JP2002512439A - 相変化材料及び誘電体材料から成る記憶材料を用いた記憶素子 - Google Patents

相変化材料及び誘電体材料から成る記憶材料を用いた記憶素子

Info

Publication number
JP2002512439A
JP2002512439A JP2000544500A JP2000544500A JP2002512439A JP 2002512439 A JP2002512439 A JP 2002512439A JP 2000544500 A JP2000544500 A JP 2000544500A JP 2000544500 A JP2000544500 A JP 2000544500A JP 2002512439 A JP2002512439 A JP 2002512439A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage element
storage
phase change
element according
change material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000544500A
Other languages
English (en)
Inventor
スタンフォード アール． オヴシンスキー、
ウォロディミュール チュバティ、
デイヴィッド エイ． ストランド、
パトリック ジェイ． クラースィー、
セルゲイ コスティレフ、
ボイル パシュマコフ、
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Energy Conversion Devices Inc
Original Assignee
Energy Conversion Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Energy Conversion Devices Inc filed Critical Energy Conversion Devices Inc
Publication of JP2002512439A publication Critical patent/JP2002512439A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
    • G11C13/0004—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising amorphous/crystalline phase transition cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
    • H10N70/231—Multistable switching devices, e.g. memristors based on solid-state phase change, e.g. between amorphous and crystalline phases, Ovshinsky effect
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/821—Device geometry
    • H10N70/826—Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/821—Device geometry
    • H10N70/828—Current flow limiting means within the switching material region, e.g. constrictions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/841—Electrodes
    • H10N70/8418—Electrodes adapted for focusing electric field or current, e.g. tip-shaped
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00—Solid-state devices without a potential-jump barrier or surface barrier, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881—Switching materials
    • H10N70/882—Compounds of sulfur, selenium or tellurium, e.g. chalcogenides
    • H10N70/8828—Tellurides, e.g. GeSbTe
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2213/00—Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/30—Resistive cell, memory material aspects
    • G11C2213/35—Material including carbon, e.g. graphite, grapheme
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2213/00—Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/50—Resistive cell structure aspects
    • G11C2213/51—Structure including a barrier layer preventing or limiting migration, diffusion of ions or charges or formation of electrolytes near an electrode
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2213/00—Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/50—Resistive cell structure aspects
    • G11C2213/52—Structure characterized by the electrode material, shape, etc.
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C2213/00—Indexing scheme relating to G11C13/00 for features not covered by this group
    • G11C2213/70—Resistive array aspects
    • G11C2213/72—Array wherein the access device being a diode

Abstract

(57)【要約】 単一セル記憶素子(30)を限定している記憶材料本体(36)、並びに記憶材料本体の少なくとも一部分に電気信号を伝達する手段(６、8A)とから構成され、記憶材料は相変化材料及び誘電体材料の不均質混合物から成ることを特徴とする、電気的に作動される単一セル記憶素子が開示されている。単一セル記憶素子(30)を限定している記憶材料本体(36)、並びに記憶材料本体の少なくとも一部分に電気信号を伝達する手段(６、8A)とから構成され、記憶材料は相変化材料及び誘電体材料から成り、相変化材料は、複数の検出可能な固有抵抗値を有し、且つ電気信号に応じて、特別な初期又は消去固有抵抗値に設定する必要なく、材料のそれ以前の固有抵抗値に無関係に、複数の固有抵抗値の一つに直接に設定できるものであることを特徴とする、電気的に作動される単一セル記憶素子が開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願情報） この出願は、米国特許出願第08/739,080号、1996年10月28日出願の一部継続出
願である。
【０００２】 （発明の分野） 本発明は、一般的には、電気的に作動される記憶材料に関する。より正確には
、本発明は、相変化材料及び誘電体材料から成る記憶材料を有する、電気的に作
動される記憶素子に関する。
【０００３】 （発明の背景） オボニック (Ovonic) EEPROMは、全く新しい、工業所有権の確立した、高性能
の、不揮発性薄膜電子記憶素子である。その利点は、データの不揮発性記憶、高
ビット密度の可能性、及び、結果として、その立地面積の小さいことによる低価
格を含み、且つ簡単な二端子素子構造、永い再プログラミング繰り返し寿命、低
いプログラミング消費電力、及び高速度を含む。オボニックEEPROMは、アナログ
及びデジタルの両方の形式の情報記憶が可能である。デジタル記憶は二値形式 (
一記憶セルあたり一ビット) 又は多値形式 (一セルあたり複数ビット) の何れか
による。二つのデジタル形式の間のスイッチングには、簡単な変更を必要とする
のみである。本発明の目的に対しては、”記憶素子”及び”制御素子”は同義語
として使用されるであろう。
【０００４】 電気的に書込み可能で且つ消去可能な相変化材料 (即ち、凡そアモルファス状
態と凡そ結晶状態の間を電気的にスイッチングすることが出来る材料) を電子記
憶の用途に用いると言う一般的概念は、例えば、両者とも本発明と同じ譲受人に
譲渡されている、1966年9月6日にオブシンスキー (Ovshinsky)に対して発行され
た米国特許第 3,271,591号及び、1970年 9月22日にオブシンスキーに発行された
米国特許第 3,530,441号で開示されているように、この技術分野では周知のこと
であり両開示内容ともこの中に参考にして取れ入れられている。'591及び'441特
許に開示されているように、このような相変化材料は、凡そアモルファスと凡そ
結晶局所規則性の構造状態の間を、又は完全アモルファスと完全結晶性状態の間
の全範囲に亘る局所規則性に検出可能な差がある状態の間を、電気的にスイッチ
ングすることが出来る。即ち、このような材料の電気的スイッチングは、完全に
アモルファスと完全に結晶状態の間で起こる必要はなく、むしろ局所規則性の変
化を反映した段階的変化過程(incremental steps)をとることができ、完全アモ
ルファスと完全結晶状態の間の範囲に跨がった局所規則性の多様な状態によって
象徴される "グレー・スケール" を与える、という事実を '591 及び '441 特許
は説明している。 '591 及び '441 特許によって説明された初期の材料は、もし
必要ならば、凡そアモルファスと凡そ結晶局所規則性の二つの構造的状態の間で
、符号化二値情報の個々のビットの記憶及び検索に適合させるように、スイッチ
ングすることが出来るものであった。
【０００５】 '591 及び '441 特許で説明された電気的に消去可能な相変化記憶素子は、そ
の広範な利用を妨げる多くの制限事項を有していた。特に、次ぎのものが最も重
要な制限事項を表わす： (１)特に局所規則性が大きくなる方向で (結晶化が進
む方向で) スイッチングする場合の比較的に低い (現在の基準によって) 電気的
スイッチング速度； (２)局所規則性に検出可能な変化を起こさせるのに必要な
比較的に高い入力消費電力の要求；(３)記憶情報のメガバイトあたりの比較的高
い費用 (特に現在の磁気ディスク用媒体と比較して)。
【０００６】 '591 及び '441 特許で説明された相変化材料は、構造的局所規則性の変化に
基づいている。構造的規則性の変化は、一般に材料内におけるある特定の種の原
子移動によりもたらされる。アモルファスと結晶状態の間のこのような原子移動
は、移動をもたらすのに時間が必要で、それによりスイッチング時間及び消費電
力を比較的大きなものにしている。原子移動が低減されて電気的スイッチング時
間及び消費電力が減少した材料が、オブシンスキーに与えられた米国特許第 5,1
66,758号において開示されており、開示内容はこの中に参考にして取り入れてあ
る。本発明の記憶材料は、オボニックEEPROMの電気的スイッチング時間及び消費
電力を更に減少させるものである。
【０００７】 （発明の要約） 本発明の目的は、スイッチング電流必要量が低減された、電気的に作動される
記憶素子を提供することである。
【０００８】 この及びその他の目的は、単一セル記憶素子を限定している記憶材料本体、並
びに記憶材料本体の少なくとも一部分に電気信号を伝達する手段とから構成され
、記憶材料は相変化材料及び誘電体材料の不均質混合物から成ることを特徴とす
る、電気的に作動される単一セル記憶素子によって満足される。
【０００９】 この及びその他の目的は、単一セル記憶素子を限定している記憶材料本体、並
びに記憶材料本体の少なくとも一部分に電気信号を伝達する手段とから構成され
、記憶材料は相変化材料及び誘電体材料から成り、相変化材料は、複数の検出可
能な固有抵抗値を有し、且つ電気信号に応じて、特別な初期の又は消去された固
有抵抗値に設定する必要なく、材料のそれ以前の固有抵抗値に無関係に、複数の
固有抵抗値の一つに直接に設定できるものであることを特徴とする、電気的に作
動される単一セル記憶素子によっても満足される。
【００１０】 （発明の詳細な説明） ここには、電気的に作動される単一セル記憶素子が開示されている。記憶素子
は単一セル記憶素子を限定している記憶材料本体、並びに記憶材料本体の少なく
とも一部分に電気信号を伝達する手段とから構成される。記憶材料は、低い電気
入力において、高速度で、安定状態のダイナミックレンジ内におけるスイッチン
グを提供する。
【００１１】 本発明の一実施態様においては、記憶材料は相変化材料及び誘電体材料の不均
質混合物から構成されている。一般に、本発明で用いられる相変化材料は、電気
信号を加えることによって第一の検出可能状態から第二の検出可能状態へ変化で
きるような、この技術分野において周知の如何なる相変化材料であってもよい。
相変化材料は、第一の状態では第一の検出可能特性を、第二の状態では第二の検
出可能特性を有する。好ましくは、第一及び第二の検出可能特性はそれぞれ電気
固有抵抗である。
【００１２】 相変化材料は、凡そアモルファスと凡そ結晶状態との間で電気的にスイッチン
グ出来ることが好ましい。相変化材料の実例は、米国特許第 3,271,591号及び米
国特許第 3,530,441号の中に提供されている。米国特許第 3,271,591号及び米国
特許第 3,530,441号の両方の開示内容は、参考にしてここに取り入れられている
。
【００１３】 '591 及び '441 特許で吟味されているように、このような相変化材料は、凡
そアモルファスと凡そ結晶局所規則性という二つの異なる構造的状態の間で、符
号化二値情報の記憶及び検索に適合させるように、電気的にスイッチングするこ
とが出来る。代わりに、相変化材料は、完全にアモルファスと完全に結晶性の状
態の間の全範囲に亘って、局所規則性に検出可能な差がある状態の間を、電気的
にスイッチングすることも出来る。即ち、相変化材料の電気的スイッチングは、
完全にアモルファスと完全に結晶状態の間の範囲に跨がる局所規則性の多様な状
態によって象徴される "グレー・スケール" を与えるような、局所規則性の変化
を反映した、段階的変化過程をとることができる。
【００１４】 ”アモルファス”という術語は、単結晶に比較して構造的に規則性が弱いか又
は不規則性が大で、且つ高い電気固有抵抗のような検出可能特性を具備する状態
を意味する。ここで用いられている”結晶(性)”という術語は、アモルファスに
比較して構造的に規則性が強く、且つ低い電気固有抵抗のように検出可能な差を
示す特性を少なくとも一つ具備する状態を意味する。
【００１５】 相変化材料の他の例は、同一所有権者に譲渡された米国特許第 5,166,758号、
米国特許第 5,296,716号、米国特許第 5,534,711号、米国特許第 5,536,947号、
米国特許第 5,596,522号及び米国特許第 5,687,112号の中に見出される。米国特
