JP2006324425A - Manufacturing method of memory element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a memory element which is capable of easily and stably manufacturing the memory element. <P>SOLUTION: Upon manufacturing the memory element whose respective memory cells are constituted of a resistance changing element, consisting of a recording layer 2 between two sets of electrodes 1, 3 and the resistance value of the recording layer 2 is changed reversibly by impressing different potentials of two electrodes 1, 3, the resistance changing element is worked employing a soluble organic material as a mask 11, and an insulating layer 4 is formed by covering the mask 11 of the organic material. Further, the mask 11 and the insulating layer 4 on the mask 11 are removed selectively by lift-off method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、記憶素子の製造方法に係わる。   The present invention relates to a method for manufacturing a memory element.

小型携帯端末等の通信機器の飛躍的な普及や、パソコン等の情報処理機器の普及に伴い、これらの機器を構成するメモリには、高集積化、高速化、低消費電力化等、さらなる高性能化が求められている。
特に、メモリの高密度・大容量化は、ますます重要な課題となっており、今後のさらなる微細化・配線等の多層化に対応するプロセス技術が必要となる。
With the rapid spread of communication devices such as small mobile terminals and the spread of information processing devices such as personal computers, the memory that constitutes these devices has higher integration, higher speed, lower power consumption, etc. There is a need for performance.
In particular, increasing the density and capacity of memories has become an increasingly important issue, and process technology that will support future multi-layering such as further miniaturization and wiring is required.

そして、コンピュータ等の情報機器においては、ランダム・アクセス・メモリとして、動作が高速で、高密度のDRAMが広く使用されている。   In information devices such as computers, DRAMs with high speed and high density are widely used as random access memories.

しかしながら、DRAMは、電子機器に用いられる一般的な論理回路LSIや信号処理と比較して製造プロセスが複雑であるため、製造コストが高くなっている。
また、DRAMは、電源を切ると情報が消えてしまう揮発性メモリであり、頻繁にリフレッシュ動作、即ち書き込んだ情報(データ)を読み出し、増幅し直して、再度書き込み直す動作を行う必要がある。
However, a DRAM has a higher manufacturing cost because a manufacturing process is more complicated than a general logic circuit LSI or signal processing used in an electronic device.
The DRAM is a volatile memory in which information disappears when the power is turned off, and it is necessary to frequently perform a refresh operation, that is, an operation of reading, amplifying, and rewriting the written information (data).

そこで、電源を切っても情報が消えない不揮発性のメモリとして、例えばFeRAM(強誘電体メモリ)やMRAM(磁気記憶素子)等が提案されている。
これらのメモリの場合、電源を供給しなくても書き込んだ情報を長時間保持し続けることが可能になる。
また、これらのメモリの場合、不揮発性とすることにより、リフレッシュ動作を不要にして、その分消費電力を低減することができると考えられる。
Thus, for example, FeRAM (ferroelectric memory), MRAM (magnetic memory element), and the like have been proposed as nonvolatile memories whose information does not disappear even when the power is turned off.
In the case of these memories, it is possible to keep the written information for a long time without supplying power.
In addition, in the case of these memories, it is considered that by making them non-volatile, the refresh operation is unnecessary and the power consumption can be reduced accordingly.

しかしながら、上述の不揮発性のメモリは、各メモリセルを構成するメモリ素子の縮小化に伴い、記憶素子としての特性を確保することが困難になってくる。
このため、デザインルールの限界や製造プロセス上の限界まで素子を縮小化することは難しい。
However, with the above-described nonvolatile memory, it is difficult to ensure characteristics as a memory element as the memory elements constituting each memory cell are reduced.
For this reason, it is difficult to reduce the element to the limit of the design rule and the limit of the manufacturing process.

大容量不揮発メモリとして、RRAMやPMC(Programmable Metallization Cell)等の抵抗変化型メモリが提案されている。
これらRRAMやPMC等の抵抗変化型の不揮発性メモリでは、電圧や電流を印加することにより抵抗値が変化する特性を有する材料を、情報を記憶・保持させる記録層に用いている。
従って、記録層を挟んで2つの電極を設けて、これら2つの電極に電圧や電流を印加する、比較的簡単な構成であるため、記憶素子の微細化が容易である。
As a large-capacity nonvolatile memory, resistance change type memories such as RRAM and PMC (Programmable Metallization Cell) have been proposed.
In these variable resistance nonvolatile memories such as RRAM and PMC, a material having a characteristic that a resistance value is changed by applying a voltage or current is used for a recording layer for storing and holding information.
Therefore, since the two electrodes are provided with the recording layer interposed therebetween and a voltage or current is applied to the two electrodes, the memory element can be easily miniaturized.

RRAMの構成としては、例えば、2つの電極間に多結晶PrCaMnO薄膜を挟み、2つの電極に電圧パルス、或いは電流パルスを印加することによって、記録膜であるPrCaMnOの抵抗値が大きく変化する構成が紹介されている(非特許文献1参照)。 As a configuration of the RRAM, for example, when a polycrystalline PrCaMnO 3 thin film is sandwiched between two electrodes and a voltage pulse or a current pulse is applied to the two electrodes, the resistance value of PrCaMnO 3 as a recording film changes greatly. The configuration is introduced (see Non-Patent Document 1).

また、RRAMの他の構成として、例えば、Crが微量ドープされたSrZrO(単結晶又は多結晶)を2つの電極で挟みこみ、それらの電極から電流を流すことによって、記録膜の抵抗が変化する構成が紹介されている(非特許文献2参照)。 As another configuration of the RRAM, for example, the resistance of the recording film is changed by sandwiching SrZrO 3 (single crystal or polycrystal) doped with a small amount of Cr between two electrodes and passing a current from these electrodes. The structure which performs is introduced (refer nonpatent literature 2).

PMCは、2つの電極の間に、ある金属を含むイオン導電体を挟んだ構造であり、さらに2つの電極のいずれか一方にイオン導電体中に含まれる金属を含ませることにより、2つの電極間に電圧を印加した場合に、イオン導電体の抵抗或いはキャパシタンス等の電気特性が変化する特性を利用している(例えば、特許文献1参照。)。
具体的には、イオン導電体はカルコゲナイドと金属との固溶体(例えば、アモルファスGeS又はアモルファスGeSe)よりなり、2つの電極のいずれか一方の電極には、Ag,Cu或いはZnを含んでいる(特許文献1参照)。
PMC has a structure in which an ionic conductor containing a certain metal is sandwiched between two electrodes, and two electrodes can be obtained by including a metal contained in the ionic conductor in one of the two electrodes. When a voltage is applied between them, a characteristic that changes electrical characteristics such as resistance or capacitance of the ionic conductor is used (for example, see Patent Document 1).
Specifically, the ionic conductor is made of a solid solution of chalcogenide and metal (for example, amorphous GeS or amorphous GeSe), and one of the two electrodes contains Ag, Cu, or Zn (patent) Reference 1).

