖视图和平面图。

图3是例示图2A和图2B所示的可变电阻元件的操作方法的视图。

图4A和图4B是例示根据本公开的实施例的半导体器件的平面图和剖视图。

图5是例示根据本公开的另一实施例的半导体器件的平面图。

图6A是例示根据本公开的另一实施例的可变电阻元件的剖视图。

图6B是例示根据本公开的又一实施例的可变电阻元件的剖视图。

图7是例示根据本公开的又一实施例的可变电阻元件的剖视图。

图8是例示图7的可变电阻元件的操作方法的视图。

图9是例示根据本公开的又一实施例的可变电阻元件的剖视图。

图10是例示根据本公开的实施例的模式识别系统的示例。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述各种实施例。