許第 5,166,758号、米国特許第 5,296,716号、米国特許第 5,534,711号、米国特
許第 5,536,947号、米国特許第 5,596,522号及び米国特許第 5,687,112号の開示
内容は、参考にしてここに取り入れてある。
【００１６】 相変化材料は、”不揮発性”であることが好ましい。ここで用いられているよ
うに、”不揮発性”は、相変化材料が記憶セルによって記憶される情報の保全性
を (選んだ誤差の限界内で) 定期的にリフレッシュする必要なしに維持すること
を意味する。従って、設定した固有抵抗値が、そこに記憶された情報の保全性を
長期間に亘って失うことなく、一定に保たれる。
【００１７】 相変化材料は、素子中に記憶された情報を変えるために記憶素子を特別な初期
値に設定する必要がないように、”直接、重ね書き可能”であることが好ましい
。好ましくは、本発明の相変化材料は、(１)複数の検出可能な電気固有抵抗値を
有し、(２)電気信号に応じて何れか一つの固有抵抗値からその他の何れかの固有
抵抗値へとスイッチングすることが出来、且つ(３)特別な初期又は消去固有抵抗
値に設定する必要なく、材料のそれ以前の固有抵抗値に無関係に、複数の固有抵
抗値の一つに直接に設定できるものである。
【００１８】 本発明の一実施態様においては、相変化材料は二つの検出可能な電気固有抵抗
値を具備している。これは、二値記憶の可能性を有する単一セル記憶素子を提供
する。本発明のもう一つの実施態様においては、相変化材料は三又はそれ以上の
検出可能な電気固有抵抗値を具備している。これは、複数ビット記憶の可能性を
有する単一セル記憶素子を提供する。
【００１９】 本発明のもう一つの実施態様においては、記憶材料は相変化材料及び誘電体材
料から成り、相変化材料は複数の検出可能な固有抵抗値を有し、且つ特別な初期
又は消去固有抵抗値に設定する必要なく、材料のそれ以前の固有抵抗値に無関係
に、複数の固有抵抗値の一つに電気信号に応じて直接に設定できるものである。
相変化材料及び誘電体材料は、本明細書に説明されている物である。記憶材料は
、相変化材料と誘電体材料の不均質混合物である。代わりに、記憶材料は、相変
化材料と誘電体材料の均質混合物であることもある。
【００２０】 一般に、本発明の相変化材料は、複数の成分元素から構成される。好ましくは
、相変化材料はTe、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、As、Ｓ、Si、Ｐ、Ｏ及びそれらの
混合物又は合金から成る群から選ばれた、一つ又はそれ以上の構成要素を含有す
る。相変化材料は、少なくとも一つのカルコゲン元素を含有し、且つ少なくとも
一つの遷移金属元素を含有する。
【００２１】 好ましくは、カルコゲン元素は、Te、Se及びそれらの混合物又は合金から成る
群から選ばれる。更に好ましくは、カルコゲン元素はTe及びSeの混合物である。
【００２２】 ここで使われているように、”遷移金属”という術語は、原子番号21から30ま
で、39から48まで、57及び72から80までの元素を含む。好ましくは、遷移金属元
素は、Cr、Fe、Ni、Nb、Pd、Pt及びそれらの混合物又は合金から成る群から選ば
れる。最も好ましいのは、遷移金属がNiであることである。これらの多元素系の
特別な実例は、Ni及び／又はSeを含むか又は含まないTe：Ge：Sb系に関して、以
下に述べる。
【００２３】 特に、ここで説明されるテルル合金は、孤立対状態から成る価電子帯を具備し
ている。四(４)p殻電子がTeに存在しTe原子はp殻中のこれらの結合電子の二個に
よって化学的に結合するので、他の二個の外側の電子 (孤立対) は結合の目的に
は使用されず、従って実質的にその系の原子のエネルギーを変化させない。この
点に関して、最高に充填された分子軌道は孤立対電子を含む軌道であることを注
目すべきである。これは、テルル及びゲルマニウム原子の完全に化学量論的結晶
においては、微結晶を形成する格子に内部歪みを与えると、価電子帯が広くなり
その時存在するフェルミ準位の位置に向かって上昇するので重要である。しかし
、TeGe結晶は本来 "自己補償的" である、即ち結晶はTeに富んだ (約52パーセン
トTe及び48パーセントGe) 組成を優先的にとろうとする。化学量論的結晶は面心
立方晶である；しかし、最少量のエネルギーの添加により、Ge及び／又はSbの空
格子点の数が増加することによって、結晶は菱面体格子構造をとることが出来る
。結晶格子構造中の空格子点の生成が、TeGe合金内の格子歪みを減少することが
でき、材料のエネルギー状態を下げる原因となり、且つフェルミ準位を価電子帯
に向かって動かす。
【００２４】 原子の挙動を完全に予想できるわけではないが良く記述できる説明を得る目的
で、短距離局所秩序モデルに局所秩序のアモルファスモデルを重畳することは、
不可欠なことではないにしても容認できることではある。材料のアモルファスに
関する性質を考察する場合は、バンド尾部（バンドテイル）における欠陥状態密
度はバンド端部近傍で最大であり、捕獲された電荷担体に対する再結合中心の深
さはバンド端部から遠く離れたところでより深くなっている。これらの深いトラ
ップ及び尾部状態の存在が、フェルミ準位とバンド端部との間の中間的安定抵抗
値についての可能性のある説明を提供するかも知れない。理論に関係なく、完全
に結晶性の場合には、本発明の半導体材料は金属に似た伝導性を示す縮退した半
導体である。
【００２５】 更に、半導体及び記憶材料の巨視的構造体中に存在する微結晶の寸法は、比較
的小さく、好ましくは約2000Å未満、より好ましくは約50Åと500Åの間、最も
好ましくは約200Åから約400Åの程度であると考えられている。更に、これらの
微結晶は、材料の多数のフェルミ準位位置の高速形成に寄与するアモルファス膜
（アモルファス・スキン）によって取り囲まれており、異なる抵抗値 (伝導度)
として検出可能であると同時に、材料を信頼性良く且つ繰り返して設定できる検
出可能な抵抗値間の遷移に対する、低消費電力という必要条件にも寄与している
と信じられている。
【００２６】 本発明の微細結晶材料から作成した二又は三端子半導体素子のスイッチング特
性の変調は、繰り返し可能で且つ検出可能な抵抗値がもたらされるように制御さ
れることがある、ということも亦見出されている。本発明の材料が、望みの伝導
率（フェルミ準位の位置によって定められる）に低い消費電力の入力信号で迅速
に設定されるためには、前記材料が少なくとも二つの異なったフェルミ準位の位
置内に安定して (又は長寿命の準安定状態で) 存在することが可能でさえあれば
よく、そこでのフェルミ準位の位置は実質的に不変なバンドギャップ並びに異な
った電気伝導度によって特徴付けられる、という事実も見出されている。上で注
目したように、比較的小さい微結晶寸法は、検出可能な抵抗値間の高速遷移に寄
与することがある、ということも亦信じられている。
【００２７】 本発明の相変化材料の多くは、単位体積当たりより多くの且つより小さい微結
晶を形成する傾向を有する。本発明を具体化する代表的材料の最大優先範囲の微
結晶寸法は、2000Åよりは著しく小さく、一般に従来技術材料で特徴的な約2000
Åから5000Åの範囲より小さいことが見出されている。微結晶の寸法は、微結晶
の直径、又は微結晶が球形をしていない場合には直径と等価な”特性寸法”とし
て、定義される。
【００２８】 本発明の評価基準に合致したTeGeSb材料と同種の高い抵抗状態における組成は
、従来技術の電気的に消去可能な記憶材料に存在するのに比べて、実質的に低い
濃度のTeによって凡そ特徴付けられることが確認された。TeGeSb材料の例は、同
一所有権者に譲渡された米国特許第 5,534,711号、米国特許第 5,536,947号、及
び米国特許第 5,596,522号で提供されている。
【００２９】 実質的に改善された電気的スイッチング性能特性を与える一つの組成において
は、堆積したままの材料中のTeの平均濃度は、70％より十分低く、典型的には約
60％未満で一般に約23％の低いところから約58％Teまでの範囲にあり、最も好ま
しくは約48％から58％Teまでである。Geの濃度は、約５％より大きく、約８％の
最低値から材料中の平均約30％までの範囲にあり、一般には50％未満に留まって
いる。最も好ましくは、Geの濃度は約８％から約40％までの範囲にある。この組
成の主成分元素の残りはSbである。与えられた百分率は原子百分率であり、成分
元素の原子の総計は100％になる。従って、この組成はＴｅａＧｅｂＳｂ１００
−（ａ＋ｂ）で表わすことがある。これらの三元系Te-Ge-Sb合金は、更に良好な
電気的特性を有する相変化材料を追加して開発するのに、有益な出発材料である
。
【００３０】 本発明の相変化材料は、少なくとも一つのカルコゲンを含むことが好ましく、
一つ又はそれ以上の遷移金属を含むことがある。遷移金属を含む相変化材料は、
Te-Ge-Sb三元系の相変化材料を元素によって改良した形態である。即ち、元素に
よって改良された相変化材料が、Te-Ge-Sb相変化合金の改良された形態を構成す
る。この元素による改良は、Seなどのカルコゲン元素を追加又は追加しないで、
遷移金属を基本のTe-Ge-Sb三元系に取り入れることにより達成される。一般に、
元素によって改良される相変化材料は、二つの範疇に分けられる。
【００３１】 第一の範疇は、Te、Ge、Sb及び遷移金属を （ＴｅａＧｅｂＳｂ１００−（ａ
＋ｂ））ｃＴＭ１００−ｃの割合で含む相変化材料であり、下付き文字は原子百
分率で、成分元素についての総計は100％になり、TMは一つ以上の遷移金属、ａ
及びｂは上で基本のTe-Ge-Sb三元系に対して述べた通りであり、ｃは約90％と約
99.99％の間である。遷移金属は、Cr、Fe、Ni、Nb、Pd、Pt及びそれらの混合物
又は合金を包含することが好ましい。
【００３２】 この系により包含される相変化材料の具体的な例は、 (Te56Ge22Sb22)95Ni5、 (Te56Ge22Sb22)90Ni10、(Te56Ge22Sb22)95Cr5、 (Te56Ge22Sb22)90Cr10、(Te56Ge22Sb22)95Fe5、 (Te56Ge22Sb22)90Fe10、 (Te56Ge22Sb22)95Pd5、 (Te56Ge22Sb22)90Pd10、(Te56Ge22Sb22)95Pt5、 (Te56Ge22Sb22)90Pt10、(Te56Ge22Sb22)95Nb5、 (Te56Ge22Sb22)90Nb10、 (Te56Ge22Sb22)90Ni5Cr5、(Te56Ge22Sb22)90Ni5Fe5、 (Te56Ge22Sb22)90Cr5Fe5、(Te56Ge22Sb22)90Pd5Cr5、 (Te56Ge22Sb22)90Ni5Pd5、(Te56Ge22Sb22)90Pd5Pt5、 等を含むであろう。
【００３３】 第二の範疇は、Te、Ge、Sb、Se及び遷移金属を（ＴｅａＧｅｂＳｂ１００−（ ａ＋ｂ） ）ｃＴＭｄＳｅ１００−（ｃ＋ｄ）の割合で含む相変化材料であり、下
付き文字は原子百分率で、成分元素についての総計は100％になり、TMは一つ以
上の遷移金属、ａ及びｂは上で基本のTe-Ge-Sb三元系に対して述べた通りであり
、ｃは約90％と約99.5％の間であり、ｄは約0.01％と10％の間である。遷移金属
は、Cr、Fe、Ni、Pd、Pt、Nb及びそれらの混合物又は合金を包含することが好ま
しい。この系により包含される相変化材料の具体的な例は、 (Te56Ge22Sb22)90Ni5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Ni10Se10 (Te56Ge22Sb22)90Cr5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Cr10Se10 (Te56Ge22Sb22)90Fe5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Fe10Se10 (Te56Ge22Sb22)90Pd5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Pd10Se10 (Te56Ge22Sb22)90Pt5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Pt10Se10 (Te56Ge22Sb22)90Nb5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Nb10Se10 (Te56Ge22Sb22)85Ni5Cr5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Ni5Fe5Se10 (Te56Ge22Sb22)85Cr5Fe5Se5、 (Te56Ge22Sb22)85Ni5Pd5Se5 (Te56Ge22Sb22)80Ni5Pt5Se10、(Te56Ge22Sb22)85Ni5Nb5Se5 (Te56Ge22Sb22)85Pd5Cr5Se5、 (Te56Ge22Sb22)80Pd5Pt5Se10 (Te56Ge22Sb22)85Pd5Nb5Se5、 (Te56Ge22Sb22)85Pt5Nb5Se5 等を含むであろう。
【００３４】 相変化材料は、実質的に不揮発性の設定された抵抗値を有する。しかし、相変
化材料の抵抗値が元の設定値からずれる場合は、以下に説明する”組成的改良”
がこのずれを相殺するのに利用されることがある。ここで用いられているように
、"不揮発性" という術語は、設定された抵抗値が長時間に亘り実質的に一定の
まま留まる状態を意味する。勿論、選んだ誤差の限界の外では絶対に”ずれ”が
起こらないことを保証するために、ソフトウェア (以下に吟味する帰還系を含む
) を採用することが出来る。記憶素子の抵抗値のずれは、そのまま妨げられずに
残ると、情報の曖昧な尺度での記憶を妨げることが出来るので、ずれを最少にす
ることが望ましい。
【００３５】 ここで”組成的改良”は、抵抗の実質的に安定な値を生み出すための、相変化
材料を組成的に改良する如何なる手段をも含むと定義され、材料の固有の抵抗値
を増加させるためにバンドギャップを広げる元素を添加することを含む。組成的
改良の一実施例は、厚さに関して次第に変化する組成的不均一性を含むことであ
る。例えば、相変化材料本体が第一のTe-Ge-Sb合金から第二の違った組成のTe-G
e-Sb合金へと漸近的に変化することがある。組成の漸近的変化は、設定した抵抗
値がずれるのを低減させるものであれば如何なる形態をとっても良い。例えば、
組成の漸近的変化は同一合金系の第一と第二の合金に限る必要はない。漸近的変
化は二つ以上の合金によっても達成できる。漸近的変化は均一で且つ連続的であ
り得るし、又不均一又は不連続でもあり得る。抵抗値のずれを低減する結果をも
たらす組成の漸近的変化の具体例は、一方の表面でのGe14Sb29Te57から反対の面
のGe22Sb22Te56迄均一で連続的な漸近的変化を含むものである。
【００３６】 抵抗のずれを低減するために組成的改良を採用するもう一つの方法は、相変化
材料本体を層構造化することである。即ち、相変化材料本体を、複数の不連続な
、違った組成の比較的薄い層から形成することがある。例えば、相変化材料本体
は、一組以上の層を含み、それぞれの層は異なったTe-Ge-Sb合金から形成されて
いても良い。再び、漸近的変化をする組成の場合と同様に、抵抗値のずれを実質
的に低減する結果をもたらすような如何なる層の組み合わせも採用可能である。
層は同じ厚さであっても良いし、異なる厚さであっても良い。記憶材料中には幾
層使われても良いし、同じ合金の複数の層が隣接して又は互いに離れて、記憶材
料本体中に存在してもよい。亦、異なった合金組成の任意の数の層が使用されて
もよい。組成的層構造化の具体例は、Ge14Sb29Te57及びGe22Sb22Te56 の交互に
積層された層の組からなる記憶材料本体である。
【００３７】 抵抗のずれを低減するための組成的不均一性の更にもう一つの形態は、組成の
漸近的変化と組成的層構造化とを組み合わせることで達成される。より厳密には
、前述の組成の漸近的変化は、上で説明した組成的層構造化の何れかと組み合わ
されて、安定した記録材料本体を形成するであろう。この組み合わせを採用した