これらのデバイスを構成する材料は、RRAMでは例えば(Pr0.7Ca0.3)MnOであり、PMCではGeSe/AgGeSe等であり、いずれも従来の半導体製造プロセスでは未経験の材料である。 The material constituting these devices is, for example, (Pr 0.7 Ca 0.3 ) MnO 3 in RRAM, GeSe / AgGeSe, etc. in PMC, both of which are inexperienced materials in conventional semiconductor manufacturing processes.

半導体デバイスでは、一般に、セルの加工には、エッチング加工方法のひとつである RIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング)法が用いられる。
RIE法等の加工技術を用いて、全ての隣接セル間、或いは、同一選択ラインに接続されたセルと、隣接する、非選択ラインに接続されたセルとを、電気的及び物理的に分離することによって、電気的な相互干渉の低減及び不純物元素の不要な原子拡散等を未然に防止することができる。
In semiconductor devices, generally, an RIE (Reactive Ion Etching) method, which is one of etching methods, is used to process cells.
Using a processing technique such as RIE, all adjacent cells, or cells connected to the same selected line, and cells connected to adjacent non-selected lines are electrically and physically separated. As a result, electrical mutual interference can be reduced and unnecessary atomic diffusion of impurity elements can be prevented.

特に、RIE法は、理想的には、構成膜元素をエッチングガスとの反応により気相状態でエッチング除去することから、被エッチング元素の再付着等による歩留まりの低下の心配がないため、多用されている。   In particular, the RIE method is ideally used because the constituent film elements are removed by etching in a gas phase by reaction with an etching gas, so that there is no fear of a decrease in yield due to reattachment of the etching target elements. ing.

特表2002−536840号公報Special Table 2002-536840 Publication W.W.Zhuang他著,「Novel Colossal Magnetoresistive Thin Film Nonvolatile Resistance Random Access Memory (RRAM)」,Technical Digest“International Electron Devices Meeting”,2002年,p.193W. W. Zhuang et al., “Novel Colossal Magnetoresistive Thin Film Nonvolatile Resistance Random Access Memory (RRAM)”, Technical Digest “International Electron Devices Meeting”, 2002, p. 193 A.Beck他著,「Reproducible switching effect in thin oxide films for memory applications」,Applied Physics Letters,2000年,vol.77,p.139−141A. Beck et al., “Reproducible switching effect in thin oxide films for memory applications”, Applied Physics Letters, 2000, vol. 77, p. 139-141

しかしながら、新規の材料を使用した記憶素子に対して、RIE法を行うときには、構成元素によって、気相化が困難である場合がある。
また、気相化が可能な場合であっても、反応ガスの選択、エッチング条件の最適化等の条件を、歩留まりを向上させるために最適化するために、非常に長い開発期間を必要とする。
However, when the RIE method is performed on a memory element using a new material, vaporization may be difficult depending on the constituent elements.
In addition, even when vaporization is possible, a very long development period is required to optimize the conditions such as selection of reaction gas and optimization of etching conditions in order to improve the yield. .

さらに、新規の材料を使用した記憶素子においては、各メモリセルの記憶素子を所定の形状に形成した後に、上部配線と接続する方法においても、課題がある。
素子と上部配線とを接続する方法としては、全面にSiO等の絶縁層をCVD法にて形成した後、リソグラフィ技術とRIE技術によって絶縁層に開口する手法が一般的である。
Further, in the memory element using a new material, there is a problem in the method of connecting the upper wiring after forming the memory element of each memory cell in a predetermined shape.
As a method of connecting the element and the upper wiring, a method of forming an insulating layer such as SiO 2 on the entire surface by a CVD method and then opening the insulating layer by a lithography technique and an RIE technique is common.

しかしながら、上述の方法で上部配線と接続する場合、記憶素子(記憶セル)・接続孔・上部配線の3層の間の位置合わせズレとサイズ変動を考慮したマージン設計が必要となるため、集積度向上に際する阻害要因となる。   However, when connecting to the upper wiring by the above method, it is necessary to design a margin in consideration of misalignment and size variation among the three layers of the memory element (memory cell), the connection hole, and the upper wiring. It becomes an impediment to improvement.

この問題を解決する手法として、CMP(化学的機械的研摩)法によって研摩することにより、記憶素子の上部電極を露出させる方法がある。   As a technique for solving this problem, there is a method in which the upper electrode of the memory element is exposed by polishing by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.

ところが、この方法では、CMP法による研摩工程において、上部電極の厚さがマージンを決定することとなるため、上部電極を比較的厚く形成する必要がある。   However, in this method, since the margin of the upper electrode determines the margin in the polishing process by the CMP method, the upper electrode needs to be formed relatively thick.

しかしながら、上部電極を厚く形成すると、マスクを用いて上部電極をパターニングする際に、平面パターンのばらつきが大きくなり、パターン精度が悪くなる。これは、パターニングした電極の側壁が、完全に膜面に対して垂直ではなく僅かに傾斜して形成されるため、上部電極の底面(即ち記録層と接する面)では、マスクのパターンよりも大きくなっていることに起因しており、上部電極を厚くするほどマスクのパターンと電極底面のパターンとのずれが大きくなるためである。   However, if the upper electrode is formed thick, when the upper electrode is patterned using a mask, the variation of the planar pattern becomes large, and the pattern accuracy deteriorates. This is because the side wall of the patterned electrode is not completely perpendicular to the film surface but slightly inclined, so that the bottom surface of the upper electrode (ie, the surface in contact with the recording layer) is larger than the mask pattern. This is because the shift between the mask pattern and the electrode bottom pattern increases as the thickness of the upper electrode increases.

抵抗変化型の記憶素子では、電極と記録層とが接する面により電流の経路が規制されることがあり、このような電極底面のパターンがばらつくことにより、メモリセル毎の特性のばらつきを生じることになる。   In the resistance change type memory element, the current path may be restricted by the surface where the electrode and the recording layer are in contact with each other, and variations in the pattern of the bottom surface of the electrode may cause variations in characteristics of each memory cell. become.

