公開番号2025089994 公報種別公開特許公報(A) 公開日2025-06-16 出願番号2024100276 出願日2024-06-21 発明の名称強誘電構造体及びその製造方法、これを適用した真性乱数生成器、これを適用した太陽電池、及びこれを適用した不揮発性RFスイッチ 出願人リサーチ アンド ビジネス ファウンデーション ソンギュングァン ユニバーシティ 代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人 主分類G09C 1/00 20060101AFI20250609BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール) 要約【課題】単一素子により、真性乱数生成器を具現する二次元強誘電性物質を含む強誘電構造体及びその製造方法を提供する。 【解決手段】強誘電構造体の動作方法は、基板100、基板上に配置される下部電極200、下部電極上に配置され、二次元強誘電性物質を含む強誘電層及び強誘電層上に配置される上部電極400を含む強誘電構造体を準備するステップと、強誘電層で分極が発生するように、強誘電構造体に動作電圧を印加するステップと、強誘電構造体に読出し電圧を印加して、強誘電層の分極状態が反映された電流値を得るステップと、強誘電層が分極発生前の状態に戻るように、強誘電構造体に除去電圧を印加するステップとを含むことにより、印加される同一電圧に対して、無作為強度の電流値が得られる。 【選択図】図5 特許請求の範囲【請求項１】 基板と、 前記基板上に配置される下部電極と、 前記下部電極上に配置され、二硫化モリブデン(MoS 2 )を含む強誘電層と、 前記強誘電層上に配置される上部電極とを含み、 印加される同一の電圧に対して、無作為強度の電流値が得られることを特徴とする含む強誘電構造体。 続きを表示（約 880 文字）【請求項２】 同一の電圧が複数回印加される場合、印加されたそれぞれの電圧に対して、互いに異なる強度の電流値が発生することを特徴とする請求項１に記載の強誘電構造体。 【請求項３】 電圧が印加される場合、前記強誘電層で分極(polarization)が発生することを特徴とする請求項１に記載の強誘電構造体。 【請求項４】 前記強誘電層で発生する分極により、印加される同一の電圧に対して、無作為強度の電流値が得られることを特徴とする請求項３に記載の強誘電構造体。 【請求項５】 真性乱数生成器(True Random Number Generator)に適用されることを特徴とする請求項１に記載の強誘電構造体。 【請求項６】 基板と、 前記基板上に配置される下部電極と、 前記下部電極上に配置され、二次元強誘電性物質を含む強誘電層と、 前記強誘電層上に配置される上部電極とを含み、 印加される同一の電圧に対して、無作為強度の電流値が得られることを特徴とする強誘電構造体。 【請求項７】 同一の電圧が複数回印加される場合、印加されたそれぞれの電圧に対して、互いに異なる強度の電流値が発生することを特徴とする請求項６に記載の強誘電構造体。 【請求項８】 電圧が印加される場合、前記強誘電層で分極が発生することを特徴とする請求項６に記載の強誘電構造体。 【請求項９】 電圧が印加される場合、前記強誘電層で垂直方向(Out－of－plane、OOP)への分極が発生することを特徴とする請求項８に記載の強誘電構造体。 【請求項１０】 前記二次元強誘電性物質は、互いに異なる元素の化合物を含み、 電圧が印加される場合、前記二次元強誘電性物質が含む互いに異なる元素のいずれか１つの元素イオンが、前記強誘電層内で位置変化することを特徴とする請求項６に記載の強誘電構造体。 （【請求項１１】以降は省略されています） 発明の詳細な説明【技術分野】 【０００１】 本発明は、強誘電構造体及びその製造方法に関し、より詳しくは、上部電極及び下部電極の間に強誘電層が配置された構造を有する強誘電構造体及びその製造方法に関する。 続きを表示（約 2,500 文字）【０００２】 本発明による強誘電構造体及びその製造方法は、真性乱数生成器(True Random Number Generator)、太陽電池、及び不揮発性ＲＦスイッチに適用可能である。 【背景技術】 【０００３】 モノのインターネット(Internet of Things、IoT)の急速な成長により、膨大な量のデータが生成され、交換されている。これにより、データの保安、特に、機密性(confidentiality)、インテグリティ(integrity)、及び認証(authentication)に対する虞も大きくなっている。しかし、ＩｏＴデバイスの拡散により統合した保安標準は存在していなく、このようなＩｏＴデバイスは、攻撃に脆弱であるため、深刻な保安問題が提起されている。 