典型的な相変化材料本体は、(１)Ge22Sb22Te56の個別的な層の後に、Ge14Sb29Te 57 及びGe22Sb22Te56の漸近的に変化する組成が続くような、相変化材料本体、及
び(２)Ge14Sb29Te57の個別的な層、並びにGe14Sb29Te57及びGe22Sb22Te56 の漸
近的組成変化を含む、相変化材料本体、である。
【００３８】 吟味したように、複合記憶材料は上述したような相変化材料と誘電体材料との
混合物である。一般に誘電体材料は、”電気絶縁物であるか、最少の電力消費で
電場が維持できる材料である。固体はその価電子帯が充満しているか、伝導帯か
ら少なくとも３eV離れているときは誘電体である”マグロー・ヒル物理学百科事
典、第二版、1993年、283 頁。ここで用いられる誘電体材料は、化学的に相変化
材料と反応性の無い誘電体材料であれば、如何なるものでもよい。誘電体材料は
、相変化材料よりも高い融点を有することが好ましい。
【００３９】 特に、誘電体材料は、酸化物、窒化物、弗化物、硫化物、塩化物、炭化物、オ
キシ窒化物、カルボキシ窒化物、硼化物、燐化物及びそれらの混合物又は合金か
ら成る群から選ばれた、一つ又はそれ以上の材料であろう。この技術分野で周知
の他の誘電体材料も使ってよい。誘電体材料は、有機誘電体材料の群から選んで
もよい。これらは、アミド、ポリアミド、イミド、ポリイミド、及びパリレンな
どの材料を含むが、それに限定はされない。
【００４０】 酸化物は、SiO2等の酸化珪素、TiO2等の酸化チタン、Al2O3等の酸化アルミニ
ウム、ZrO2等の酸化ジルコニウム、GeO2等の酸化ゲルマニウム、及びTa2O5等の
酸化タンタルを含む。他の可能性のある酸化物は、B2O3、Sb2O3、及びPbOを含む
。窒化物は、Si3N4等の窒化珪素、AlN等の窒化アルミニウム、同じくTiN、SiN、
ZrN及びBN、並びに化学量論組成を外れた窒化珪素SiNxを含む。硫化物は、SiS2
等の硫化珪素、GeS2等の硫化ゲルマニウム、及びZnS等の硫化亜鉛を含む。弗化
物は、MgF2、CaF2、及びLiF2を含む。
【００４１】 種々のガラスも亦使用されることがある。例えば、La、Si、O及びNを含有する
LaSiON材料、Si、Al、O及びNを含有するSiAlON材料、イットリウムを含有するSi
AlON、又はNd、Si、O及びNを含有するNdSiON材料が使用されることがある。
【００４２】 複合記憶材料は、能動的相変化材料と非能動的誘電体材料の不均一混合物であ
る。このような不均一混合物の一実施態様は、相変化材料の層が誘電体材料の層
と相互に混合された多層構造である。各層の厚さは、約５Åと約75Åの間である
ことが好ましい。より好ましくは、各層の厚さは約10Åと約50Åの間であろう。
各層の厚さは、約20Åと約30Åの間が最も好ましい。
【００４３】 無線周波グロー放電などのプラズマ技術で改善された、スパッタリング、蒸着
などの方法、又は化学蒸着法 (CVD) によって、複合記憶材料が形成される。本
発明の複合記憶材料は、無線周波スパッタリング又は蒸着によって形成されるこ
とが最も好ましい。複数のターゲット、普通は相変化材料のターゲットと誘電体
材料のターゲット、を使用する多元蒸着源スパッタリング技術によって形成され
ることがある。基板に対向して配置されたこれらのターゲットにより、基板を各
ターゲットに対して相対的に回転させながらスパッタリングが遂行される。相変
化材料と誘電体材料の両方を含有するターゲットが、同様に使用されることもあ
る。なお、表面移動度による結晶凝集と同じく結晶成長にも影響を与えることに
よって、形成される複合記憶材料中の相変化材料の形態学的性質を制御するため
に、基板加熱が利用されることがある。
【００４４】 複合材料中の誘電体材料の体積百分率は、制御することが出来る。非能動的誘
電体材料の体積百分率は、約60％と90％の間であることが好ましい。より好まし
くは、誘電体材料の体積百分率は約75％と約87％の間である。最も好ましいのは
、誘電体材料の体積百分率は約80％と約84％の間である。
【００４５】 複合記憶材料は、遠心塗布法によって形成されることもある。相変化材料は、
相変化材料とポリアミドのような有機高分子などの誘電体との不均一混合物とな
ろう。得られた混合物はシリコン基板上に遠心塗布され、望みの性質を有する複
合記憶材料が形成される。
【００４６】 本発明の単一セル記憶素子は、上に開示した複合記憶材料本体から構成される
。更に記憶素子は、複合記憶材料本体の少なくとも一部に電気信号を伝達する手
段を備えている。”電気信号”は電流であることが好ましい。”電流”は、電荷
の流れである。電荷の例は、電子、陽子、正又は負のイオン、又はその他如何な
る型の帯電粒子もそうである。電荷の流れは、電子線又は陽子線などの帯電粒子
の線束に起因するであろう。電気信号は、電圧であってもよい。
【００４７】 本発明の一実施態様においては、伝達手段は第一の接合及び第二の接合である
。接合の各々は記憶材料本体に隣接している。ここで用いたように、接合の少な
くとも一部分が実際に記憶材料に触れていれば、接合は記憶材料本体に”隣接し
ている”のである。
【００４８】 本発明の一実施態様において、第一の接合及び第二の接合は、間隔を空けて配
置され記憶材料本体に隣接している一組のプレーナー型接合である。各接合は一
つ又はそれ以上の薄膜接合層からなっている。図１は、単結晶シリコン半導体ウ
ェーハ10の上に形成された、記憶素子の実施態様の断面図を示す。記憶素子は、
複合記憶材料36、間隔を空けて配置され記憶材料本体に隣接している第一の接合
６、及び間隔を空けて配置され記憶材料本体に隣接している第二の接合8Aを含む
。示された実施態様においては、第一及び第二の接合６、8Aはプレーナー型接合
である。少なくとも接合６、8Aの内の一つは、一つ又はそれ以上の薄膜の層であ
る。第一と第二の接合６、8Aが二つの薄膜層からなる発明の一実施態様が、同一
所有権者に譲渡された米国特許出願第08/739,080号に開示されており、開示内容
は参考にしてここに取り入れてある。米国特許出願第08/739,080号は、各薄膜層
を形成する材料について吟味している。
【００４９】 本発明の一実施例においては、接合６、8Aの少なくとも一つが、記憶材料本体
に隣接している薄膜層から成り、前記薄膜層はTi、Ｖ、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta
、Ｗ及びそれらの混合物又は合金からなる群から選ばれた一つ又はそれ以上の元
素を、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Al、Si、Ｐ、Ｓ及びそれらの混合物又は合金からなる群
から選ばれた二つ又はそれ以上の元素と、一緒に組み合わせて包含している。材
料の実例は、TiCN、TiAlN、TiSiN、Ｗ-Al2O3、及びCr-Al2O3を含む。
【００５０】 記憶材料36の層は、約200Åから5000Åの厚さに堆積されるのが好ましく、よ
り好ましくは約250Åから2500Åで、最も好ましいのは厚さで約250Åから500Å
である。
【００５１】 図１に示した記憶素子は、多段階工程で形成されることがある。接合層8A及び
絶縁層46が最初に堆積され、次いで記憶材料36と接合層8Aの間に接合領域が生ず
るように絶縁層46がエッチングされる。記憶層36及び接合層６が次ぎに堆積され
、層8A、46、36及び６の全体の積層体が決められた寸法にエッチングされる。全
体構造の最上面に堆積されるのは絶縁材料39の層である。絶縁材料の実例は、Si
O2、Si3N4及びテルル酸素硫化物(例えば、TeOS)である。絶縁材料39の層がエッ
チングされ、次ぎにアルミニウム42の層が堆積されて導体12の方向と直角に延伸
する第二の電極格子構造42が形成され、個々の記憶素子にX-Y格子接続を完成す
る。Si3N4などの適切なカプセル化材料又はポリアミドなどのプラスチック材料
から成る最上面カプセル化層が全体の集積構造を薄く覆い、性能の低下や劣化の
原因となる湿気及びその他の外的要素に対して構造を封止する。Si3N4カプセル
化材料は、例えば低温プラズマ堆積法を用いて堆積される。カプセル化材料層を
形成するための周知の技術に従って、ポリアミド材料は遠心塗布され、堆積後に
加熱される。
【００５２】 本発明のもう一つの実施態様においては、伝達手段は少なくとも一つの”テー
パー”接合から構成される。テーパー接合は、記憶材料本体に隣接している頂点
に向かって次第に細くなっている接合である。図２は、第一の接合６及び第二の
接合8Bを備え、第一の接合はプレーナー型接合で、第二の接合は記憶材料36に隣
接する頂点16に向かって断面積が次第に細くなっているテーパー接合である。図
２に示した本発明の実施態様は、同一所有権者に譲渡されたオブシンスキー他に
与えられた米国特許第 5,687,112号に開示されており、開示内容は参考にしてこ
こに取り入れてある。
【００５３】 第一の接合６は一つ又はそれ以上の薄膜の層を備えている。'112特許に開示さ
れているように、第一の接合は二つの薄膜層からなることがある。テーパー接合
は、シリコン基板10上に形成することができる”接合チップ”14を備えている。
接合チップ14は多段階工程で形成することができる。図形化された酸化物層は、
従来の酸化及び写真平版技術を用いてシリコン基板10上に形成することができる
。酸化物層をマスクに用いて、シリコン基板は異方的にエッチングされ、接合チ
ップと呼ばれる長いテーパー構造がシリコン基板10の最上面に形成される。接合
チップは、円錐形、ピラミッド型、細長、又は楔形に作製される。カルコゲン化
物材料と点接触するその他の形状が、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、
採用可能である。
【００５４】 テーパー接合の頂点は、点状に尖らせることができる。尖らせた頂点は、シリ
コン基板からエッチングして作製した接合チップを尖らせることによって形成さ
れる。尖らせるには、プラズマ・エッチング、湿式化学エッチング又は熱酸化を
含むがそれだけに限定されない、反応性処理法を利用する。接合チップは、電気
化学的に、例えば溶液にバイアス電圧を掛けて、接合チップを堆積又はエッチン
グして尖らせることもある。この方法は、モリブデン、タングステン、又は白金
、パラジウム、イリジウム又は金などの貴金属の接合チップを尖らせるのに利用
される。
【００５５】 頂点は点状に尖らせることが好ましいが、原子のレベルで尖らせる必要はない
。丸まった又は平らな頂点でも、各頂点の断面直径が十分小さければ満足できる
ものである。好ましくは、頂点の断面直径は2000Å未満である。より好ましくは
、頂点の断面積の直径は1000Å未満である。最も好ましくは、頂点の断面積の直
径は 500Å未満である。平らな頂点を有するように形成された接合チップは、円
錐形、ピラミッド型、細長、又は楔形の切頭体に作製することができる。最も好
ましい実施態様においては、頂点の直径は、カルコゲン化物材料の本体を貫通し
て形成されたフィラメント状細孔 (伝導路) の直径に近似する。'112特許に開示
されているように、第二の接合８の代替構造は接合チップ14がシリコン基板から
細長い柱によって分離されている。
【００５６】 エッチング処理でシリコン基板10の中に形成された空間は、適切な誘電体18を
第二の接合の最上面に堆積することにより充填される。使用される誘電体材料の
実例は、TeOS、SiO2又はSi3N4である。誘電体材料18の堆積の後で、表面は化学-
機械研磨(CMP) 技術を用いて平坦化される。
【００５７】 図２に示した本発明の具体的実施態様は、記憶材料36の下、即ち基板10と記憶
材料36との間に位置づけられたテーパー接合8Bを示し、一方プレーナー型接合６
は記憶材料の上に位置づけられる。代わって、二つの型の接合の位置は逆にする
こともできる。更に、本発明の代わりの実施態様においては、第一と第二の接合
は、両方共記憶材料本体に隣接する頂点に向かって次第に細くなるテーパー接合
である。本発明のもう一つ別の実施態様は、伝達手段が少なくとも一つの電界エ
ミッターであるような、電気記憶素子である。電界エミッターは、ギブソン他に
与えられた米国特許第 5,557,596号で吟味されており、開示内容は参考にしてこ
こに取り入れてある。電界エミッターは、記憶材料に極近接して置かれた頂点に
向かって次第に細くなる。ここで定義されたように、”極近接して”という用語
は、電界エミッターが実際に記憶材料本体に接触していないことを意味する。好
ましくは、電界エミッターは、記憶材料本体から約50Åと約 100,000Åの間に置
かれる。より好ましくは、電界エミッターは、記憶材料本体から約 500Åと約50
,000Åの間に置かれる。
【００５８】 電界エミッターは、テーパー頂点から電子線を発生する。'596特許で吟味され
たように、電子線は多くの異なった方法で電界エミッターから引き出される。一
つの実施態様においては、円形のゲートが電界エミッターの周りに配置され、電
界エミッターとゲートの間に電位が印加される。もう一つの実施態様においては
、電位は電界エミッターと記憶材料本体そのものの間に印加される。更にもう一
つの実施例においては、接合（プレーナー型接合のような）が記憶材料本体に隣
接して配置され、電界エミッターから間隔を空けて配置される。電位は電界エミ
ッターとプレーナー型接合の間に印加され、電子線が記憶材料本体に向かって推
進されて記憶材料に衝突する。一つ以上の電界エミッターが用いられることがあ
ることを注記する。
【００５９】 電界エミッターは多くの方法で作製される。一つの方法は、Journalof Applie d Physics、47巻、12号、1976年12月に掲載された、スピント(Spindt)
他による "モリブデン円錐を有する薄膜電界放出陰極の物理的性質" において吟
味されている。もう一つの方法は、第４回国際真空マイクロエレクトロニクス会
議、長浜、日本、1991年、の技術抄録26頁に掲載された、別井(Betsui)による”
Si電界エミッター・アレイの作製及び特性”において吟味されている。
【００６０】 本発明の一実施態様においては、電界エミッターと記憶材料本体の間に部分真
空が存在する。'596特許で吟味されたように、部分真空は少なくとも１０-5torr
がよい。真空空洞内で電界エミッターを作製する方法はこの技術分野では周知で
ある。この技術は、IEEE Transactions on Components,Hybrids,and Manufactur
ing Technology、15巻、1051頁、1992年に掲載された、ジョウンズによる”シリ
コン電界放出トランジスタ及びダイオード”において吟味されている。代って、
電界エミッターと記憶材料本体の間に気体が入れられることがある。
【００６１】 本発明の更にもう一つの実施態様においては、電流伝達手段は、記憶材料本体
に極近接して置かれたトンネル接合である。トンネル接合は電界エミッターに似
たものである。トンネル接合は記憶材料本体に極近接して配置された頂点に向か
って次第に細くなる。トンネル接合は実際に記憶材料に接触してはいないが、量
子力学トンネル効果距離以内に配置される。好ましくは、この距離は50Å未満で
ある。
【００６２】 記憶素子の実施態様において、伝達手段が第一と第二の接合である場合は、”
開口直径”という術語を適用できる。ここで用いられるときは、”開口直径”と
いう術語は、記憶材料と前記第一と第二の電気接合の間の、最少接触領域の平均
断面として定義される。例えば、図１に示す本発明の実施態様においては、開口
直径は記憶材料36と接合8Aとの間の接触領域の平均断面である。同様に、図２に
示す本発明の実施態様においては、開口直径は記憶材料36と接合8Bとの間の接触
領域の平均断面である。開口直径は、写真平板技術の解像度限界が許す限り小さ
くできる。
【００６３】 開口直径は装置の性能に関係する。開口直径を小さくすることは装置の体積を
低減し、それにより電気的スイッチングに要求される電流及び電力必要量を低下
させる。これは装置の速度と感度を増大させ、抵抗に検出可能な変化を生じさせ
るのに必要な電力並びにスイッチング時間を低減する。
【００６４】 記憶素子の先行実施態様においては、開口直径を写真平板技術で低減すること