また、研摩し過ぎて上部電極がなくなったり、研摩が不足して上部電極が露出しなかったりすると、記憶素子として動作しなくなってしまうため、精度の高い研磨が必須条件となる。
このため、研摩レートが知られている、SiO等の半導体プロセスでの標準的な絶縁材料を用いることが好ましくなり、新しい構成の記憶素子に適した絶縁材料を採用しようとすると、研磨精度の点で技術的困難度が伴うことになる。
In addition, if the upper electrode is lost due to excessive polishing, or if the upper electrode is not exposed due to insufficient polishing, the device does not operate as a memory element, and high-precision polishing is an essential condition.
For this reason, it is preferable to use a standard insulating material in a semiconductor process such as SiO 2 whose polishing rate is known. If an insulating material suitable for a memory element having a new configuration is to be used, the polishing accuracy is reduced. This is accompanied by technical difficulty.

上述した問題の解決のために、本発明においては、電気特性等の特性が良好な記憶素子を容易に安定して製造することが可能となる記憶素子の製造方法を提供するものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for manufacturing a memory element that can easily and stably manufacture a memory element having good characteristics such as electrical characteristics.

本発明の記憶素子の製造方法は、2つの電極の間に記録層を有して成り、2つの電極に極性の異なる電位を印加することによって、可逆的に記録層の抵抗値が変化する抵抗変化素子により、それぞれのメモリセルが構成された記憶素子を製造する際に、可溶性の有機材料をマスクにして抵抗変化素子を加工する工程と、有機材料のマスクを覆ってメモリセル間を電気的に分離させる絶縁層を形成する工程と、さらに、マスクの有機材料を溶解して、マスク上の絶縁層を選択的に除去する工程とを有するものである。   The method for manufacturing a memory element according to the present invention includes a recording layer between two electrodes, and a resistance whose resistance value of the recording layer changes reversibly by applying potentials having different polarities to the two electrodes. When manufacturing a memory element in which each memory cell is configured by a change element, a process of processing the resistance change element using a soluble organic material as a mask, and an electrical connection between the memory cells covering the organic material mask And a step of selectively removing the insulating layer on the mask by dissolving the organic material of the mask.

本発明製法により製造する記憶素子は、2つの電極の間に記録層を有して成り、これら2つの電極に極性の異なる電位を印加することによって、可逆的に記録層の抵抗値が変化する抵抗変化素子により、それぞれのメモリセルが構成されているので、この抵抗変化素子の抵抗値を、高抵抗と低抵抗の間で可逆的に変化させることができ、抵抗変化素子の抵抗状態を、情報としてメモリセルに記憶させることができる。   The memory element manufactured by the manufacturing method of the present invention has a recording layer between two electrodes, and the resistance value of the recording layer changes reversibly by applying potentials having different polarities to these two electrodes. Since each memory cell is configured by a resistance change element, the resistance value of the resistance change element can be reversibly changed between a high resistance and a low resistance, and the resistance state of the resistance change element is Information can be stored in a memory cell.

そして、上述の本発明の記憶素子の製造方法によれば、可溶性の有機材料をマスクにして抵抗変化素子を加工する工程と、有機材料のマスクを覆ってメモリセル間を電気的に分離させる絶縁層を形成する工程と、さらに、マスクの有機材料を溶解して、マスク上の絶縁層を選択的に除去する(即ち所謂リフトオフ法によりマスク上の絶縁層を選択的に除去する)工程とを有する。
抵抗変化素子を加工するマスクの上の絶縁層が選択的に除去されることから、マスクにより加工された抵抗変化素子において、2つの電極のうちの記録層上の電極(上部電極)の上にあったマスク及び絶縁層が除去されて、この電極が露出することになる。
これにより、この電極が露出した部分に配線層を形成して電極と接続すれば、配線層を電極と自己整合して接続することが可能になる。
According to the above-described method for manufacturing a memory element of the present invention, the step of processing the resistance change element using a soluble organic material as a mask, and the insulation for covering the organic material mask and electrically separating the memory cells A step of forming a layer, and a step of dissolving the organic material of the mask and selectively removing the insulating layer on the mask (that is, selectively removing the insulating layer on the mask by a so-called lift-off method). Have.
Since the insulating layer on the mask for processing the variable resistance element is selectively removed, in the variable resistance element processed by the mask, on the electrode (upper electrode) on the recording layer of the two electrodes. The existing mask and insulating layer are removed, and this electrode is exposed.
As a result, if a wiring layer is formed in a portion where the electrode is exposed and connected to the electrode, the wiring layer can be connected in self-alignment with the electrode.

また、RIE法により絶縁層を開口して電極を露出させる方法や、CMP法により研摩して電極を露出させる方法と比較して、記憶素子の材料に合わせた条件設定をする必要がなく、容易に電極を露出させて配線層と接続させることができる。
このように、容易に電極と配線層とを接続させることができるため、電極を厚く形成する必要がなく、電極を薄く形成して電極底面のパターンのばらつきを低減することが可能になる。
従って、記憶素子に新規の材料を用いても、容易に歩留まり良く記憶素子を製造することが可能になる。
Compared with the method of exposing the electrode by opening the insulating layer by the RIE method and the method of exposing the electrode by polishing by the CMP method, it is not necessary to set conditions according to the material of the memory element, and it is easy. The electrode can be exposed to and connected to the wiring layer.
Thus, since the electrode and the wiring layer can be easily connected, it is not necessary to form the electrode thickly, and it is possible to reduce the variation in the pattern of the electrode bottom by forming the electrode thinly.
Therefore, even if a new material is used for the memory element, the memory element can be easily manufactured with a high yield.

上述の本発明によれば、電極底面のパターンのばらつきを低減することが可能になるため、各メモリセルの抵抗変化素子の特性のばらつきを低減することができる。
また、記憶素子に新規の材料を用いても、容易に歩留まり良く記憶素子を製造することが可能になるため、良好な記録特性を有する特定の材料を用いて記憶素子を構成することが可能になる。
According to the above-described present invention, it is possible to reduce variations in the pattern on the bottom surface of the electrode, so that variations in the characteristics of the resistance change element of each memory cell can be reduced.
In addition, even if a new material is used for the memory element, it is possible to easily manufacture the memory element with a high yield, so that the memory element can be configured using a specific material having good recording characteristics. Become.

従って、本発明により、電気特性等の特性が良好な記憶素子を、容易に安定して製造することが可能となる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to easily and stably manufacture a memory element having favorable characteristics such as electric characteristics.

