DE102006038077A1

DE102006038077A1 - Speicherzellen mit einer Anode aufweisend Interkalationsmaterial und Metall-Spezies, die darin aufgelöst sind

Info

Publication number: DE102006038077A1
Application number: DE102006038077A
Authority: DE
Inventors: Sandra Dr. Mege
Original assignee: Qimonda AG; Altis Semiconductor SNC
Current assignee: Altis Semiconductor SNC; Adesto Technologies Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-01-31
Also published as: US8952493B2; US20130200329A1; US8115282B2; US20120104341A1; US8420481B2; US20080023798A1

Abstract

Eine Festkörperelektrolyt-Speicherzelle ist bereitgestellt mit einer Kathode, einer Anode und einem Festkörperelektrolyten, wobei die Anode ein Interkalationsmaterial und erste Metall-Spezies, welche in dem Interkalationsmaterial aufgelöst sind, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterspeicher mit resistiv schaltbaren Speicherzellen und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterspeichereinrichtung mit nicht-flüchtigen, resistiv schaltbaren Speicherzellen.
Die Entwicklung der Halbleiterspeichertechnologie wird im Wesentlichen getrieben durch die Anforderungen hinsichtlich der Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Halbleiterspeicher in Verbindung mit einer Verkleinerung der Strukturgrößen. Jedoch ist eine immer weitergehende Verkleinerung bei den Halbleiterspeicher-Konzepten basierend auf Speicher-Kondensatoren schwierig aufgrund der großen Ladungsmenge, die benötigt wird zum Schreiben auf die bzw. zum Lesen von den Speicher-Kondensatoren, was zu einem hohen Strombedarf führt. Daher werden immer mehr neue Speicherzellen-Konzepte erarbeitet, die sich von den herkömmlichen Speicherkonzepten durch eine erheblich geringere erforderliche Ladungsmenge zum Schreiben und Lesen der gespeicherten Information unterscheiden. Halbleiterspeicher mit einem resistiven Speicherelement, das ein bipolares Schaltverhalten zeigt, sind solche viel versprechenden Schaltkreisarchitekturen.
Um eine maximale Dichte von Speichereinheiten bereitzustellen ist es wünschenswert, ein Zellenfeld bereitzustellen, das aus einer Mehrzahl von Speicherzellen besteht, welche üblicherweise in einer Matrix mit Spalten-Zuführleitungen und Zeilen-Zuführleitungen besteht, welche auch als Wortleitungen bzw. Bitleitungen bezeichnet werden. Die eigentliche Speicherzelle wird üblicherweise an den Kreuzungspunkten der Zuführ-Leitungen angeordnet, welche aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt sind. Eine Wortleitung und eine Bitleitung sind jeweils mit einer jeweiligen Speicherzelle mittels einer oberen Elektrode und einer unteren Elektrode verbunden. Um eine Änderung des Informationsgehalts in einer bestimmten Speicherzelle an der adressierten Kreuzungsstelle durchzuführen oder um den Inhalt der Speicherzelle auszulesen werden die entsprechende Wortleitung und die entsprechende Bitleitung entweder mit einem Schreibstrom oder mit einem Lesestrom beaufschlagt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Wortleitung und die Bitleitung von einer geeigneten Steuereinrichtung angesteuert.
Es gibt verschiedene Speicherzellen, die in der Lage sind, in einer solchen Speicherzellenanordnung eingesetzt zu werden.
Beispielsweise weist ein Vielfachzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM) eine Mehrzahl von Speicherzellen auf, wobei jede der Speicherzellen mit einem Kondensator versehen ist, der mit einem so genannten Auswähl-Transistor verbunden ist. Mittels selektiven Anlegens einer Spannung an den entsprechenden Auswähl-Transistor mittels der jeweiligen Wortleitung und Bitleitung ist es möglich, elektrische Ladung als eine Informationseinheit (Bit) in den Kondensator während eines Schreibprozesses zu speichern und sie wieder während eines Leseprozesses mittels des Auswähl-Transistors zu lesen. Eine RAM-Speichereinrichtung ist ein Speicher mit freiem Zugriff, d.h. Daten können unter jeder beliebigen Adresse gespeichert werden und unter dieser Adresse später wieder ausgelesen werden.
Eine andere Art von Speichereinrichtungen sind dynamische Vielfachzugriffsspeicher (Dynamic Random Access Memory, DRAM), welche in einer Speicherzelle üblicherweise nur ein einziges entsprechend gesteuertes kapazitives Element, beispielsweise einen Grabenkondensator aufweisen, wobei mittels der Kapazität des kapazitiven Elements ein Bit in Form von Ladung gespeichert werden kann. Diese Ladung verbleibt jedoch bei einer DRAM-Speicherzelle nur für eine relativ kurze Zeit auf dem kapazitiven Element, so dass ein so genanntes Wiederauffrischen ("Refresh") regelmäßig durchgeführt werden muss, wobei der Informationsgehalt in die Speicherzelle wieder hineingeschrieben wird.
Da in einer RAM-Speichereinrichtung so viele Speicherzellen wie möglich untergebracht werden sollen wurde versucht, die Speicherzellen so einfach wie möglich und auf dem kleinstmöglichen Raum unterzubringen, d.h. die Speicherzellen zu skalieren. Die herkömmlicherweise angewendeten Speicherkonzepte (beispielsweise Flash-Speicher, beispielsweise Floating Gate-Speicher, oder DRAM) werden voraussichtlich aufgrund ihrer Funktionsweise, welche auf der Speicherung von Ladungen basiert, in absehbarer Zeit an physikalische Skalierungsgrenzen stoßen. Ferner stellen in dem Fall des Flash-Speicherkonzepts die hohen Schaltspannungen und die begrenzte Anzahl von Lesezyklen und Schreibzyklen und in dem Fall des DRAM-Speicherkonzepts die begrenzte Zeitdauer der Speicherung des Ladungszustands zusätzliche Probleme dar.