により、電気的繰り返し操作に必要なプログラミング電流が減少した。それと対
照的に、本発明の記憶材料からなる記憶素子においては、誘電体材料の導入によ
って相変化材料の体積を制限することにより、プログラミング電流の望ましい減
少が達成される。
【００６５】 誘電体材料が記憶材料の選択された体積比を占めるようになるので、相変化材
料によって占められる体積比は低減される。この相変化材料の体積比の低減は、
記憶素子をプログラムするのに必要な電流を減少させる。
【００６６】 誘電体材料の体積比が制御できるので、薄膜記憶素子の用途においては、電気
伝導性材料の体積が写真平板技術的に限定された接触面積の寸法とは独立に制御
できる。このことは、与えられた写真平板技術の水準において必要なプログラミ
ング電流を、記憶素子駆動装置から供給できる電流と両立する値にまで低減させ
ることができる。
【００６７】 多元記憶素子に対して可能な配列の上面図を図３に示す。見られるように、装
置は記憶素子の X-Yマトリックスを形成している。水平な条12は個々の素子に番
地付けするための X-Y電極格子のＸの組を表わす。垂直な条42は番地付け配線の
Ｙの組を表わす。
【００６８】 本発明の電気的に消去可能な記憶素子のその他の回路配列は、勿論在りうるし
、実効可能である。特別に有用な配列の一つは、三次元の多水準アレイであり、
記憶素子又は制御素子の複数の面及びそれらの個々の絶縁装置が、互い違いに積
層されている。記憶素子の各面は、記憶素子の複数の行と列として配列され、そ
れにより X-Yの番地付が可能である。面を積層することは、記憶素子の記憶密度
を増加させるのに加えて、Ｚ次元の相互接続の追加をさせることになる。この配
列は、真に知的なコンピュータに対して神経網を模擬させるのに特に有益である
。
【００６９】 各記憶素子は、ある種の絶縁素子を用いて電気的に互いに絶縁されている。図
４は、記憶装置の配置の模式図であって、電気絶縁がダイオードを用いて如何に
して達成できるかを示している。回路は、絶縁ダイオード26と直列に電気的に相
互接続された記憶素子30を有する、X-Y 格子から構成されている。番地付け用配
線12及び42は、当業者に周知の方法で外部の番地付け回路に接続される。絶縁素
子の目的は、マトリックスの隣接した又は遠方の記憶素子に記憶されている情報
と干渉しないで、各個別の記憶素子が読出し且つ書込み可能にすることである。
【００７０】 図５は、本発明の記憶マトリックス51をその上に形成した単結晶半導体基板50
の一部を示す。同様に同一基板50上に形成されているのは番地付けマトリックス
52で、記憶マトリックス51に集積回路接続部品53によって適切に接続されている
。番地付けマトリックス52は、記憶マトリックス51に加えられる設定及び読出し
パルスを規定し且つ制御するための信号発生手段を含んでいる。勿論、番地付け
マトリックス52は、固体記憶マトリックスと集積化されたり、同時に形成された
りすることがある。
【００７１】 実験は、カルコゲン化物組成、熱的調製 (堆積後の焼鈍し)、信号パルス持続
時間、組成中に存在する酸素などの不純物、微結晶寸法、及び信号パルス波形が
、抵抗のダイナミックレンジ、前記ダイナミックレンジの絶対端点抵抗、及び装
置をこれらの抵抗値に設定するのに必要な電圧、に影響を及ぼすことを明らかに
した。例えば、比較的厚いカルコゲン化物薄膜 (即ち、約4000Å) は、結果とし
て高い設定電圧を必要とする (従って記憶材料本体内の電流密度が高くなる) が
、一方比較的薄いカルコゲン化物層 (即ち、約250Å) は、結果として低い設定
電圧 (及び電流密度) が必要となる。勿論、微結晶の寸法、従って全体の原子数
に対する相対的表面原子数の比の重要性は既に説明した。
【００７２】 抵抗のダイナミックレンジは、広いグレー・スケール及び多値レベル・アナロ
グ記憶を可能にする。多値レベル記憶は広いダイナミックレンジを複数の副レン
ジ又はレベルに分割することにより達成される。連続的抵抗プログラム可能性(p
rogrammability) は、二値情報の多数ビットが単一記憶セル内に記憶されるのを
可能にする。この多値レベル記憶は、二値情報の多数ビットを擬似アナログ形態
に模擬し、このアナログ情報を単一記憶セルに記憶することにより達成される。
このように、抵抗のダイナミックレンジを２ｎ のアナログレベルに分割するこ
とによって、各記憶セルはｎビットの二値情報を記憶する能力が与えられること
になる。
【００７３】 ここで開示した所有権の在る材料及び装置形態を利用することによって、電気
的に消去可能で直接重ね書き可能な記憶素子が開発され、SRAMの速度に近ずいて
いる速い読出し及び書込み速度；EEPROMの不揮発性とランダムアクセス再プログ
ラミング可能性；並びに他の如何なる半導体記憶装置より著しく低い記憶量一メ
ガバイトあたりの値段、が提供される。
【００７４】 ここで発表した開示内容が、本発明の全体的且つ完全な開示を行なう目的で説
明した、詳細な実施態様の形で提供されていること、並びにこのような詳細な記
述が、添付した特許請求の範囲で記述され且つ定義された本発明の真の範囲を制
限するものと解釈されるべきでないこと、は理解されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 各々が記憶材料本体に隣接した第一及び第二の接合を有する、本発明の記憶素
子の断面図である。
【図２】 記憶材料本体に隣接する頂点に向かって次第に細くなる接合を有する、本発明
の記憶素子の断面図である。
【図３】 素子が如何にして一組の X-Y番地付け配線に接続されるかを示す、多元記憶素
子について可能な配置の上面図である。
【図４】 ダイオードなどの絶縁素子が記憶素子と直列に接続されて、各素子をその他の
素子から電気的に絶縁する様子を示す、図１の記憶素子の模式図である。
【図５】 番地付け/ドライバー/デコーダーを機能的に取り付けた集積回路チップと電気
的に連絡して配置され、図１に描かれている本発明の集積記憶マトリックス、を
備えた単結晶半導体基板を説明している、模式的表現である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チュバティ、 ウォロディミュール アメリカ合衆国 48092 ミシガン州 ウ ォーレン ウォルター 2426 (72)発明者 ストランド、 デイヴィッド エイ． アメリカ合衆国 48301 ミシガン州 ブ ルームフィールド ヒルズ プライアー レイン 5611 (72)発明者 クラースィー、 パトリック ジェイ． アメリカ合衆国 48360 ミシガン州 レ イク オリオン カミラ 766 (72)発明者 コスティレフ、 セルゲイ アメリカ合衆国 48304 ミシガン州 ブ ルームフィールド ヒルズ レノックス 1208 (72)発明者 パシュマコフ、 ボイル アメリカ合衆国 48098 ミシガン州 ト ロイ ジャーマン 2133 Ｆターム(参考） 5F083 FR01 JA06 JA36 JA39 LA12 LA16 PR40

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単一セル記憶素子を限定している記憶材料本体と、前記記憶
    材料本体の少なくとも一部分に電気信号を伝達する手段とから成り、前記記憶材
    料は相変化材料と誘電体材料との不均質混合物から成る、電気的に作動される単
    一セル記憶素子。
  2. 【請求項２】 前記相変化材料が、複数の検出可能な抵抗率値を有し、且つ
    前記電気信号に応じて、特別な初期の又は消去された抵抗率値に設定する必要な
    く、前記材料のそれ以前の抵抗率値に無関係に、前記複数の抵抗率値の一つに直
    接に設定されることができる、請求項１に記載の記憶素子。
  3. 【請求項３】 前記相変化材料が、Te、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、As、Ｓ、
    Si、Ｐ、Ｏ及びそれらの混合物又は合金から成る群から選択される一つ又はそれ
    以上の元素を含有する、請求項１に記載の記憶素子。
  4. 【請求項４】 前記相変化材料が、少なくとも一つのカルコゲン元素と少な
    くとも一つの遷移金属元素とを含有する、請求項３に記載の記憶素子。
  5. 【請求項５】 前記カルコゲン元素が、Te、Se及びそれらの混合物又は合金
    から成る群から選ばれる、請求項４に記載の記憶素子。
  6. 【請求項６】 前記カルコゲン元素がTeとSeとの混合物である、請求項５に
    記載の記憶素子。
  7. 【請求項７】 前記少なくとも一つの遷移金属元素が、Cr、Fe、Ni、Nb、Pd
    、Pt及びそれらの混合物又は合金から成る群から選ばれる、請求項４に記載の記
    憶素子。
  8. 【請求項８】 前記誘電体材料が、酸化物、窒化物、弗化物、硫化物、塩化
    物、炭化物、オキシ窒化物、カルボキシ窒化物、硼化物、燐化物及びそれらの混
    合物又は合金から成る群から選ばれた一つ又はそれ以上の材料である、請求項１
    に記載の記憶素子。
  9. 【請求項９】 前記誘電体材料が有機誘電体材料である、請求項１に記載の
    記憶素子。
  10. 【請求項10】 前記伝達する手段が、前記記憶材料本体に隣接する第一の接
    合及び第二の接合である、請求項１に記載の記憶素子。
  11. 【請求項11】 前記伝達する手段が少なくとも一つのテーパー状の接合から
    成り、かつ、前記テーパー状の接合が、前記記憶材料本体に隣接する頂点に向か
    ってテーパー状に形成されている、請求項１に記載の記憶素子。
  12. 【請求項12】 前記伝達する手段が、前記記憶材料本体に近接して配置され
    た少なくとも一つの電界エミッターから成る、請求項１に記載の記憶素子。
  13. 【請求項13】 前記伝達する手段が、前記記憶材料本体のトンネル効果を示
    す距離内に配置された少なくとも一つの電界エミッターから成る、請求項１に記
    載の記憶素子。
  14. 【請求項14】 前記相変化材料が、二つの検出可能な抵抗率値を有する、請
    求項２に記載の記憶素子。
  15. 【請求項15】 前記相変化材料が、少なくとも三つの検出可能な抵抗率値を
    有する、請求項２に記載の記憶素子。
  16. 【請求項16】 単一セル記憶素子を限定している記憶材料本体と前記記憶材
    料本体の少なくとも一部分に電気信号を伝達する手段とから成る単一セル記憶素
    子であって、 前記記憶材料は相変化材料と誘電体材料とから成り、前記相変化材料は、複数
    の検出可能な抵抗率値を有し、前記電気信号に応じて、特別な初期の又は消去さ
    れた抵抗率値に設定する必要なく、前記材料のそれ以前の抵抗率値に無関係に、
    前記複数の抵抗率値の一つに直接に設定されることができる、電気的に作動され
    る前記単一セル記憶素子。
  17. 【請求項17】 前記相変化材料が、Te、Se、Ge、Sb、Bi、Pb、Sn、As、Ｓ、
    Si、Ｐ、Ｏ及びそれらの混合物又は合金から成る群から選ばれる一つ又はそれ以
    上の元素を含有する、請求項16に記載の記憶素子。
  18. 【請求項18】 前記相変化材料が、少なくとも一つのカルコゲン元素と少な
    くとも一つの遷移金属元素とを含有する、請求項17に記載の記憶素子。
  19. 【請求項19】 前記カルコゲン元素が、Te、Se及びそれらの混合物又は合金
    から成る群から選ばれる、請求項18に記載の記憶素子。
  20. 【請求項20】 前記カルコゲン元素が、TeとSeとの混合物である、請求項19
    に記載の記憶素子。
  21. 【請求項21】 前記少なくとも一つの遷移金属元素が、Cr、Fe、Ni、Nb、Pd
    、Pt及びそれらの混合物又は合金から成る群から選ばれる、請求項18に記載の記
    憶素子。
  22. 【請求項22】 前記誘電体材料が、酸化物、窒化物、弗化物、硫化物、塩化
    物、炭化物、オキシ窒化物、カルボキシ窒化物、硼化物、燐化物及びそれらの混
    合物又は合金から成る群から選ばれる一つ又はそれ以上の材料である、請求項16
    に記載の記憶素子。
  23. 【請求項23】 前記誘電体材料が、有機誘電体材料である、請求項16に記載
    の記憶素子。
  24. 【請求項24】 前記伝達する手段が、前記記憶材料本体に隣接する第一の接
    合及び第二の接合である、請求項16に記載の記憶素子。
  25. 【請求項25】 前記伝達する手段が、少なくとも一つのテーパー状の接合か
    ら成り、前記テーパー状接合が、前記記憶材料本体に隣接する頂点に向かってテ
    ーパー状に形成されている、請求項16に記載の記憶素子。
  26. 【請求項26】 前記伝達する手段が、前記記憶材料本体に近接して配置され
    た少なくとも一つの電界エミッターから成る、請求項16に記載の記憶素子。
  27. 【請求項27】 前記伝達する手段が、前記記憶材料本体のトンネル効果を示
    す距離内に配置された少なくとも一つの電界エミッターから成る、請求項16に記
    載の記憶素子。
  28. 【請求項28】 前記相変化材料が二つの検出可能な抵抗率値を有する、請求
    項16に記載の記憶素子。
  29. 【請求項29】 前記相変化材料が、少なくとも三つの検出可能な抵抗率値を
    有する、請求項16に記載の記憶素子。
JP2000544500A 1998-04-20 1999-04-20 相変化材料及び誘電体材料から成る記憶材料を用いた記憶素子 Withdrawn JP2002512439A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/063,174 1998-04-20
US09/063,174 US6087674A (en) 1996-10-28 1998-04-20 Memory element with memory material comprising phase-change material and dielectric material
PCT/US1999/008564 WO1999054128A1 (en) 1998-04-20 1999-04-20 Memory element with memory material comprising phase-change material and dielectric material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002512439A true JP2002512439A (ja) 2002-04-23

Family

ID=22047441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000544500A Withdrawn JP2002512439A (ja) 1998-04-20 1999-04-20 相変化材料及び誘電体材料から成る記憶材料を用いた記憶素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6087674A (ja)
EP (1) EP1087867A4 (ja)
JP (1) JP2002512439A (ja)
AU (1) AU3569999A (ja)
CA (1) CA2324927A1 (ja)
WO (1) WO1999054128A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076355A1 (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Renesas Technology Corp. 記憶装置
US7446391B2 (en) 2004-09-09 2008-11-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electro-resistance element and method of manufacturing the same