本発明では、2つの電極の間に記録層を有して成り、前記2つの電極に極性の異なる電位を印加することによって、可逆的に前記記録層の抵抗値が変化する抵抗変化素子により、それぞれのメモリセルが構成された記憶素子を製造する。
このように構成された記憶素子では、抵抗変化素子の抵抗値を、高抵抗と低抵抗の間で可逆的に変化させることができ、抵抗変化素子の抵抗状態を、情報としてメモリセルに記憶させることができる。
このような記憶素子の形態としては、例えば、図3A及び図3Bにそれぞれ断面図を示す構成が挙げられる。
In the present invention, a resistance change element that has a recording layer between two electrodes and reversibly changes the resistance value of the recording layer by applying potentials having different polarities to the two electrodes. A memory element in which each memory cell is configured is manufactured.
In the memory element configured as described above, the resistance value of the resistance change element can be reversibly changed between high resistance and low resistance, and the resistance state of the resistance change element is stored in the memory cell as information. be able to.
As a form of such a memory element, for example, a configuration shown in cross-sectional views in FIGS. 3A and 3B can be given.

図3Aに断面図を示す記憶素子は、下部電極1と上部電極3の2つの電極の間に、単層の記録層2を有し、これら3層1,2,3の積層膜から成る抵抗変化素子10によって、それぞれのメモリセルが構成されている。各メモリセルの抵抗変化素子10の間は絶縁層4により分離されている。   3A has a single-layer recording layer 2 between two electrodes, a lower electrode 1 and an upper electrode 3, and is composed of a laminated film of these three layers 1, 2, and 3. The change element 10 constitutes each memory cell. The resistance change elements 10 of each memory cell are separated by an insulating layer 4.

記録層2は、下部電極1と上部電極3に極性の異なる電位を印加することによって、可逆的に抵抗値が変化する構成とする。
この単層の記録層2の材料としては、例えば、前述した(Pr0.7Ca0.3)MnO等を用いることができる。
The recording layer 2 has a configuration in which the resistance value is reversibly changed by applying different polarities to the lower electrode 1 and the upper electrode 3.
As a material of the single recording layer 2, for example, (Pr 0.7 Ca 0.3 ) MnO 3 described above can be used.

図3Bに断面図を示す記憶素子は、記録層2が、2層2A,2Bの積層膜となっている。
そして、2層2A,2Bを、例えば、2層とも、或いは一方の層のみが、極性の異なる電位を印加することによって可逆的に抵抗値が変化する構成とする。
2層2A,2Bとも抵抗値が変化する構成では、例えば組成や材料を異ならせた2層を積層する。例えば、前述したGeSe/AgGeSe等を用いることができる。
一方の層のみが抵抗値が変化する構成では、他方の層は、抵抗値を変化させるためのキャリア等を供給する、抵抗値が変化する層の特性を良好にする、電極1,3との反応や元素拡散を抑制する、等の目的で設けられる。
In the memory element shown in the sectional view in FIG. 3B, the recording layer 2 is a laminated film of two layers 2A and 2B.
The two layers 2A and 2B have a configuration in which, for example, the resistance value is reversibly changed by applying potentials having different polarities in both of the two layers or only one of the layers.
In the configuration in which the resistance values of the two layers 2A and 2B change, for example, two layers having different compositions and materials are stacked. For example, the aforementioned GeSe / AgGeSe or the like can be used.
In the configuration in which only one layer changes its resistance value, the other layer supplies carriers for changing the resistance value, improves the characteristics of the layer whose resistance value changes, and the electrodes 1 and 3 It is provided for the purpose of suppressing reaction and element diffusion.

また、本発明製法により製造する記憶素子として、例えば前述した特許文献1に記載されている構成のように、記録層2として、2つの電極1,3の間に、Ag,Cu,Zn等のイオン源となる金属元素を含むイオン導電体を挟んだ構造の抵抗変化素子10から成る構成を採用することも可能である。
この構成では、イオン源となる金属元素(Ag,Cu,Zn等)を含んで記録層2を構成することにより、2つの電極1,3間に電圧を印加した場合に、イオン源となる金属元素がイオンとして拡散するため、これにより記録層2の抵抗値或いはキャパシタンス等の電気特性が変化するので、この特性を利用して情報を記録することができる。
Further, as a storage element manufactured by the manufacturing method of the present invention, for example, as in the configuration described in Patent Document 1 described above, the recording layer 2 is made of Ag, Cu, Zn or the like between the two electrodes 1 and 3. It is also possible to adopt a configuration including the variable resistance element 10 having a structure in which an ionic conductor containing a metal element serving as an ion source is sandwiched.
In this configuration, when the recording layer 2 is configured to include a metal element (Ag, Cu, Zn, or the like) that serves as an ion source, a metal that serves as an ion source when a voltage is applied between the two electrodes 1 and 3. Since the element diffuses as ions, this changes the electrical characteristics such as the resistance value or capacitance of the recording layer 2, so that information can be recorded using this characteristic.

この構成の記憶素子の場合、例えば、図3Bに示す記録層2の2層2A,2Bのうち1層又は2層を、イオン源となる金属元素(Ag,Cu,Zn等)を含む構成とすると共に、記録層2の2層2A,2Bのうち1層を、上記金属元素のイオンが移動して抵抗値が変化する構成とすることが可能である。   In the case of the memory element having this configuration, for example, one or two of the two layers 2A and 2B of the recording layer 2 shown in FIG. 3B include a metal element (Ag, Cu, Zn, etc.) serving as an ion source. In addition, one of the two layers 2A and 2B of the recording layer 2 can be configured such that the resistance value changes as ions of the metal element move.

金属元素のイオンが移動して抵抗値が変化する層は、絶縁体或いは半導体から成り、比較的抵抗値が高い高抵抗層とすることが望ましい。
この高抵抗層としては、例えば、希土類元素を含有する酸化物や窒化物から成る構成が考えられる。
The layer whose resistance value changes due to movement of ions of the metal element is preferably a high resistance layer made of an insulator or a semiconductor and having a relatively high resistance value.
As this high resistance layer, for example, a configuration made of an oxide or nitride containing a rare earth element can be considered.