Die CBRAM (Conductive Bridging-RAM)-Speicherzelle, welche auch bezeichnet wird als programmierbare Metallisierungszelle (Programmable Metallization Cell, PMC), kann zwischen unterschiedlichen elektrischen Widerstandswerten geschaltet werden mittels bipolaren elektrischen Pulsens. In der einfachsten Ausführungsform kann ein solches Element zwischen einem sehr hohen Widerstandswert (Aus-Widertstand) und einem sehr niedrigen Widerstandswert (An-Widerstand) geschaltet werden mittels Anlegens kurzer Strompulse oder kurzer Spannungspulse. Die Schaltzeiten können geringer sein als eine Mikrosekunde. Ein sehr großes Verhältnis von dem Aus Widerstand (R(off)) zu dem An-Widerstand (R(on)) wird in dem Fall von CBRAM-Speicherzellen erreicht, da das Festkörperelektrolyt-Material in dem Nicht-Programmiert-Zustand einen sehr hohen Widerstand aufweist. Typische Werte sind R(off)/R(on) > 10⁶ bei R(off) > 10¹⁰ Ω und einem aktiven Zellenbereich von kleiner als 1 μm². Gleichzeitig ist diese Technologie üblicherweise durch niedrige Schaltspannungen von weniger als 100 mV charakterisiert zum Initiieren der Lösch-Operation und von weniger als 300 mV für die Schreiboperation.
Strukturell ist eine CBRAM-Speicherzelle ein resistives Speicherelement mit einer inerten Kathoden-Elektrode, einer reaktiven Anoden-Elektrode und einem Festkörperelektrolyt, welches zwischen der Kathode und der Anode angeordnet ist. Unter dem Begriff "Festkörperelektrolyt" sind beispielsweise alle Festkörpermaterialien zu verstehen, in denen sich mindestens einige Ionen unter dem Einfluss eines angelegten elektrischen Feldes bewegen können.
Die Oberflächen des Chalcogenid-Materials, welches üblicherweise in einer CBRAM-Speicherzelle vorgesehen ist und mittels eines Sputter-Verfahrens aufgebracht wird, haben eine amorphe Struktur und enthalten regelmäßig überflüssige Chalcogenide, welche nur schwach gebunden sind, so dass diese schwach gebundenen Chalogenid-Atome anschaulich wie Cluster angesammelt werden und nicht entfernt werden können, was zu einer Bildung von Ag-Chalcogenid-Konglomeraten oder zu "Kornüberstands"-Defekten bei dem Ag-Dotieren und bei einer Elektrodenschicht, welche üblicherweise aus Ag hergestellt ist, führen. Zusätzlich kann der Ätzprozess von Edelmetallen schwierig sein, da beispielsweise zum Ätzen von Silber keine geeignete Ätz-Chemie existiert. Es ist daher schwierig, eine homogene planare Anode für die CBRAM-Speicherzellen unter Verwendung von Silber zu erhalten. Ein bisheriger Ansatz ist darin zu sehen, dass Silber gleichzeitig zusammen mit anderen Metallen im Rahmen eines Co-Sputter-Prozesses abgeschieden wird. Jedoch müssen das Planarisieren und das Strukturieren der Anode durchgeführt werden unter Verwendung eines physikalischen Prozesses.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden eine neue CBRAM-Speicherzelle und ein Verfahren zum Herstellen einer CBRAM-Speicherzelle bereitgestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine CBRAM-Speicherzelle bereitgestellt, die eine Anode mit Metall-Spezies in einem Interkalationsmaterial aufweist.
Beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Metall-Spezies Silberatome oder Silberionen.
Das Interkalationsmaterial kann Kohlenstoff aufweisen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Interkalationsmaterial ein Material auf, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus künstlichem Graphit, Petrolkoks, Kohleteer, Steinkohlenkoks, Kohlenstofffasern, Acetylen, künstlichem pyrolytischem Graphit, Graphit-Sphäre, hochkristallinem Petrolkoks, hartem Kohlenstoff.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Interkalationsmaterial Silizium auf.
Weiterhin kann das Interkalationsmaterial anorganisches Material aufweisen, wobei das anorganische Material ein Material sein kann ausgewählt aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus MoS₂, CoO_x, MnO₂, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, CuCl₂.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Interkalationsmaterial ein organisches Polymer.
Das organische Polymer kann elektrisch leitfähig sein. Ferner kann das organische Polymer ausgewählt sein aus einer Gruppe von organischen Polymeren bestehend aus Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Festkörperelektrolyt Chalcogenid-Material sowie zweite Metall-Spezies auf.
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Festkörperelektrolyt gebildet ist aus einer Verbindung von Schwefel, Selen oder Tellur mit Metallen, welche ausgewählt sind aus einer Gruppe von Metallen bestehend aus Germanium, Wismut, Nickel und Zink mit zweiten Metall-Spezies.
Die zweite Metall-Spezies können Silberionen sein.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Speicherzelle bereitgestellt mit einer Anode, einer Kathode und einem Chalcogenid-Material angeordnet in einem elektrischen Kontakt zwischen der Kathode und der Anode, wobei die Anode ein Interkalationsmaterial aufweist sowie erste Metall-Spezies, welche in dem Interkalationsmaterial interkaliert sind. Das Chalcogenid-Material weist zweite Metall-Spezies auf.
Die ersten Metall-Spezies können Silberatome oder Silberionen sein.
Weiterhin kann das Interkalationsmaterial Kohlenstoff aufweisen.