US7531823B2 (en) 2003-01-23 2009-05-12 Nec Corporation Electron device, integrated electron device using same, and operating method using same
JP2010531062A (ja) * 2007-06-22 2010-09-16 オヴォニクス，インコーポレイテッド 改善動作特性を有する多層カルコゲナイド及び関連デバイス
KR101480942B1 (ko) * 2014-01-16 2015-01-14 홍익대학교 산학협력단 상변화 메모리용 복합재료, 상변화 메모리 소자 및 이의 제조 방법
WO2017104577A1 (ja) * 2015-12-17 2017-06-22 国立大学法人東北大学 相変化材料および相変化型メモリ素子

Families Citing this family (364)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7935951B2 (en) * 1996-10-28 2011-05-03 Ovonyx, Inc. Composite chalcogenide materials and devices
US6445023B1 (en) * 1999-03-16 2002-09-03 Micron Technology, Inc. Mixed metal nitride and boride barrier layers
US6888750B2 (en) * 2000-04-28 2005-05-03 Matrix Semiconductor, Inc. Nonvolatile memory on SOI and compound semiconductor substrates and method of fabrication
US7247876B2 (en) 2000-06-30 2007-07-24 Intel Corporation Three dimensional programmable device and method for fabricating the same
US6501111B1 (en) 2000-06-30 2002-12-31 Intel Corporation Three-dimensional (3D) programmable device
US6274463B1 (en) 2000-07-31 2001-08-14 Hewlett-Packard Company Fabrication of a photoconductive or a cathoconductive device using lateral solid overgrowth method
EP2988331B1 (en) 2000-08-14 2019-01-09 SanDisk Technologies LLC Semiconductor memory device
US6473388B1 (en) * 2000-08-31 2002-10-29 Hewlett Packard Company Ultra-high density information storage device based on modulated cathodoconductivity
US6339544B1 (en) 2000-09-29 2002-01-15 Intel Corporation Method to enhance performance of thermal resistor device
US6555860B2 (en) * 2000-09-29 2003-04-29 Intel Corporation Compositionally modified resistive electrode
US6404665B1 (en) * 2000-09-29 2002-06-11 Intel Corporation Compositionally modified resistive electrode
US6429064B1 (en) 2000-09-29 2002-08-06 Intel Corporation Reduced contact area of sidewall conductor
US6563164B2 (en) 2000-09-29 2003-05-13 Ovonyx, Inc. Compositionally modified resistive electrode
US6567293B1 (en) 2000-09-29 2003-05-20 Ovonyx, Inc. Single level metal memory cell using chalcogenide cladding
WO2002037572A1 (fr) * 2000-11-01 2002-05-10 Japan Science And Technology Corporation Reseau a pointes, circuit non, et circuit electronique contenant ceux-ci
US6649928B2 (en) 2000-12-13 2003-11-18 Intel Corporation Method to selectively remove one side of a conductive bottom electrode of a phase-change memory cell and structure obtained thereby
US6696355B2 (en) * 2000-12-14 2004-02-24 Ovonyx, Inc. Method to selectively increase the top resistance of the lower programming electrode in a phase-change memory
US20020074658A1 (en) * 2000-12-20 2002-06-20 Chien Chiang High-resistivity metal in a phase-change memory cell
US6437383B1 (en) * 2000-12-21 2002-08-20 Intel Corporation Dual trench isolation for a phase-change memory cell and method of making same
US6569705B2 (en) 2000-12-21 2003-05-27 Intel Corporation Metal structure for a phase-change memory device
US6534781B2 (en) 2000-12-26 2003-03-18 Ovonyx, Inc. Phase-change memory bipolar array utilizing a single shallow trench isolation for creating an individual active area region for two memory array elements and one bipolar base contact
US6638820B2 (en) 2001-02-08 2003-10-28 Micron Technology, Inc. Method of forming chalcogenide comprising devices, method of precluding diffusion of a metal into adjacent chalcogenide material, and chalcogenide comprising devices
US6727192B2 (en) 2001-03-01 2004-04-27 Micron Technology, Inc. Methods of metal doping a chalcogenide material
US6734455B2 (en) * 2001-03-15 2004-05-11 Micron Technology, Inc. Agglomeration elimination for metal sputter deposition of chalcogenides
US7102150B2 (en) * 2001-05-11 2006-09-05 Harshfield Steven T PCRAM memory cell and method of making same
US6570784B2 (en) 2001-06-29 2003-05-27 Ovonyx, Inc. Programming a phase-change material memory
US6462984B1 (en) 2001-06-29 2002-10-08 Intel Corporation Biasing scheme of floating unselected wordlines and bitlines of a diode-based memory array
US6642102B2 (en) 2001-06-30 2003-11-04 Intel Corporation Barrier material encapsulation of programmable material
US6673700B2 (en) 2001-06-30 2004-01-06 Ovonyx, Inc. Reduced area intersection between electrode and programming element
US6511867B2 (en) 2001-06-30 2003-01-28 Ovonyx, Inc. Utilizing atomic layer deposition for programmable device
US6747286B2 (en) * 2001-06-30 2004-06-08 Ovonyx, Inc. Pore structure for programmable device
US6511862B2 (en) * 2001-06-30 2003-01-28 Ovonyx, Inc. Modified contact for programmable devices
US6514805B2 (en) 2001-06-30 2003-02-04 Intel Corporation Trench sidewall profile for device isolation
US6605527B2 (en) * 2001-06-30 2003-08-12 Intel Corporation Reduced area intersection between electrode and programming element
US6770531B2 (en) 2001-06-30 2004-08-03 Intel Corporation Adhesive material for programmable device
US6951805B2 (en) 2001-08-01 2005-10-04 Micron Technology, Inc. Method of forming integrated circuitry, method of forming memory circuitry, and method of forming random access memory circuitry
US6590807B2 (en) 2001-08-02 2003-07-08 Intel Corporation Method for reading a structural phase-change memory
US6593624B2 (en) 2001-09-25 2003-07-15 Matrix Semiconductor, Inc. Thin film transistors with vertically offset drain regions
US6737312B2 (en) 2001-08-27 2004-05-18 Micron Technology, Inc. Method of fabricating dual PCRAM cells sharing a common electrode
US6881623B2 (en) 2001-08-29 2005-04-19 Micron Technology, Inc. Method of forming chalcogenide comprising devices, method of forming a programmable memory cell of memory circuitry, and a chalcogenide comprising device
US6784018B2 (en) 2001-08-29 2004-08-31 Micron Technology, Inc. Method of forming chalcogenide comprising devices and method of forming a programmable memory cell of memory circuitry
US6955940B2 (en) * 2001-08-29 2005-10-18 Micron Technology, Inc. Method of forming chalcogenide comprising devices
US20030047765A1 (en) * 2001-08-30 2003-03-13 Campbell Kristy A. Stoichiometry for chalcogenide glasses useful for memory devices and method of formation
JP3749847B2 (ja) * 2001-09-27 2006-03-01 株式会社東芝 相変化型不揮発性記憶装置及びその駆動回路
US6567296B1 (en) * 2001-10-24 2003-05-20 Stmicroelectronics S.R.L. Memory device
US6815818B2 (en) * 2001-11-19 2004-11-09 Micron Technology, Inc. Electrode structure for use in an integrated circuit
US6791859B2 (en) 2001-11-20 2004-09-14 Micron Technology, Inc. Complementary bit PCRAM sense amplifier and method of operation
EP1318552A1 (en) * 2001-12-05 2003-06-11 STMicroelectronics S.r.l. Small area contact region, high efficiency phase change memory cell and fabrication method thereof
US6545903B1 (en) 2001-12-17 2003-04-08 Texas Instruments Incorporated Self-aligned resistive plugs for forming memory cell with phase change material
US6873538B2 (en) 2001-12-20 2005-03-29 Micron Technology, Inc. Programmable conductor random access memory and a method for writing thereto
US6667900B2 (en) 2001-12-28 2003-12-23 Ovonyx, Inc. Method and apparatus to operate a memory cell
US6625054B2 (en) 2001-12-28 2003-09-23 Intel Corporation Method and apparatus to program a phase change memory
US6909656B2 (en) 2002-01-04 2005-06-21 Micron Technology, Inc. PCRAM rewrite prevention