そして、図3Bに示す記録層2の2層2A,2Bのうち、一方をイオン源となる金属元素(Ag,Cu,Zn等)を含む層(以下イオン源層と呼ぶ)として、他方を高抵抗層として、これらイオン源層及び高抵抗層を積層した構成とすることができる。   Then, one of the two layers 2A and 2B of the recording layer 2 shown in FIG. 3B is a layer containing a metal element (Ag, Cu, Zn, etc.) serving as an ion source (hereinafter referred to as an ion source layer), and the other is a high layer. As a resistance layer, it can be set as the structure which laminated | stacked these ion source layers and high resistance layers.

イオン源層は、好ましくは、S,Se,Teから選ばれた1種以上の元素(カルコゲナイド元素)とを含有する構成とする。
さらに好ましくは、イオン源元素としてCuを含み、カルコゲナイド元素としてTeを含む、即ちイオン源層がCuTeを含む構成とする。Cu及びTeを含むことにより、他のイオン源元素(Ag,Zn)やカルコゲナイド元素(S,Se)を用いた場合と比較して、イオン源層の抵抗値を小さくすることができる。
The ion source layer preferably contains one or more elements (chalcogenide elements) selected from S, Se, and Te.
More preferably, the ion source element includes Cu and the chalcogenide element includes Te, that is, the ion source layer includes CuTe. By including Cu and Te, the resistance value of the ion source layer can be reduced as compared with the case where other ion source elements (Ag, Zn) and chalcogenide elements (S, Se) are used.

各メモリセルの抵抗変化素子10を分離する絶縁層4の材料としては、一般的な半導体デバイスで使用されているSiOの他にも、AlやTaの酸化物又は窒化物を用いることができる。 As a material of the insulating layer 4 that separates the resistance change element 10 of each memory cell, an oxide or nitride of Al or Ta can be used in addition to SiO 2 used in a general semiconductor device. .

続いて、本発明の記憶素子の製造方法の実施の形態として、図3Aや図3Bに示した記憶素子を製造する方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the memory element shown in FIGS. 3A and 3B will be described as an embodiment of the method for manufacturing the memory element of the present invention.

まず、図1Aに示すように、下部電極1・記録層2・上部電極3の各層を順次成膜して、記憶素子を構成する抵抗変化素子の積層膜を形成する。
次に、上部電極3の上にフォトレジストを堆積して、このフォトレジストを露光・現像することにより、図1Bに示すように、メモリセルのパターンに対応したレジストマスク11を形成する。
First, as shown in FIG. 1A, the lower electrode 1, the recording layer 2, and the upper electrode 3 are sequentially formed to form a laminated film of resistance change elements constituting a memory element.
Next, a photoresist is deposited on the upper electrode 3, and this photoresist is exposed and developed, thereby forming a resist mask 11 corresponding to the pattern of the memory cell as shown in FIG. 1B.

次に、レジストマスク11を用いて、上部電極3及び記録層2に対して、イオンミリング法又はRIE法によって、順次エッチングを行う。これにより、図1Cに示すように、上部電極3及び記録層2をパターニングする。   Next, the upper electrode 3 and the recording layer 2 are sequentially etched by the ion milling method or the RIE method using the resist mask 11. Thus, the upper electrode 3 and the recording layer 2 are patterned as shown in FIG. 1C.

なお、図1Cでは、上部電極3及び記録層2をパターニングしたが、記憶素子の構成によっては、下部電極1の一部又は全部をもパターニングすることや、上部電極3のみをパターニングすることもある。   In FIG. 1C, the upper electrode 3 and the recording layer 2 are patterned. However, depending on the configuration of the memory element, part or all of the lower electrode 1 may be patterned or only the upper electrode 3 may be patterned. .

続いて、図2Dに示すように、レジストマスク11を覆って全面的に、絶縁層4を堆積させる。   Subsequently, as shown in FIG. 2D, the insulating layer 4 is deposited over the entire surface covering the resist mask 11.

次に、リフトオフ法により、レジストマスク11及びレジストマスク11上の絶縁層4を除去する。
このとき、有機溶剤等、レジストマスク11を溶解する液体を用いると共に、超音波洗浄機、高圧で溶解液を噴出するジェット洗浄機、もしくは、超音波洗浄機及びジェット洗浄機を組み合わせた洗浄方法を用いる。
これにより、図2Eに示すように、パターニングされた記録層2及び上部電極3の外側のみに絶縁層4が残ることになる。
Next, the resist mask 11 and the insulating layer 4 on the resist mask 11 are removed by a lift-off method.
At this time, a liquid that dissolves the resist mask 11 such as an organic solvent is used, and an ultrasonic cleaning machine, a jet cleaning machine that jets the solution at high pressure, or a cleaning method that combines an ultrasonic cleaning machine and a jet cleaning machine. Use.
As a result, as shown in FIG. 2E, the insulating layer 4 remains only outside the patterned recording layer 2 and upper electrode 3.

続いて、図示しないが、上部電極3に接続するように配線層を形成した後、配線層をパターニングして、上部電極3に接続する配線を形成する。
このようにして、記憶素子を製造することができる。
Subsequently, although not shown, after a wiring layer is formed so as to be connected to the upper electrode 3, the wiring layer is patterned to form a wiring connected to the upper electrode 3.
In this way, a memory element can be manufactured.

上述した本実施の形態の製造方法によれば、レジストマスク11を用いて上部電極3及び記録層2をパターニングした後に、レジストマスク11を覆って絶縁層4を堆積させ、さらにリフトオフ法により、レジストマスク11を溶解してレジストマスク11上の絶縁層4を除去することにより、パターニングされた記録層2及び上部電極3の外側のみに絶縁層4が残り、上部電極3を露出させることができる。
これにより、上部電極3が露出した部分に配線層を形成して、配線層を上部電極3と自己整合して接続することが可能になる。
According to the manufacturing method of the present embodiment described above, after patterning the upper electrode 3 and the recording layer 2 using the resist mask 11, the insulating layer 4 is deposited so as to cover the resist mask 11, and then the resist is formed by a lift-off method. By dissolving the mask 11 and removing the insulating layer 4 on the resist mask 11, the insulating layer 4 remains only outside the patterned recording layer 2 and upper electrode 3, and the upper electrode 3 can be exposed.
As a result, it is possible to form a wiring layer in a portion where the upper electrode 3 is exposed and connect the wiring layer to the upper electrode 3 in a self-aligned manner.