Weiterhin kann das Interkalationsmaterial ausgewählt sein aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus künstlichem Graphit, künstlichem Graphit, Petrolkoks, Kohleteer, Steinkohlenkoks, Kohlenstofffasern, Acetylen, künstlichem pyrolytischem Graphit, Graphit-Sphäre, hochkristallinem Petrolkoks, hartem Kohlenstoff.
Das Interkalationsmaterial kann Silizium oder ein anorganisches Material aufweisen, wobei das anorganische Material ausgewählt sein kann aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus MoS₂, MnO₂, CoO_x, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, und CuCl₂.
Das Interkalationsmaterial kann ein organisches Polymer sein, welches gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung elektrisch leitfähig ist.
Das organische Polymer kann ausgewählt sein aus einer Gruppe von Polymeren bestehend aus Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen.
Der Festkörperelektrolyt kann Chalcogenid-Material und zweite Metall-Spezies aufweisen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Festkörperelektrolyt eine Verbindung aus Schwefel, Selen oder Tellur auf mit Metallen, welche ausgewählt sind aus der Gruppe von Metallen bestehend aus Germanium, Wismut, Nickel und Zink mit zweiten Metall-Spezies.
Weiterhin kann der Festkörperelektrolyt eine Verbindung sein aus Schwefel, Selen und Tellur mit Metallen, welche ausgewählt sind aus der Gruppe von Metallen bestehend aus Germanium, Wismut, Nickel und Zink mit zweiten Metall-Spezies.
Die zweiten Metall-Spezies können Silberionen sein.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Speicherzelle mit ersten Metall-Spezies und zweiten Metall-Spezies bereitgestellt, welches aufweist:

• Abscheiden von Kathodenmaterial auf einem Substrat;
• Abscheiden von Chalcogenid-Material auf dem Kathodenmaterial;
• Abscheiden einer Schicht der zweiten Metall-Spezies auf dem Chalcogenid-Material;
• Belichten der Schicht der zweiten Metall-Spezies mit Licht, womit die zweite Metall-Spezies in dem Chalcogenid-Material aufgelöst wird;
• Abscheiden eines Interkalationsmaterials auf das Chalcogenid-Material mit den darin aufgelösten zweiten Metall-Spezies; und
• Behandeln des Interkalationsmaterials mit der ersten Metall-Spezies, so dass eine Anode gebildet wird, die ein interkaliertes Material und die darin aufgelöste erste Metall-Spezies aufweist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird bei dem Belichten der Schicht der zweiten Metall-Spezies mit Licht die Schicht der zweiten Metall-Spezies mit Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 500 nm belichtet.
Die erste Metall-Spezies können Silberatome sein. Ferner können die zweite Metall-Spezies Silberionen sein.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Interkalationsmaterial ausgewählt aus einer Gruppe von Materialien, welche besteht aus Kohlenstoff-haltigem Material, Silizium, anorganischem Oxid und organischem Polymer.
Das Interkalationsmaterial kann ein Kohlenstoff-haltiges Material sein.
Das Interkalationsmaterial kann ausgewählt sein aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus MoS₂, MnO₂, CoO_x, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, CuCl₂.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist das Interkalationsmaterial ein Material auf, welches aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, welche besteht aus Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird das Chalcogenid-Material abgeschieden mittels reaktiven Sputterns von S, Se oder Te mit einem Metall, welches ausgewählt wird aus einer Gruppe von Metallen bestehend aus Germanium, Wismut, Nickel und Zink.
Bei einem anderen Verfahren zum Herstellen einer Speicherzelle mit einer ersten Metall-Spezies und einer zweiten Metall-Spezies wird Kathodenmaterial auf einem Substrat abgeschieden. Ferner wird Chalcogenid-Material auf der Kathode abgeschieden und das Chalcogenid-Material wird mit der zweiten Metall-Spezies dotiert. Weiterhin wird ein Interkalationsmaterial auf dem mit der zweiten Metall-Spezies dotierten Chalcogenid-Material abgeschieden. Ferner wird das Interkalationsmaterial mit der ersten Metall-Spezies derart behandelt, dass eine Anode gebildet wird, die ein Interkalationsmaterial und die erste Metall-Spezies, welche darin aufgelöst ist, aufweist.
Die erste Metall-Spezies kann Silberatome enthalten oder Silberionen enthalten.
Weiterhin kann das Interkalationsmaterial ausgewählt sein aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus Kohlenstoffhaltigem Material, Silizium, anorganischem Oxid und organischem Polymer.
Das Interkalationsmaterial kann ein Kohlenstoff-haltiges Material sein.
Weiterhin kann das Interkalationsmaterial ausgewählt sein aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus MoS₂, MnO₂, CoO_x, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, CuCl₂.
Das Interkalationsmaterial kann ferner ausgewählt sein aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen.
Das Chalcogenid-Material kann abgeschieden werden mittels reaktiven Sputterns von S, Se und/oder Te mit einem Metall, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe von Metallen bestehend aus Germanium, Wismut, Nickel, Polonium und Zink.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird eine Speichereinrichtung bereitgestellt mit einer Wortleitung und einer Bitleitung und einer Speicherzelle in einem elektrischen Kontakt mit der Wortleitung und der Bitleitung, wobei die Speicherzelle aufweist eine Anode, eine Kathode und ein Chalcogenid-Material, welches angeordnet ist in elektrischem Kontakt zwischen der Anode und der Kathode und wobei das Chalcogenid-Material zweite Metall-Spezies aufweist und wobei die Anode ein Interkalationsmaterial aufweist mit einer ersten Metall-Spezies, welches in dem Interkalationsmaterial interkaliert ist.
Die Wortleitung und die Bitleitung können im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sein.