US20030143782A1 (en) 2002-01-31 2003-07-31 Gilton Terry L. Methods of forming germanium selenide comprising devices and methods of forming silver selenide comprising structures
JP3948292B2 (ja) * 2002-02-01 2007-07-25 株式会社日立製作所 半導体記憶装置及びその製造方法
US6867064B2 (en) * 2002-02-15 2005-03-15 Micron Technology, Inc. Method to alter chalcogenide glass for improved switching characteristics
US6791885B2 (en) 2002-02-19 2004-09-14 Micron Technology, Inc. Programmable conductor random access memory and method for sensing same
US6891749B2 (en) 2002-02-20 2005-05-10 Micron Technology, Inc. Resistance variable ‘on ’ memory
US7151273B2 (en) 2002-02-20 2006-12-19 Micron Technology, Inc. Silver-selenide/chalcogenide glass stack for resistance variable memory
US6809362B2 (en) 2002-02-20 2004-10-26 Micron Technology, Inc. Multiple data state memory cell
US7087919B2 (en) 2002-02-20 2006-08-08 Micron Technology, Inc. Layered resistance variable memory device and method of fabrication
US6937528B2 (en) 2002-03-05 2005-08-30 Micron Technology, Inc. Variable resistance memory and method for sensing same
US20030183868A1 (en) * 2002-04-02 2003-10-02 Peter Fricke Memory structures
US6670628B2 (en) * 2002-04-04 2003-12-30 Hewlett-Packard Company, L.P. Low heat loss and small contact area composite electrode for a phase change media memory device
JP3624291B2 (ja) * 2002-04-09 2005-03-02 松下電器産業株式会社 不揮発性メモリおよびその製造方法
US6858482B2 (en) * 2002-04-10 2005-02-22 Micron Technology, Inc. Method of manufacture of programmable switching circuits and memory cells employing a glass layer
US6864500B2 (en) 2002-04-10 2005-03-08 Micron Technology, Inc. Programmable conductor memory cell structure
US6855975B2 (en) 2002-04-10 2005-02-15 Micron Technology, Inc. Thin film diode integrated with chalcogenide memory cell
US6825135B2 (en) 2002-06-06 2004-11-30 Micron Technology, Inc. Elimination of dendrite formation during metal/chalcogenide glass deposition
US6890790B2 (en) 2002-06-06 2005-05-10 Micron Technology, Inc. Co-sputter deposition of metal-doped chalcogenides
US6713339B2 (en) * 2002-06-21 2004-03-30 Micron Technology, Inc. Methods of forming switchable circuit devices
JP4027282B2 (ja) * 2002-07-10 2007-12-26 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
US7015494B2 (en) * 2002-07-10 2006-03-21 Micron Technology, Inc. Assemblies displaying differential negative resistance
TWI233204B (en) * 2002-07-26 2005-05-21 Infineon Technologies Ag Nonvolatile memory element and associated production methods and memory element arrangements
US6768665B2 (en) * 2002-08-05 2004-07-27 Intel Corporation Refreshing memory cells of a phase change material memory device
US7209378B2 (en) 2002-08-08 2007-04-24 Micron Technology, Inc. Columnar 1T-N memory cell structure
US6864503B2 (en) * 2002-08-09 2005-03-08 Macronix International Co., Ltd. Spacer chalcogenide memory method and device
US6875995B2 (en) * 2002-08-16 2005-04-05 Cree, Inc. Heterogeneous bandgap structures for semiconductor devices and manufacturing methods therefor
US7018863B2 (en) 2002-08-22 2006-03-28 Micron Technology, Inc. Method of manufacture of a resistance variable memory cell
US7294527B2 (en) 2002-08-29 2007-11-13 Micron Technology Inc. Method of forming a memory cell
US7364644B2 (en) 2002-08-29 2008-04-29 Micron Technology, Inc. Silver selenide film stoichiometry and morphology control in sputter deposition
US20040040837A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-04 Mcteer Allen Method of forming chalcogenide sputter target
US6867114B2 (en) 2002-08-29 2005-03-15 Micron Technology Inc. Methods to form a memory cell with metal-rich metal chalcogenide
US6864521B2 (en) * 2002-08-29 2005-03-08 Micron Technology, Inc. Method to control silver concentration in a resistance variable memory element
US6856002B2 (en) * 2002-08-29 2005-02-15 Micron Technology, Inc. Graded GexSe100-x concentration in PCRAM
US7010644B2 (en) * 2002-08-29 2006-03-07 Micron Technology, Inc. Software refreshed memory device and method
US6867996B2 (en) 2002-08-29 2005-03-15 Micron Technology, Inc. Single-polarity programmable resistance-variable memory element
US6831019B1 (en) 2002-08-29 2004-12-14 Micron Technology, Inc. Plasma etching methods and methods of forming memory devices comprising a chalcogenide comprising layer received operably proximate conductive electrodes
US7163837B2 (en) * 2002-08-29 2007-01-16 Micron Technology, Inc. Method of forming a resistance variable memory element
JP2006502578A (ja) * 2002-10-11 2006-01-19 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 相変化材料を備えた電子装置
US6985377B2 (en) * 2002-10-15 2006-01-10 Nanochip, Inc. Phase change media for high density data storage
US6847047B2 (en) * 2002-11-04 2005-01-25 Advanced Micro Devices, Inc. Methods that facilitate control of memory arrays utilizing zener diode-like devices
US6744088B1 (en) 2002-12-13 2004-06-01 Intel Corporation Phase change memory device on a planar composite layer
US6813177B2 (en) * 2002-12-13 2004-11-02 Ovoynx, Inc. Method and system to store information
KR20050084319A (ko) * 2002-12-19 2005-08-26 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 전기 디바이스
US6969868B2 (en) * 2002-12-28 2005-11-29 Intel Corporation Method of storing a data bit including melting and cooling a volume of alloy therein
US7115927B2 (en) 2003-02-24 2006-10-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase changeable memory devices
US7402851B2 (en) * 2003-02-24 2008-07-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase changeable memory devices including nitrogen and/or silicon and methods for fabricating the same
US7227170B2 (en) * 2003-03-10 2007-06-05 Energy Conversion Devices, Inc. Multiple bit chalcogenide storage device
US7085155B2 (en) * 2003-03-10 2006-08-01 Energy Conversion Devices, Inc. Secured phase-change devices
US6813178B2 (en) 2003-03-12 2004-11-02 Micron Technology, Inc. Chalcogenide glass constant current device, and its method of fabrication and operation
US7022579B2 (en) 2003-03-14 2006-04-04 Micron Technology, Inc. Method for filling via with metal
US7050327B2 (en) 2003-04-10 2006-05-23 Micron Technology, Inc. Differential negative resistance memory
US6804137B1 (en) 2003-06-12 2004-10-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Data storage medium having layers acting as transistor
US6930909B2 (en) * 2003-06-25 2005-08-16 Micron Technology, Inc. Memory device and methods of controlling resistance variation and resistance profile drift
TWI365914B (en) * 2003-07-03 2012-06-11 Mitsubishi Materials Corp Phase change recording film having high electrical resistance and sputtering target for forming phase change recording film
US6961277B2 (en) 2003-07-08 2005-11-01 Micron Technology, Inc. Method of refreshing a PCRAM memory device
US6937502B2 (en) * 2003-07-10 2005-08-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Re-recordable data storage medium utilizing conduction barrier
US7061004B2 (en) 2003-07-21 2006-06-13 Micron Technology, Inc. Resistance variable memory elements and methods of formation
US7012273B2 (en) * 2003-08-14 2006-03-14 Silicon Storage Technology, Inc. Phase change memory device employing thermal-electrical contacts with narrowing electrical current paths