【０００４】 暗号化キーは、伝統的にデータを保護することに使われてきたが、機械学習(machine learning、ML)と物理的攻撃に益々脆弱になっている。このような問題を解決するために、乱数生成器(Random Number Generator、RNG)が注目されている。 【０００５】 より具体的に、乱数生成器に関して、ＣＭＯＳ素子に基づく疑似乱数生成器(Pseudo Random Number Generator、PRNG)モデルを使用している。しかし、既存のＣＭＯＳに基づく乱数生成器モデルは、複雑な回路構造と完璧な乱数ではなく、乱数を真似るための複雑なアルゴリズムで具現されたシステムであるという限界を持つ。これは、膨大な規模のデータが発生するＩｏＴ産業に直接的に応用することに限界があり、複雑なアルゴリズム構造を解析することさえできると、暗号をハッキングすることができる致命的な問題点を有している。 【０００６】 前述したように、数学的アルゴリズムを用いて、初期シードをビットシーケンスに拡張するソフトウェアに基づくＲＮＧ(Pseudo Random Number Generator、PRNG)とは異なり、真性乱数生成器(True Random Number Generator、TRNG)は、ランダムで予測できないハードウェアシステムの物理的属性を活用して、統計的に独立したビットを生成する。そこで、真性乱数生成器は、現在、膨大な規模で発生するデータ暗号化技術に適用可能な主要候補群であって、深度ある研究が必要である。 【０００７】 例えば、Z. Wei; Y. Katoh; S. Ogasahara; Y. Yoshimoto; K. Kawai; Y. Ikeda; K. Eriguchi; K. Ohmori; S. Yoneda, “True random number generator using current difference based on a fractional stochastic model in 40－nm embedded ReRAM”, 2016 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2016年には、抵抗変化素材であるタンタル酸化物(Ta 2 O 5 )を用いた真性乱数生成器が開示されている。 【０００８】 また、例えば、Bo Liu; Jing Ma; Han Hsiang Tai; Dharmendra Verma; Mamina Sahoo; Ying－Feng Chang; Hanyuan Liang; Shiwei Feng; Lain－Jong Li; Tuo－Hung Hou; Chao－Sung Lai, “Memristive True Random Number Generator with Intrinsic Two－Dimensional Physical Unclonable Function”, ACS Appl. Electron. Mater., 2023年, 5, 2, 714－720には、抵抗変化素材であるアルミニウム酸化物(AlO x )を用いた真性乱数生成器が開示されている。 【先行技術文献】 【非特許文献】 【０００９】 Z. Wei; Y. Katoh; S. Ogasahara; Y. Yoshimoto; K. Kawai; Y. Ikeda; K. Eriguchi; K. Ohmori; S. Yoneda, “True random number generator using current difference based on a fractional stochastic model in 40－nm embedded ReRAM”, 2016 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2016年 Bo Liu; Jing Ma; Han Hsiang Tai; Dharmendra Verma; Mamina Sahoo; Ying－Feng Chang; Hanyuan Liang; Shiwei Feng; Lain－Jong Li; Tuo－Hung Hou; Chao－Sung Lai, “Memristive True Random Number Generator with Intrinsic Two－Dimensional Physical Unclonable Function”, ACS Appl. Electron. Mater., 2023年, 5, 2, 714－720 【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 【００１０】 本発明の目的は、二次元強誘電性物質を含む強誘電構造体及びその製造方法を提供することにある。 （【００１１】以降は省略されています） この特許をJ-PlatPatで参照する
特許ウォッチ