Ferner kann die Speicherzelle an den Kreuzungspunkten der Wortleitung und der Bitleitung angeordnet sein. Somit können beispielsweise die Wortleitung und die Bitleitung in einem Speicherarray angeordnet sein in Zeilen und Spalten, wobei alternativ auch eine andere Architektur des Speicherarrays vorgesehen sein kann, beispielsweise eine Zick-Zack-Anordnung der Wortleitungen bzw. der Bitleitungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1a bis 1d die Herstellungsschritte zum Herstellen einer CBRAM-Speicherzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
2 einen Prozess zum Herstellen einer CBRAM-Speicherzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann unter dem Ausdruck "Interkalationsmaterial" jedes beliebige Material verstanden werden, welches die Eigenschaft hat, dass eine Gast-Spezies wie beispielsweise Silber oder Kupfer darin eingesetzt werden kann und wieder daraus extrahiert werden kann mit nur geringer oder gar keiner strukturellen Modifikation des Interkalationsmaterials.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem Metallatome verwendet werden, die in dem Interkalationsmaterial interkaliert werden, ist es möglich, eine homogene Oberfläche der Anode in einer CBRAM-Speicherzelle zu erhalten ohne irgendwelche Anhäufungen des Metalls, beispielsweise Silber, welche Anhäufungen zu den "Kornüberstands"-Defekten und zu einer inhomogenen Oberfläche der Anode führen würden. Ein weiterer Vorteil einer Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Interkalationsmaterial im Wesentlichen einfacher geätzt werden kann als eine feste Silberschicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Interkalationsmaterial ein Kohlenstoffmaterial und die Metall-Spezies, die in dem Kohlenstoffmaterial interkaliert sind, sind Silberatome. Es gibt unterschiedliche Formen des Kohlenstoffmaterials, die als das Interkalationsmaterial verwendet werden können. Einige Beispiele des Kohlenstoffmaterials sind künstlicher Graphit, Petrolkoks, Kohleteer, Steinkohlenkoks, Kohlenstofffasern, Acetylen, künstlicher pyrolytischer Graphit, Graphit-Sphäre, hochkristalliner Petrolkoks, harter Kohlenstoff, etc.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Interkalationsmaterial ausgewählt aus der Gruppe von Materialien bestehend aus Silizium, anorganischen Materialien und organischen Polymermaterialien. Die Beispiele für die anorganischen Materialien sind MoS₂, MnO₂, MnO_x, CoO_x, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, CuCl₂, etc. Beispiele für die organischen Polymermaterialien sind Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind die anorganischen Materialien für das Interkalationsmaterial MnO_x, CoO_x, CoMnO_x.
Die CBRAM (Conductive Bridging-RAM)-Speicherzelle, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird und die auch als programmierbare Metallisierungszelle (Programmable Metallization Cell, PMC) bezeichnet wird, kann zwischen unterschiedlichen elektrischen Widerstandswerten geschaltet werden mittels bipolaren elektrischen Pulsens. In der einfachsten Ausführungsform kann ein solches Element geschaltet werden zwischen einem sehr hohen Widerstandswert (Aus-Widertstand) und einem wesentlich niedrigeren Widerstandswert (An-Widerstand), indem kurze Strompulse oder Spannungspulse angelegt werden. Die Schalt-Zeitdauer kann geringer sein als eine Mikrosekunde. Sehr große Verhältnisse des Aus-Widerstands (R(off)) zu dem An-Widerstand (R(on)) können erreicht werden in dem Fall der CBRAM-Speicherzellen, da das Festkörperelektrolyt-Material in dem Nicht-Programmierten-Zustand einen sehr hohen Widerstandswert aufweist. Typische Werte sind R(off)/R(on) > 10⁶ bei R(off) > 10¹⁰ Ω und einem aktiven Zellenbereich von < 1 μm². Gleichzeitig ist diese Technologie üblicherweise gekennzeichnet durch niedrige Schaltspannungen von weniger als 100 mV zum Initiieren der Lösch-Operation und weniger als 300 mV für die Schreiboperation.
Strukturell ausgedrückt ist eine CBRAM-Speicherzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein resistives Speicherelement mit einer inerten Kathoden-Elektrode, einer reaktiven Anoden-Elektrode und einem Festkörperelektrolyt, welcher zwischen der Kathode und der Anode angeordnet ist. Der Ausdruck "Festkörperelektrolyt", wie er im Rahmen dieser Beschreibung verwendet wird, enthält alle Festkörpermaterialien, in denen sich zumindest einige Ionen unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes Festkörpermaterial bewegen können.
Der Festkörperelektrolyt, der in den CBRAM-Speicherzellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, ist typischer Weise eine Chalcogenid-Metall-Verbindung (auch bezeichnet als Chalcogenid-Material) mit Ionen eines elektrisch leitfähigen Materials, üblicherweise Silber. Chalcogenid-Materialien, die verwendet werden können, sind Verbindungen von Schwefel, Selen und/oder Tellur mit Metallen wie beispielsweise Arsen, Germanium, Wismut, Nickel und Zink.
Die Chalcogenid-Material/Silber-Ionen-Verbindung kann erhalten werden mittels Photodissolution einer Silberschicht, mittels Co-Abscheidens von Chalcogenid-Material und Silber (oder anderen Materialien), mittels Sputterns unter Verwenden einer Quelle, die das Chalcogenid und das Metall enthält, oder mittels anderer Verfahren wie beispielsweise mittels Dotierens, thermischer Auflösung, etc.