また、RIE法により絶縁層4を開口して上部電極3を露出させる方法や、CMP法により研摩して上部電極3を露出させる方法と比較して、記憶素子の材料に合わせた条件設定をする必要がなく、容易に上部電極3を露出させて配線層と接続させることができる。
このように、容易に上部電極3と配線層とを接続させることができるため、上部電極3を厚く形成する必要がなく、上部電極3を薄く形成して電極底面のパターンのばらつきを低減することが可能になる。上部電極3の膜厚を、例えば20nm以下と薄くしても、問題なく記憶素子を製造することができる。
そして、上部電極3の電極底面のパターンのばらつきを低減することが可能になるため、各メモリセルの抵抗変化素子の特性のばらつきを低減することができる。
Compared with the method of exposing the upper electrode 3 by opening the insulating layer 4 by the RIE method and the method of exposing the upper electrode 3 by polishing by the CMP method, conditions are set according to the material of the memory element. There is no need, and the upper electrode 3 can be easily exposed and connected to the wiring layer.
Since the upper electrode 3 and the wiring layer can be easily connected in this way, it is not necessary to form the upper electrode 3 thick, and the upper electrode 3 is formed thin to reduce variations in the pattern of the electrode bottom surface. Is possible. Even if the film thickness of the upper electrode 3 is reduced to, for example, 20 nm or less, the memory element can be manufactured without any problem.
Since variations in the pattern of the electrode bottom surface of the upper electrode 3 can be reduced, variations in the characteristics of the resistance change element in each memory cell can be reduced.

従って、記憶素子に新規の材料を用いても、容易に歩留まり良く記憶素子を製造することが可能になる。これにより、良好な記録特性を有する特定の材料を用いて記憶素子を構成することが可能になる。
また、高い信頼性を有し、電気特性等の特性が良好な記憶素子を、容易に安定して製造することが可能となる。
Therefore, even if a new material is used for the memory element, the memory element can be easily manufactured with a high yield. This makes it possible to configure the memory element using a specific material having good recording characteristics.
In addition, it is possible to easily and stably manufacture a memory element having high reliability and favorable characteristics such as electrical characteristics.

ここで、本発明製造方法により製造される記憶素子を備えた記憶装置(メモリ)の一形態の概略構成図(断面図)を図4に示す。   Here, FIG. 4 shows a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of an embodiment of a storage device (memory) including a storage element manufactured by the manufacturing method of the present invention.

この記憶装置(メモリ)は、抵抗変化素子を用いた記憶素子によってメモリセルを構成し、このメモリセルを多数配置した構成となっている。
そして、図4に示すように、MOSトランジスタ(図示せず)から繋がるコンタクト層21の直上に、下部電極1・記録層2・上部電極3から成る抵抗変化素子が形成されている。上部電極3の上には、配線層22が接続されている。
This memory device (memory) has a configuration in which a memory cell is configured by a memory element using a resistance change element, and a large number of the memory cells are arranged.
As shown in FIG. 4, a variable resistance element including a lower electrode 1, a recording layer 2, and an upper electrode 3 is formed immediately above the contact layer 21 connected to the MOS transistor (not shown). A wiring layer 22 is connected on the upper electrode 3.

この構成の記憶装置(メモリ)を製造する際には、抵抗変化素子の積層膜(下部電極1・記録層2・上部電極3)に、フォトリソグラフィ技術及びリフトオフ法を適用して、各メモリセルの抵抗変化素子を分離する。   In manufacturing a memory device (memory) having this configuration, each memory cell is applied by applying a photolithography technique and a lift-off method to the laminated film (lower electrode 1, recording layer 2, upper electrode 3) of the resistance change element. The variable resistance element is separated.

この構造の利点は、コンタクト層21の直上にメモリセルを構成する抵抗変化素子の積層膜が配置されているので、各メモリセルの面積占有率を少なくすることができ、多くの抵抗変化素子を搭載することが可能で、大容量のメモリ製作が可能となることである。   The advantage of this structure is that the laminated film of the resistance change elements constituting the memory cell is arranged immediately above the contact layer 21, so that the area occupancy of each memory cell can be reduced, and many resistance change elements can be obtained. It is possible to mount it, and a large-capacity memory can be manufactured.

また、本発明製造方法により製造される記憶素子を備えた記憶装置(メモリ)の他の形態の概略構成図(断面図)を図5に示す。
この記憶装置(メモリ)は、図5に示すように、下部電極1を、MOSトランジスタから繋がるコンタクト層21上から他の部分へ引き回した構成としている点が、図4に示した構成と異なっている。
この構成の記憶装置を製造する際には、抵抗変化素子の積層膜(下部電極1・記録層2・上部電極3)のうち、記録層2及び上部電極3に、フォトリソグラフィ技術及びリフトオフ法を適用して、各メモリセルの抵抗変化素子を分離する。下部電極1は、記録層2及び上部電極3とは別に、予めコンタクト層21上からメモリセルとなる部分にわたるようにパターニングする。
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of another embodiment of a memory device (memory) including a memory element manufactured by the manufacturing method of the present invention.
As shown in FIG. 5, this memory device (memory) differs from the configuration shown in FIG. 4 in that the lower electrode 1 is routed from the contact layer 21 connected to the MOS transistor to another portion. Yes.
In manufacturing the memory device having this configuration, the photolithography technique and the lift-off method are applied to the recording layer 2 and the upper electrode 3 in the laminated film (lower electrode 1, recording layer 2, upper electrode 3) of the resistance change element. The resistance change element of each memory cell is isolated by application. The lower electrode 1 is patterned in advance from the recording layer 2 and the upper electrode 3 so as to extend from the contact layer 21 to the memory cell portion.

この構造の利点は、記録層2の直下の下部電極1は、コンタクト層21から外れた平坦性が良好な面上にあるため、下部電極1及び記録層2を、さらに良好な状態で成膜することができることである。   The advantage of this structure is that the lower electrode 1 directly below the recording layer 2 is on a surface having good flatness that is out of the contact layer 21, so that the lower electrode 1 and the recording layer 2 are formed in a better state. Is what you can do.

ところで、前述したように、イオン源となる元素を含有するイオン源層と、抵抗値が高くイオンが移動することにより抵抗値が変化する高抵抗層とを積層して、記録層2を構成した場合には、高抵抗層が膜面方向に導通しない。
このことから、抵抗変化素子の積層膜のうち少なくとも高抵抗層を含む1層以上を、隣接するメモリセルの抵抗変化素子で共通に形成することが可能である。
この場合、抵抗変化素子の積層膜の2つの電極1,3のうち、少なくとも一方の電極を絶縁層によりメモリセル毎に分離すれば、各メモリセルを独立して動作させることができる。
By the way, as described above, the recording layer 2 is configured by laminating an ion source layer containing an element serving as an ion source and a high resistance layer having a high resistance value and a resistance value changing as ions move. In some cases, the high resistance layer does not conduct in the film surface direction.
From this, it is possible to form one or more layers including at least the high resistance layer among the laminated films of the resistance change elements in common with the resistance change elements of adjacent memory cells.
In this case, if at least one of the two electrodes 1 and 3 of the laminated film of the resistance change element is separated for each memory cell by the insulating layer, each memory cell can be operated independently.