DE10340405B3 (de) * 2003-09-02 2004-12-23 Infineon Technologies Ag Integrierter Halbleiterspeicher
US6927410B2 (en) * 2003-09-04 2005-08-09 Silicon Storage Technology, Inc. Memory device with discrete layers of phase change memory material
US6815704B1 (en) 2003-09-04 2004-11-09 Silicon Storage Technology, Inc. Phase change memory device employing thermally insulating voids
US6903361B2 (en) 2003-09-17 2005-06-07 Micron Technology, Inc. Non-volatile memory structure
US7485891B2 (en) * 2003-11-20 2009-02-03 International Business Machines Corporation Multi-bit phase change memory cell and multi-bit phase change memory including the same, method of forming a multi-bit phase change memory, and method of programming a multi-bit phase change memory
US7057923B2 (en) * 2003-12-10 2006-06-06 International Buisness Machines Corp. Field emission phase change diode memory
US7085151B2 (en) * 2004-01-13 2006-08-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Storage device having a resistance measurement system
US7153721B2 (en) * 2004-01-28 2006-12-26 Micron Technology, Inc. Resistance variable memory elements based on polarized silver-selenide network growth
US7105864B2 (en) * 2004-01-29 2006-09-12 Micron Technology, Inc. Non-volatile zero field splitting resonance memory
US6936840B2 (en) * 2004-01-30 2005-08-30 International Business Machines Corporation Phase-change memory cell and method of fabricating the phase-change memory cell
DE102004007633B4 (de) 2004-02-17 2010-10-14 Qimonda Ag Speicherzelle, Halbleiter-Speicherbauelement und Verfahren zur Herstellung einer Speicherzelle
US20050185568A1 (en) * 2004-02-23 2005-08-25 Davidson Robert J. Storage device
US7098068B2 (en) 2004-03-10 2006-08-29 Micron Technology, Inc. Method of forming a chalcogenide material containing device
US7583551B2 (en) 2004-03-10 2009-09-01 Micron Technology, Inc. Power management control and controlling memory refresh operations
US20050232061A1 (en) * 2004-04-16 2005-10-20 Rust Thomas F Systems for writing and reading highly resolved domains for high density data storage
US7301887B2 (en) * 2004-04-16 2007-11-27 Nanochip, Inc. Methods for erasing bit cells in a high density data storage device
US7038231B2 (en) * 2004-04-30 2006-05-02 International Business Machines Corporation Non-planarized, self-aligned, non-volatile phase-change memory array and method of formation
US7009694B2 (en) * 2004-05-28 2006-03-07 International Business Machines Corporation Indirect switching and sensing of phase change memory cells
KR100609699B1 (ko) * 2004-07-15 2006-08-08 한국전자통신연구원 급격한 금속-절연체 전이 반도체 물질을 이용한 2단자반도체 소자 및 그 제조 방법
US7354793B2 (en) 2004-08-12 2008-04-08 Micron Technology, Inc. Method of forming a PCRAM device incorporating a resistance-variable chalocogenide element
US7190048B2 (en) 2004-07-19 2007-03-13 Micron Technology, Inc. Resistance variable memory device and method of fabrication
US7326950B2 (en) 2004-07-19 2008-02-05 Micron Technology, Inc. Memory device with switching glass layer
US7365411B2 (en) 2004-08-12 2008-04-29 Micron Technology, Inc. Resistance variable memory with temperature tolerant materials
US7151688B2 (en) 2004-09-01 2006-12-19 Micron Technology, Inc. Sensing of resistance variable memory devices
US7238959B2 (en) * 2004-11-01 2007-07-03 Silicon Storage Technology, Inc. Phase change memory device employing thermally insulating voids and sloped trench, and a method of making same
JP4475098B2 (ja) * 2004-11-02 2010-06-09 ソニー株式会社 記憶素子及びその駆動方法
US7351613B2 (en) * 2004-11-04 2008-04-01 Silicon Storage Technology, Inc. Method of trimming semiconductor elements with electrical resistance feedback
US7646630B2 (en) * 2004-11-08 2010-01-12 Ovonyx, Inc. Programmable matrix array with chalcogenide material
JP4529654B2 (ja) * 2004-11-15 2010-08-25 ソニー株式会社 記憶素子及び記憶装置
US20060108667A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Macronix International Co., Ltd. Method for manufacturing a small pin on integrated circuits or other devices
TW200633193A (en) 2004-12-02 2006-09-16 Koninkl Philips Electronics Nv Non-volatile memory
US7220983B2 (en) * 2004-12-09 2007-05-22 Macronix International Co., Ltd. Self-aligned small contact phase-change memory method and device
US7235501B2 (en) 2004-12-13 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Lanthanum hafnium oxide dielectrics
US7374174B2 (en) 2004-12-22 2008-05-20 Micron Technology, Inc. Small electrode for resistance variable devices
US7709334B2 (en) 2005-12-09 2010-05-04 Macronix International Co., Ltd. Stacked non-volatile memory device and methods for fabricating the same
US7560395B2 (en) 2005-01-05 2009-07-14 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposited hafnium tantalum oxide dielectrics
JP4815804B2 (ja) * 2005-01-11 2011-11-16 ソニー株式会社 記憶素子及び記憶装置
US7208372B2 (en) * 2005-01-19 2007-04-24 Sharp Laboratories Of America, Inc. Non-volatile memory resistor cell with nanotip electrode
US7214958B2 (en) * 2005-02-10 2007-05-08 Infineon Technologies Ag Phase change memory cell with high read margin at low power operation
US7317200B2 (en) 2005-02-23 2008-01-08 Micron Technology, Inc. SnSe-based limited reprogrammable cell
US7186999B2 (en) * 2005-02-24 2007-03-06 Energy Conversion Devices, Inc. Error reduction circuit for chalcogenide devices
US7427770B2 (en) 2005-04-22 2008-09-23 Micron Technology, Inc. Memory array for increased bit density
US7269044B2 (en) 2005-04-22 2007-09-11 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for accessing a memory array
US7709289B2 (en) 2005-04-22 2010-05-04 Micron Technology, Inc. Memory elements having patterned electrodes and method of forming the same
US7269079B2 (en) 2005-05-16 2007-09-11 Micron Technology, Inc. Power circuits for reducing a number of power supply voltage taps required for sensing a resistive memory
US7238994B2 (en) 2005-06-17 2007-07-03 Macronix International Co., Ltd. Thin film plate phase change ram circuit and manufacturing method
US7321130B2 (en) * 2005-06-17 2008-01-22 Macronix International Co., Ltd. Thin film fuse phase change RAM and manufacturing method
US7514288B2 (en) * 2005-06-17 2009-04-07 Macronix International Co., Ltd. Manufacturing methods for thin film fuse phase change ram
US8237140B2 (en) * 2005-06-17 2012-08-07 Macronix International Co., Ltd. Self-aligned, embedded phase change RAM
US7598512B2 (en) * 2005-06-17 2009-10-06 Macronix International Co., Ltd. Thin film fuse phase change cell with thermal isolation layer and manufacturing method
US7696503B2 (en) * 2005-06-17 2010-04-13 Macronix International Co., Ltd. Multi-level memory cell having phase change element and asymmetrical thermal boundary
US7534647B2 (en) 2005-06-17 2009-05-19 Macronix International Co., Ltd. Damascene phase change RAM and manufacturing method
US7514367B2 (en) * 2005-06-17 2009-04-07 Macronix International Co., Ltd. Method for manufacturing a narrow structure on an integrated circuit
US7233520B2 (en) 2005-07-08 2007-06-19 Micron Technology, Inc. Process for erasing chalcogenide variable resistance memory bits
US7274034B2 (en) 2005-08-01 2007-09-25 Micron Technology, Inc. Resistance variable memory device with sputtered metal-chalcogenide region and method of fabrication