Um einen Festkörperelektrolyten für die CBRAM-Speicherzelle zu erhalten ausgehend von Chalcogenid-Materialien werden Metallionen in das Chalcogenid-Netzwerk eingeführt. Üblicherweise wird Silber in das Chalcogenid-Material eingeführt mittels Belichtens einer dünnen Silberschicht, die auf dem Chalcogenid-Material abgeschieden wurde, üblicherweise mit Licht einer Wellenlänge von weniger als 500 nm. Wenn ausreichend Silber vorhanden ist, resultiert dieser Prozess in der Sättigung des Chalcogenid-Materials mit Silber durch das Ausbilden einer Silber-Verbindung mit dem Chalcogenid-Material. Solche Silber-Verbindungen können oder können nicht eine definierte Stöchiometrie aufweisen. In einigen Fällen kann der Silbergehalt in dem Chalcogenid-Material unterhalb des Sättigungs-Pegels liegen, in anderen Beispielen ist es wünschenswert, das Chalcogenid-Material vollständig mit Silber oder anderen Metallionen zu sättigen. Der Gehalt der Metallionen in dem Chalcogenid-Material kann gesteuert werden durch die Dicke der Silberschicht, die der Photodissolution ausgesetzt wird.
Mittels Anlegens eines elektrischen Feldes zwischen den zwei Elektroden ist es möglich, einen leitfähigen Pfad (anschaulich ein leitfähiges Filament) durch das Trägermaterial hindurch zu erzeugen und ihn auch wieder zu entfernen. Abhängig von der Polarität der elektrischen Pulse, die zwischen der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode angelegt werden, kann die reaktive Anoden-Elektrode elektrochemisch aufgelöst werden und die Metall-reichen Abscheidungen auf dem Trägermaterial werden intensiviert, was dann zu einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den Elektroden führt. Indem die elektrischen. Pulse umgekehrt werden, wird die elektrisch leitfähige Verbindung wieder aufgelöst und die Metallionen werden von dem Trägermaterial auf der Anoden-Elektrode abgeschieden.
Wenn die reaktive Anoden-Elektrode elektrochemisch aufgelöst wird, so dass die Metall-reichen Abscheidungen in dem Festkörperelektrolyten ausgebildet werden, ist das üblicherweise verwendete Material für die Anode Silber oder Silber-enthaltendes Material, wenn die Silberionen ebenfalls in dem Chalcogenid-Material enthalten sind. Die in einer CBRAM-Speicherzelle verwendete Kathode kann hergestellt sein aus jedem beliebigen leitfähigen Material, da die Kathode inert ist und nicht an dem elektrochemischen Prozess teilnimmt. Typische Materialien für die Kathode sind W, TiN, TiW, TiAlW. Jedes beliebige andere leitfähige Material kann ebenfalls eingesetzt werden, solange es hinsichtlich des elektrochemischen Prozesses inert ist.
Die Oberflächen des Chalcogenid-Materials, die mittels eines Sputter-Verfahrens abgeschieden wird, weisen eine amorphe Struktur auf und enthalten regelmäßig überflüssiges Chalcogenid, das nur schwach gebunden ist, so dass diese schwach gebundenen Chalcogenid-Atome Anhäufungen wie beispielsweise Cluster bilden und nicht entfernt werden können, was zu dem Ausbilden von Ag-Chalcogenid-Anhäufungen oder zu "Kornüberstands"-Defekten bei der Ag-Dotierung und der Elektrodenschicht führt. Zusätzlich ist der Ätzprozess von Edelmetallen schwierig, da beispielsweise für das Ätzen von Silber keine geeignete Ätz-Chemie existiert. Es ist daher schwierig, eine homogene, planare Anode für die CBRAM-Speicherzellen, bei denen Silber verwendet wird, zu erhalten.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist auf eine CBRAM-Speicherzelle mit einer Anode gerichtet, wobei die Anode eine Interkalationsschicht mit Metallatomen aufweist. Viele spezifische Details der Erfindung sind im Folgenden mit Bezugnahme auf die Verfahren zum Herstellen solcher CBRAM-Speicherzellen beschrieben. Ein Fachmann erkennt jedoch, dass die vorliegende Erfindung zusätzliche Ausführungsformen hat, die in dieser Beschreibung nicht beschriebenen Materialien ausgeführt sind oder dass die Erfindung auch ohne die im Folgenden beschriebenen Details ausgeführt werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine CBRAM-Speicherzelle bereitgestellt, welche aufweist eine Anode mit Metall-Spezies in einem Interkalationsmaterial. "Interkalationsmaterial" bedeutet jedes Material mit der Eigenschaft, dass eine Gast-Spezies wie beispielsweise Silber oder Kupfer darin eingesetzt werden kann und wieder daraus extrahiert werden kann mit nur geringer oder keiner strukturellen Modifikation des Interkalationsmaterials.
1a zeigt eine schematische Struktur einer CBRAM-Speicherzelle mit einem Schichtstapel, welcher ausgebildet ist auf einem Substrat 1 nach einigen Prozessschritten. Beispielsweise wird gemäß 1a die Metallisierung für die Kathode 2 auf dem Substrat 1 abgeschieden und unter Verwendung lithographischer Techniken strukturiert. Beispielsweise können Wolfram, TiN, TiW, TiAlN oder andere Materialien als Elektrodenmaterial für die Kathode 2 verwendet werden. Nach dem Strukturieren der Kathode wird das Chalcogenid-Material 3 abgeschieden und strukturiert. Das Abscheiden des Chalcogenid-Materials 3 wird durchgeführt unter Verwendung beispielsweise von reaktiven Sputter-Techniken mit Targets, die ausgewählt sind beispielsweise aus S, Se und/oder Te einerseits und Germanium, Wismut, Nickel und/oder Zink andererseits. Die Schichtdicke des Chalcogenid-Materials 3 beträgt gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ungefähr 50 nm bis ungefähr 100 nm. Die Größe der Zelle kann ungefähr 1 μm × 1 μm betragen, aber sowohl größere als auch kleinere Zellen können gemäß den hierin beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Dann wird Metall, beispielsweise Silber, in das Chalcogenid-Material 3 eingeführt (nicht gezeigt), so dass ein Festkörperelektrolyt 4 ausgebildet wird. Das Einführen von Silber kann beispielsweise stattfinden, indem eine auf dem Chalcogenid-Material 3 abgeschiedene dünne Silberschicht mit Licht einer Wellenlänge von weniger als 500 nm belichtet wird oder in einem Sputter-Prozess unter Verwendung eines Ag-Sputter-Targets.