このように隣接するメモリセルで高抵抗層等を共通に形成した構成を有し、本発明製造方法により製造される記憶素子を備えた記憶装置(メモリ)の他の形態の概略構成図(断面図)を図6に示す。
この記憶装置(メモリ)は、図6に示すように、下部電極1及び記録層2を、図示した部分全体のメモリセルで共通に形成している。
この構成の記憶装置を製造する際には、抵抗変化素子の積層膜(下部電極1・記録層2・上部電極3)のうち、上部電極3のみに、フォトリソグラフィ技術及びリフトオフ法を適用して、各メモリセルの抵抗変化素子を分離する。
この場合、下部電極1及び記録層2を共通に形成しているため、これら各層1,2を、メモリセル毎に微細にパターニングする必要がなく、広い面積で、かつ容易にパターニングすることができることから、記憶素子を容易に歩留まり良く製造することができる。
従って、メモリセルのサイズを微細化しても、記憶素子を容易に歩留まり良く製造することができため、メモリセルの密度を高めることが可能になる。これにより、記憶素子の記憶容量の増大や、メモリの小型化を図ることが可能になる。
A schematic configuration diagram (cross section) of another mode of a memory device (memory) having a configuration in which a high resistance layer or the like is commonly formed in adjacent memory cells and including a memory element manufactured by the manufacturing method of the present invention. Figure) is shown in FIG.
In this memory device (memory), as shown in FIG. 6, the lower electrode 1 and the recording layer 2 are formed in common in the memory cells of the entire portion shown in the drawing.
When manufacturing a memory device having this configuration, a photolithography technique and a lift-off method are applied only to the upper electrode 3 of the laminated film (lower electrode 1, recording layer 2, upper electrode 3) of the resistance change element. The resistance change element of each memory cell is separated.
In this case, since the lower electrode 1 and the recording layer 2 are formed in common, the layers 1 and 2 do not need to be finely patterned for each memory cell, and can be easily patterned with a large area. Therefore, the memory element can be easily manufactured with a high yield.
Therefore, even when the size of the memory cell is reduced, the memory element can be easily manufactured with a high yield, and the density of the memory cell can be increased. As a result, the storage capacity of the storage element can be increased and the memory can be downsized.

ところで、図1A〜図2Eに示した実施の形態では、絶縁層4を、記録層2及び上部電極3の合計の厚さよりやや厚い程度に形成していたが、絶縁層をもっと厚く形成して、リフトオフ法により選択的に除去した後に、接続孔が残るようにしてもよい。
その場合を次に示す。
In the embodiment shown in FIGS. 1A to 2E, the insulating layer 4 is formed to be slightly thicker than the total thickness of the recording layer 2 and the upper electrode 3, but the insulating layer is formed to be thicker. The connection holes may remain after the selective removal by the lift-off method.
The case is shown below.

本発明の記憶素子の製造方法の他の実施の形態を説明する。
まず、図1A〜図1Cに示したと同様に、レジストマスク11を用いて、上部電極3及び記録層2をパターニングする。
次に、図7Aに示すように、図2Dに示した工程よりも、絶縁層4を厚く形成する。
即ち、抵抗変化素子の積層膜のうち、記録層2及び上部電極3の合計の厚さと比較して、充分に厚く絶縁層4を形成する。
Another embodiment of the method for manufacturing a memory element of the present invention will be described.
First, in the same manner as shown in FIGS. 1A to 1C, the upper electrode 3 and the recording layer 2 are patterned using the resist mask 11.
Next, as shown in FIG. 7A, the insulating layer 4 is formed thicker than the step shown in FIG. 2D.
That is, the insulating layer 4 is formed sufficiently thicker than the total thickness of the recording layer 2 and the upper electrode 3 in the laminated film of the resistance change element.

その後、リフトオフ法により、レジストマスク11及びレジストマスク11上の絶縁層4を除去する。
これにより、図7Bに示すように、パターニングされた記録層2及び上部電極3の外側のみに絶縁層4が残り、上部電極3の上に絶縁層4が開口を有した状態になる。
本実施の形態では、この絶縁層4の開口を、上部電極3と配線層との接続孔として用いる。
Thereafter, the resist mask 11 and the insulating layer 4 on the resist mask 11 are removed by a lift-off method.
As a result, as shown in FIG. 7B, the insulating layer 4 remains only outside the patterned recording layer 2 and the upper electrode 3, and the insulating layer 4 has an opening on the upper electrode 3.
In the present embodiment, the opening of the insulating layer 4 is used as a connection hole between the upper electrode 3 and the wiring layer.

次に、絶縁層4の開口(接続孔)を埋めて、かつ上部電極3に接続するように、配線層を形成する。
その後、配線層をパターニングして、上部電極3に接続する配線を形成する。
このようにして、記憶素子を製造することができる。
Next, a wiring layer is formed so as to fill the opening (connection hole) of the insulating layer 4 and connect to the upper electrode 3.
Thereafter, the wiring layer is patterned to form a wiring connected to the upper electrode 3.
In this way, a memory element can be manufactured.

上述の本実施の形態の製造方法によれば、先の実施の形態の製造方法と同様に、上部電極3が露出した部分に配線層を形成して、配線層を上部電極3と自己整合して接続することが可能になる。
また、RIE法により絶縁層4を開口して上部電極3を露出させる方法や、CMP法により研摩して上部電極3を露出させる方法と比較して、記憶素子の材料に合わせた条件設定をする必要がなく、容易に上部電極3を露出させて配線層と接続させることができる。
これにより、上部電極3を薄く形成して電極底面のパターンのばらつきを低減することが可能になる。上部電極3の膜厚を、例えば20nm以下と薄くしても、問題なく記憶素子を製造することができる。
そして、上部電極3の電極底面のパターンのばらつきを低減することが可能になるため、各メモリセルの抵抗変化素子の特性のばらつきを低減することができる。
According to the manufacturing method of the present embodiment described above, as in the manufacturing method of the previous embodiment, the wiring layer is formed in the portion where the upper electrode 3 is exposed, and the wiring layer is self-aligned with the upper electrode 3. Can be connected.
Compared with the method of exposing the upper electrode 3 by opening the insulating layer 4 by the RIE method and the method of exposing the upper electrode 3 by polishing by the CMP method, conditions are set according to the material of the memory element. There is no need, and the upper electrode 3 can be easily exposed and connected to the wiring layer.
Thereby, it is possible to reduce the variation in the pattern of the bottom surface of the electrode by forming the upper electrode 3 thin. Even if the film thickness of the upper electrode 3 is reduced to, for example, 20 nm or less, the memory element can be manufactured without any problem.
Since variations in the pattern of the electrode bottom surface of the upper electrode 3 can be reduced, variations in the characteristics of the resistance change element in each memory cell can be reduced.

