With the scope of electronics being rapidly extended into emerging areas such as wearable, body-attachable, or disposable electronics, there is strong demand for realizing a flash memory - an indispensable element in modern electronic system - on various non-rigid platforms. Even with the advances achieved for flexible thin-film transistors over the last few decades, however, it has been challenging to develop a flash memory that exhibits practically viable performance and a high degree of flexibility at the same time. This setback originates mainly from the scarcity of soft dielectric materials that exhibit insulating properties that are sufficient to construct a flash memory, which involves dual dielectric layers respectively responsible for tunneling charges into a floating gate and blocking charges from leaking therefrom. Here we report ultra-flexible organic flash memories based on polymeric dielectric layers prepared by initiated chemical vapor deposition (iCVD). With the near-ideal dielectric characteristics of iCVD polymers and a device structure based on a rational design and material choice, we demonstrate a flexible flash memory bendable down to a radius of 300 $\mu$m that exhibits a projected retention over 10 years with a programming voltage on par with the present industrial standards. The proposed memory technology is then applied to non-conventional substrates such as paper to demonstrate its feasibility in a wide range of emerging applications.
전자 제품의 범위가 급속도로 확장되면서 웨어러블이나 신체 부착 또는 일회용 전자제품과 같은 새로운 영역들이 생기면서 플래시 메모리를 다양한 소프트 플랫폼상에서 실현하려는 요구가 강해지고 있다. 지난 수 십 년 동안 유연한 박막 트랜지스터를 달성하기 위한 진보에도 불구하고 높은 유연성을 보이면서 성능을 유지하는 메모리를 구현하는 것은 쉽지 않은 도전이 되어왔다. 이러한 어려움은 주로 플래시 메모리를 구성하기에 충분한 절연 성질을 가진 소프트 절연체 재료의 부족에서 기인하는데, 이는 전하가 플로팅 게이트로 터널링하며 전하들이 누출되지 않도록 막는데 필요한 이중의 절연체 층을 가지는 다소 복잡한 구조와 동작 원리가 그 어려움을 증가시켜왔다. 우리는 본 논문에서 개시제를 이용한 화학 기상 증착법 (iCVD)에 의해 제조되는 고분자 절연체 층에 기반한 초유연 유기 플래시 메모리를 보고한다. iCVD 고분자의 거의 이상적인 절연체 특성 및 합리적인 설계 및 재료 선택에 기반한 구조에 의해 10 V 정도의 현재의 산업 표준과 유사한 프로그래밍 전압으로 예상되는 정보 저장 능력이 10년이 넘으면서도, 300 $\mu$m의 굽힘 반지름을 가지는 접을 수 있는 고유연 플래시 메모리를 구현하였다. 제안하는 메모리 기술은 종이와 같이 통상적이지 않은 기판상에 적용되어 다양한 종류의 차세대 응용 전자 소자 분야에 적용될 수 있음을 보여주었다.