Dann wird, wie in 1b gezeigt, eine Interkalationsschicht 5 auf dem Festkörperelektrolyten 4 abgeschieden. Die typische Dichte der Interkalationsschicht 5 liegt in einem Bereich von ungefähr 30 nm bis ungefähr 100 nm. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Interkalationsschicht 5 Kohlenstoff-Material auf. Der Vorteil des Einsatzes von Kohlensstoff-Material für die Interkalationsschicht 5 kann darin gesehen werden, dass viele Kohlenstoff-Materialien kommerziell erhältlich sind mit vielfältigen elektrischen und physikalischen Eigenschaften. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von Kohlenstoff für die Interkalationsschicht 5 kann darin gesehen werden, dass Kohlenstoff auf sehr einfache Weise unter Verwendung von beispielsweise CF₄ geätzt werden kann. Der Grund-Aufbau-Block eines graphitartigen Kohlenstoff-Materials ist eine Schicht von Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Array angeordnet sind und in einer spezifischen Art und Weise übereinander gestapelt sind. Zwischen zwei einander benachbarten Kohlenstoffschichten können Metallatome oder Inne interkaliert werden. Abhängig von dem Herstellungsverfahren der Interkalationsschicht können die Eigenschaften der Anode variiert werden.
Die Interkalationsschicht 5, welche Kohlenstoff aufweist, kann hergestellt werden ausgehend von unterschiedlichen Precursorn, welche in Gasphase, Flüssigphase oder in Festphase vorliegen können. Indem die Precursor in der Flüssigphase gewählt werden, kann beispielsweise künstliches Graphit, Petrolkoks oder Kohleteer hergestellt werden. Indem Gasphase-Precursor verwendet werden, können aus der Gasphase gewachsene Kohlenstofffasern oder Acetylen erhalten werden. Ferner können aus Festphasen-Precursorn Kohlenstoff-Materialien wie z.B. künstliches pyrolytisches Graphit erhalten werden. Indem die geeigneten Bedingungen ausgewählt werden, können unterschiedliche Formen von Kohlenstoff-Materialien, die als Interkalationsmaterial verwendet werden können, gebildet werden, beispielsweise Graphit-Sphäre, Petrolkoks, hochkristalliner Petrolkoks, Kohlenstofffasern, harter Kohlenstoff, etc. erhalten werden.
Die Interkalationsschicht 5 kann in situ hergestellt werden beginnend mit den Kohlenstoff-Precursorn oder in einem Sputter-Prozess mit einem Kohlenstoff-Target hergestellt werden. Der Oberflächenbereich des Materials, welches die Interkalationsschicht 5 bildet, liegt üblicherweise in einem Bereich von 0,8 bis 40 m²/g, wobei der Bereich von 0,5 bis 5 m²/g für einige Anwendungen vorteilhaft ist. Da der Oberflächenbereich korreliert ist mit der Partikelgröße und der Partikelgrößen-Verteilung, können Kohlenstoff-Materialien mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von ungefähr 30 μm bis 50 μm verwendet werden.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die Interkalationsschicht 5 Silizium auf, da in diesem Fall eine Vielzahl von Techniken bekannt sind, welche verwendet werden können zum Abscheiden einer Vielzahl unterschiedlicher Arten von Siliziumschichten. Typische Techniken zum Abscheiden einer Siliziumschicht ist atmosphärischer Druck (AP) Abscheiden aus der Gasphase (CVD), Niedrig-Druck (LP) Abscheiden aus der Gasphase (CVD), Plasma-angereichertes (PE) Abscheiden aus der Gasphase (CVD). Ferner kann Silizium sehr einfach mit Silberatomen dotiert werden und kann ferner sowohl nass geätzt als auch trocken geätzt werden unter Verwendung beispielsweise HF für Nassätzen und CF₄ für das Trockenätzen.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weist die Interkalationsschicht 5 ein Material auf, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe von Materialien bestehend aus anorganischen Materialien. Allgemein können alle Metalloxide verwendet werden, aber auch Übergangs-Metalloxide können als Interkalationsmaterialien verwendet werden. In einer Ausführungsform der Erfindung können Metalloxide wie beispielsweise MoS₂, MnO₂, MnO_x, CoO_x, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, CuCl₂, verwendet werden. In diesen Verbindungen kann eine Gast-Spezies wie beispielsweise Silberatome zwischenräumlich in das Gast-Gitter des Interkalationsmaterials eingeführt werden, wie im Folgenden näher erläutert wird und nachfolgend wieder extrahiert werden mit nur geringer oder keiner strukturellen Modifikation des Interkalationsmaterials. Ein Vorteil der anorganischen Salze ist die Einfachheit der Herstellung unter Verwendung von beispielsweise Sputter-Prozessen.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können organische Polymer-Materialien als Interkalationsmaterialien für die Interkalationsschicht 5 verwendet werden. Alle organischen Polymere, die wenig elektrische Leitfähigkeit aufweisen, wenn sie mit Silberatomen dotiert sind, können als Interkalationsmaterialien verwendet werden. Typische Polymermaterialien für den Einsatz im Rahmen eines Ausführungsbeispiels der Erfindung sind Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen.