従って、記憶素子に新規の材料を用いても、容易に歩留まり良く記憶素子を製造することが可能になる。これにより、良好な記録特性を有する特定の材料を用いて記憶素子を構成することが可能になる。
また、高い信頼性を有し、電気特性等の特性が良好な記憶素子を、容易に安定して製造することが可能となる。
Therefore, even if a new material is used for the memory element, the memory element can be easily manufactured with a high yield. This makes it possible to configure the memory element using a specific material having good recording characteristics.
In addition, it is possible to easily and stably manufacture a memory element having high reliability and favorable characteristics such as electrical characteristics.

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

A〜C 本発明の記憶素子の製造方法の一実施の形態の製造工程図である。A to C are manufacturing process diagrams of an embodiment of a method for manufacturing a memory element of the present invention. D、E 本発明の記憶素子の製造方法の一実施の形態の製造工程図である。D and E are manufacturing process diagrams of an embodiment of a method for manufacturing a memory element of the present invention. A、B 本発明の製造方法を適用する記憶素子の形態を示す概略断面図である。A and B are schematic cross-sectional views showing the form of a memory element to which the manufacturing method of the present invention is applied. 本発明製造方法により製造される記憶素子を備えた記憶装置(メモリ)の一形態の概略構成図(断面図)である。It is a schematic block diagram (sectional drawing) of one form of the memory | storage device (memory) provided with the memory element manufactured by this invention manufacturing method. 本発明製造方法により製造される記憶素子を備えた記憶装置(メモリ)の他の形態の概略構成図(断面図)である。It is a schematic block diagram (sectional drawing) of the other form of the memory | storage device (memory) provided with the memory element manufactured by this invention manufacturing method. 本発明製造方法により製造される記憶素子を備えた記憶装置(メモリ)のさらに他の形態の概略構成図(断面図)である。It is a schematic block diagram (sectional drawing) of further another form of the memory | storage device (memory) provided with the memory element manufactured by this invention manufacturing method. A、B 本発明の記憶素子の製造方法の他の実施の形態の製造工程図である。A and B are manufacturing process diagrams of another embodiment of the method for manufacturing a memory element of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 下部電極、2 記録層、3 上部電極、4 絶縁層、10 抵抗変化素子、11 レジストマスク、21 コンタクト層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower electrode, 2 Recording layer, 3 Upper electrode, 4 Insulating layer, 10 Resistance change element, 11 Resist mask, 21 Contact layer

Claims (6)

2つの電極の間に記録層を有して成り、前記2つの電極に極性の異なる電位を印加することによって、可逆的に前記記録層の抵抗値が変化する抵抗変化素子により、それぞれのメモリセルが構成された記憶素子を製造する際に、
可溶性の有機材料をマスクにして前記抵抗変化素子を加工する工程と、
その後、前記有機材料のマスクを覆って前記メモリセル間を電気的に分離させる絶縁層を形成する工程と、
さらに、前記マスクの前記有機材料を溶解して、前記マスク上の前記絶縁層を選択的に除去する工程とを有する
ことを特徴とする記憶素子の製造方法。
Each memory cell has a recording layer between two electrodes, and each of the memory cells has a resistance change element that reversibly changes the resistance value of the recording layer by applying potentials having different polarities to the two electrodes. When manufacturing a memory element configured with
Processing the variable resistance element using a soluble organic material as a mask;
Then, forming an insulating layer that covers the mask of the organic material and electrically isolates the memory cells;
And a step of selectively removing the insulating layer on the mask by dissolving the organic material of the mask.
前記絶縁層を選択的に除去する工程の後に、前記抵抗変化素子の前記2つの電極のうち、前記記録層上の上部電極に接続して、配線層を形成する工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の記憶素子の製造方法。   After the step of selectively removing the insulating layer, a step of forming a wiring layer by connecting to the upper electrode on the recording layer of the two electrodes of the variable resistance element is performed. A method for manufacturing a memory element according to claim 1. 前記抵抗変化素子の前記記録層が、Ag,Cu,Znから選ばれた1種以上の元素を含むイオン源層と、絶縁体或いは半導体から成る高抵抗層との積層構造であることを特徴とする請求項1に記載の記憶素子の製造方法。   The recording layer of the variable resistance element has a laminated structure of an ion source layer containing one or more elements selected from Ag, Cu, and Zn and a high resistance layer made of an insulator or a semiconductor. The method for manufacturing a memory element according to claim 1. 前記抵抗変化素子は、前記イオン源層がCuTeを含んで成り、前記高抵抗層が希土類元素を含有する酸化膜或いは窒化膜から成る構成であることを特徴とする請求項2に記載の記憶素子の製造方法。   3. The memory element according to claim 2, wherein the variable resistance element is configured such that the ion source layer includes CuTe and the high resistance layer includes an oxide film or a nitride film containing a rare earth element. Manufacturing method. 前記絶縁層の材料として、Al又はTaの酸化物又は窒化物を用いることを特徴とする請求項1に記載の記憶素子の製造方法。   2. The method for manufacturing a memory element according to claim 1, wherein an oxide or nitride of Al or Ta is used as a material of the insulating layer. 形成する前記絶縁層の厚さを選定することにより、選択的に除去した後に残る前記絶縁層を前記抵抗変化素子の積層膜よりも高くなるようにして、前記絶縁層の前記抵抗変化素子上の開口を用いて、上部配線との接続孔を形成することを特徴とする請求項1に記載の記憶素子の製造方法。   By selecting the thickness of the insulating layer to be formed, the insulating layer remaining after selective removal is made higher than the laminated film of the variable resistance element so that the insulating layer on the variable resistance element The method for manufacturing a memory element according to claim 1, wherein a connection hole with the upper wiring is formed using the opening.
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