Wie oben beschrieben wurde ist es möglich, einen leitfähigen Pfad derart auszubilden, dass ein leitfähiges Filament durch den Festkörperelektrolyten 4 gebildet wird und dass der leitfähige Pfad wieder entfernt wird, indem ein elektrisches Feld zwischen der Kathode und der Anode angelegt wird. Abhängig von der Polarität der elektrischen Pulse, die zwischen der Anoden-Elektrode und der Kathoden-Elektrode angelegt werden, wird die reaktive Anoden-Elektrode elektrochemisch aufgelöst und die Metall-reichen Abscheidungen auf dem Trägermaterial werden intensiviert, was dann zu einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den Elektroden führt.
Daher weist die Anode ein Reservoir von Metallatomen auf, welche in dem Festkörperelektrolyten aufgelöst werden können, wenn ein elektrischer Puls angelegt wird. Wie in 1c gezeigt ist, weist eine Metallschicht 6 Material auf, welches für die reaktive Anode verwendet wird und welches auf der interkalierenden Schicht 5 abgeschieden wird. Nach anschließender Auflösung, beispielsweise mittels Erhitzens (beispielsweise Temperns) werden die Metallatome zwischenräumlich in das Gast-Gitter der Interkalationsschicht 5 eingesetzt, so dass eine Anode 7 der CBRAM-Speicherzelle, wie es in 1d gezeigt ist, gebildet wird. Das Interkalationsmaterial und das Metall können ferner co-gesputtert werden, so dass unmittelbar die Anode 7 erhalten wird. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden die Metallatome in das Interkalationsmaterial unter Verwendung einer Ionen-Implantation implantiert. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wist die Anode 7 Interkalationsmaterial und Silber-Atome auf.
Lithographie-Techniken und Nassätzen oder Trockenätzen können dann eingesetzt werden, um eine CBRAM-Speicherzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu erhalten.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine CBRAM-Speicherzelle hergestellt gemäß einem Prozess, wie er in einem Ablaufdiagramm 20 in 2 dargestellt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine CBRAM-Speicherzelle hergestellt mittels Abscheidens von Kathodenmaterial wie beispielsweise Wolfram, TiN, TiW, TiAlN oder einige andere Materialien, welche zum Herstellen einer Kathode verwendet werden können (Schritt 22). Nach dem Abscheiden des Kathodenmaterials, kann dieses Material strukturiert werden, so dass die Kathode gebildet wird, wenn dies erforderlich ist.
Nach dem Ausbilden der Kathode wird das Chalcogenid-Material abgeschieden und, wenn erforderlich, strukturiert (Schritt 24). Das Chalcogenid-Material kann sich über die Oberfläche der Kathode erstrecken oder die Oberfläche der Kathode nur teilweise bedecken, abhängig von der gewünschten Architektur der CBRAM-Speicherzelle.
In einem nachfolgenden Schritt (Schritt 26) wird eine Schicht der zweiten Metall-Spezies wie beispielsweise Silber auf dem Chalcogenid-Material abgeschieden. Wenn die Schicht der zweiten Metall-Spezies mit Licht belichtet wird (Schritt 28), findet eine Photo-Auflösung statt, so dass dadurch eine Auflösung der zweiten Metall-Spezies in dem Chalcogenid- Material ausgebildet wird. Alternativ kann die zweite Metall-Spezies in das Chalcogenid-Material eingeführt werden mittels Sputterns oder mittels Ionen-Implantation. Das Sputtern kann durchgeführt werden mittels gleichzeitigen Abscheidens des Chalcogenid-Materials und der zweiten Metall-Spezies, beispielsweise mittels Co-Sputterns, oder mittels Abscheidens des Chalcogenid-Materials als ersten Schritt und eines Einführens der zweiten Metall-Spezies in einem nachfolgenden Schritt.
Nach Ausbilden eines Festkörperelektrolyten aus dem Chalcogenid-Material und der zweiten Metall-Spezies kann ein Interkalationsmaterial darauf abgeschieden werden (Schritt 30). Das Interkalationsmaterial kann Kohlenstoffenthaltendes Material sein, Silizium, anorganisches Material oder anorganisches Oxid oder ein organisches Polymer. Die typische Dicke der Interkalationsschicht beträgt ungefähr 30 μm bis 100 μm.
Dann kann das Interkalationsmaterial mit der ersten Metall-Spezies derart behandelt werden, dass eine Anode gebildet wird mit einem interkalierten Material und der ersten Metall-Spezies, die darin aufgelöst ist (Schritt 32).
Eine CBRAM-Speicherzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann Teil einer Anordnung sein mit einer Mehrzahl von Speicherzellen, die beispielsweise an der Kreuzungsstelle zwischen einer jeweiligen Wortleitung und einer jeweiligen Bitleitung angeordnet sein ist. Die Speicherzellen können ferner versehen sein mit einem so genannten Auswähl-Transistor. Indem selektiv eine Spannung an den entsprechenden Auswähl-Transistor mittels der jeweiligen Wortleitungen und jeweiligen Bitleitungen angelegt wird, ist es möglich, eine jeweilige CBRAM-Speicherzelle selektiv anzusteuern, d.h. beispielsweise zu löschen, zu programmieren oder zu lesen.

1: Substrat
2: Kathode
3: Chalcogenid-Material
4: Festkörperelektrolyt
5: Interkalationsschicht
6: Metallschicht
7: Anode
20: Abscheiden von Kathodenmaterial auf einem Substrat
24: Abscheiden von Chalcogenid-Material auf der Katode
26: Abscheiden einer Schicht der zweiten Metall-Spezies auf dem Chalcogenid-Material
28: Belichten der Schicht der zweiten Metall-Spezies mit Licht, so dass ein Auflösen der zweiten Metall-Spezies in dem Chalcogenid-Material erreicht wird
30: Abscheiden eines Interkalationsmaterials auf dem Chalcogenid-Material mit zweiten darin aufgelösten Metall-Spezies
32: Behandeln des Interkalationsmaterials mit der ersten Metall-Spezies, so dass eine Anode mit einem interkalierten Material und der darin aufgelösten ersten Metall-Spezies erhalten wird

Claims

Festkörperelektrolyt-Speicherzelle, • mit einer Kathode, • mit einer Anode, • mit einem Festkörperelektrolyten, • wobei die Anode Interkalationsmaterial und erste Metall-Spezies aufweist, das in dem Interkalationsmaterial gelöst ist.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß Anspruch 1, wobei die erste Metall-Spezies Silberatome sind.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß Anspruch 1, wobei die erste Metall-Spezies Silberionen sind.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Interkalationsmaterial Kohlenstoff aufweist.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß Anspruch 4, wobei das Interkalationsmaterial ein Material ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von Materialen bestehend aus künstlichem Graphit, Petrolkoks, Kohleteer, Steinkohlenkoks, Kohlenstofffasern, Acetylen, künstlichem pyrolytischem Graphit, Graphit-Sphäre, hochkristallinem Petrolkoks, hartem Kohlenstoff.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Interkalationsmaterial Silizium aufweist.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Interkalationsmaterial anorganisches Material aufweist.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß Anspruch 7, wobei das anorganische Material ein Material ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von Materialen bestehend aus MoS₂, CoO_x, MnO₂, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, CuCl₂.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Interkalationsmaterial ein organisches polymer ist.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß Anspruch 9, wobei das organische Polymer elektrisch leitfähig ist.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß Anspruch 10, wobei das organische Polymer ein organisches Polymer ist, das ausgewählt ist aus einer Gruppe von organischen Polymeren bestehend aus Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Festkörperelektrolyt Chalcogenid-Material und zweite Metall-Spezies aufweist.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Festkörperelektrolyt eine Schwefel-Verbindung, eine Selen-Verbindung oder eine Tellur-Verbindung ist mit einem Metall ausgewählt aus einer Gruppe von Metallen bestehend aus Germanium, Wismut, Nickel und Zink mit zweiten Metall-Spezies.
Festkörperelektrolyt-Speicherzelle gemäß Anspruch 13, wobei die zweite Metall-Spezies Silberionen sind.
Verfahren zum Herstellen einer Festkörperelektrolyt-Speicherzelle mit einer ersten Metall-Spezies und einer zweiten Metall-Spezies, aufweisend • Abscheiden von Kathodenmaterial auf einem Substrat; • Abscheiden von Chalcogenid-Material auf dem Kathodenmaterial; • Abscheiden einer Schicht der zweiten Metall-Spezies auf dem Chalcogenid-Material; • Belichten der Schicht der zweiten Metall-Spezies mit Licht, womit die zweite Metall-Spezies in dem Chalcogenid-Material aufgelöst wird; • Abscheiden eines Interkalationsmaterials auf das Chalcogenid-Material mit den darin aufgelösten zweiten Metall-Spezies; und • Behandeln des Interkalationsmaterials mit der ersten Metall-Spezies, so dass eine Anode gebildet wird, die ein interkaliertes Material und die darin aufgelöste erste Metall-Spezies aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Schicht der zweiten Metall-Spezies mit Licht einer Wellenlänge von weniger als 500 nm belichtet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei als die erste Metall-Spezies Silberatome verwendet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei als die erste Metall-Spezies Silberionen verwendet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei als das Interkalationsmaterial Kohlenstoff verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei als das Interkalationsmaterial ein Material verwendet wird, das ausgewählt wird aus einer Gruppe von Materialen bestehend aus künstlichem Graphit, Petrolkoks, Kohleteer, Steinkohlenkoks, Kohlenstofffasern, Acetylen, künstlichem pyrolytischem Graphit, Graphit-Sphäre, hochkristallinem Petrolkoks, hartem Kohlenstoff.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei als das Interkalationsmaterial Silizium verwendet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei als das Interkalationsmaterial anorganisches Material verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei als das anorganische Material ein Material verwendet wird, das ausgewählt wird aus einer Gruppe von Materialen bestehend aus MoS₂, CoO_x, MnO₂, CoMnO_x, TiS₂, NbSe₃, VO_x, V₂O₅, CuCl₂.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei als das Interkalationsmaterial ein organisches Polymer verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei als das organische Polymer ein organisches Polymer verwendet wird, das ausgewählt wird aus einer Gruppe von organischen Polymeren bestehend aus Polyacetylen, Polypyrrol, Polyanilin und Polythiophen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 25, wobei das Chalcogenid-Material auf dem Kathodenmaterial abgeschieden wird mittels reaktiven Sputterns von Schwefel, Selen oder Tellur mit einem Metall ausgewählt aus einer Gruppe von Metallen bestehend aus Germanium, Wismut, Nickel und Zink.
Festkörperelektrolyt-Speicherzellenanordnung, • mit einer Wortleitung, • mit einer Bitleitung, • mit einer mit der Wortleitung und der Bitleitung gekoppelten Festkörperelektrolyt-Speicherzelle, die aufweist • eine Kathode, • eine Anode, • einen Festkörperelektrolyten, • wobei die Anode Interkalationsmaterial und erste Metall-Spezies aufweist, das in dem Interkalationsmaterial gelöst ist.