US7317567B2 (en) 2005-08-02 2008-01-08 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for providing color changing thin film material
US7332735B2 (en) 2005-08-02 2008-02-19 Micron Technology, Inc. Phase change memory cell and method of formation
US7579615B2 (en) 2005-08-09 2009-08-25 Micron Technology, Inc. Access transistor for memory device
US7767992B2 (en) * 2005-08-09 2010-08-03 Ovonyx, Inc. Multi-layer chalcogenide devices
US7525117B2 (en) * 2005-08-09 2009-04-28 Ovonyx, Inc. Chalcogenide devices and materials having reduced germanium or telluruim content
US7304368B2 (en) 2005-08-11 2007-12-04 Micron Technology, Inc. Chalcogenide-based electrokinetic memory element and method of forming the same
US7251154B2 (en) 2005-08-15 2007-07-31 Micron Technology, Inc. Method and apparatus providing a cross-point memory array using a variable resistance memory cell and capacitance
US7768815B2 (en) * 2005-08-23 2010-08-03 International Business Machines Corporation Optoelectronic memory devices
KR100637235B1 (ko) * 2005-08-26 2006-10-20 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널
US7277313B2 (en) 2005-08-31 2007-10-02 Micron Technology, Inc. Resistance variable memory element with threshold device and method of forming the same
US7410910B2 (en) 2005-08-31 2008-08-12 Micron Technology, Inc. Lanthanum aluminum oxynitride dielectric films
US20070111429A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-17 Macronix International Co., Ltd. Method of manufacturing a pipe shaped phase change memory
US7397060B2 (en) * 2005-11-14 2008-07-08 Macronix International Co., Ltd. Pipe shaped phase change memory
US7450411B2 (en) * 2005-11-15 2008-11-11 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory device and manufacturing method
US7635855B2 (en) 2005-11-15 2009-12-22 Macronix International Co., Ltd. I-shaped phase change memory cell
US7394088B2 (en) * 2005-11-15 2008-07-01 Macronix International Co., Ltd. Thermally contained/insulated phase change memory device and method (combined)
US7786460B2 (en) * 2005-11-15 2010-08-31 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory device and manufacturing method
US7414258B2 (en) 2005-11-16 2008-08-19 Macronix International Co., Ltd. Spacer electrode small pin phase change memory RAM and manufacturing method
US7829876B2 (en) * 2005-11-21 2010-11-09 Macronix International Co., Ltd. Vacuum cell thermal isolation for a phase change memory device
US7449710B2 (en) * 2005-11-21 2008-11-11 Macronix International Co., Ltd. Vacuum jacket for phase change memory element
US7507986B2 (en) 2005-11-21 2009-03-24 Macronix International Co., Ltd. Thermal isolation for an active-sidewall phase change memory cell
US7479649B2 (en) * 2005-11-21 2009-01-20 Macronix International Co., Ltd. Vacuum jacketed electrode for phase change memory element
CN100524878C (zh) * 2005-11-21 2009-08-05 旺宏电子股份有限公司 具有空气绝热单元的可编程电阻材料存储阵列
US7599217B2 (en) 2005-11-22 2009-10-06 Macronix International Co., Ltd. Memory cell device and manufacturing method
US7688619B2 (en) * 2005-11-28 2010-03-30 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell and manufacturing method
US7459717B2 (en) * 2005-11-28 2008-12-02 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell and manufacturing method
US7521364B2 (en) 2005-12-02 2009-04-21 Macronix Internation Co., Ltd. Surface topology improvement method for plug surface areas
US7605079B2 (en) * 2005-12-05 2009-10-20 Macronix International Co., Ltd. Manufacturing method for phase change RAM with electrode layer process
US7642539B2 (en) * 2005-12-13 2010-01-05 Macronix International Co., Ltd. Thin film fuse phase change cell with thermal isolation pad and manufacturing method
US7943921B2 (en) 2005-12-16 2011-05-17 Micron Technology, Inc. Phase change current density control structure
US7531825B2 (en) * 2005-12-27 2009-05-12 Macronix International Co., Ltd. Method for forming self-aligned thermal isolation cell for a variable resistance memory array
KR100660287B1 (ko) * 2005-12-29 2006-12-20 동부일렉트로닉스 주식회사 상변화 메모리 및 그 제조 방법
US8062833B2 (en) * 2005-12-30 2011-11-22 Macronix International Co., Ltd. Chalcogenide layer etching method
US7595218B2 (en) * 2006-01-09 2009-09-29 Macronix International Co., Ltd. Programmable resistive RAM and manufacturing method
US20070158632A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-12 Macronix International Co., Ltd. Method for Fabricating a Pillar-Shaped Phase Change Memory Element
US7560337B2 (en) * 2006-01-09 2009-07-14 Macronix International Co., Ltd. Programmable resistive RAM and manufacturing method
US7741636B2 (en) * 2006-01-09 2010-06-22 Macronix International Co., Ltd. Programmable resistive RAM and manufacturing method
US7825396B2 (en) * 2006-01-11 2010-11-02 Macronix International Co., Ltd. Self-align planerized bottom electrode phase change memory and manufacturing method
US7432206B2 (en) * 2006-01-24 2008-10-07 Macronix International Co., Ltd. Self-aligned manufacturing method, and manufacturing method for thin film fuse phase change ram
US7456421B2 (en) * 2006-01-30 2008-11-25 Macronix International Co., Ltd. Vertical side wall active pin structures in a phase change memory and manufacturing methods
US7956358B2 (en) * 2006-02-07 2011-06-07 Macronix International Co., Ltd. I-shaped phase change memory cell with thermal isolation
US7709402B2 (en) 2006-02-16 2010-05-04 Micron Technology, Inc. Conductive layers for hafnium silicon oxynitride films
US7910907B2 (en) 2006-03-15 2011-03-22 Macronix International Co., Ltd. Manufacturing method for pipe-shaped electrode phase change memory
US7723712B2 (en) * 2006-03-17 2010-05-25 Micron Technology, Inc. Reduced power consumption phase change memory and methods for forming the same
US7498655B2 (en) * 2006-03-28 2009-03-03 Intel Corporation Probe-based memory
US7554144B2 (en) * 2006-04-17 2009-06-30 Macronix International Co., Ltd. Memory device and manufacturing method
US7928421B2 (en) * 2006-04-21 2011-04-19 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell with vacuum spacer
US8129706B2 (en) * 2006-05-05 2012-03-06 Macronix International Co., Ltd. Structures and methods of a bistable resistive random access memory
US7608848B2 (en) * 2006-05-09 2009-10-27 Macronix International Co., Ltd. Bridge resistance random access memory device with a singular contact structure
KR100782482B1 (ko) * 2006-05-19 2007-12-05 삼성전자주식회사 ＧｅＢｉＴｅ막을 상변화 물질막으로 채택하는 상변화 기억 셀, 이를 구비하는 상변화 기억소자, 이를 구비하는 전자 장치 및 그 제조방법
US7547906B2 (en) * 2006-05-22 2009-06-16 Ovonyx, Inc. Multi-functional chalcogenide electronic devices having gain
US7423300B2 (en) * 2006-05-24 2008-09-09 Macronix International Co., Ltd. Single-mask phase change memory element
US7820997B2 (en) * 2006-05-30 2010-10-26 Macronix International Co., Ltd. Resistor random access memory cell with reduced active area and reduced contact areas
US7732800B2 (en) * 2006-05-30 2010-06-08 Macronix International Co., Ltd. Resistor random access memory cell with L-shaped electrode
US7696506B2 (en) 2006-06-27 2010-04-13 Macronix International Co., Ltd. Memory cell with memory material insulation and manufacturing method
US7785920B2 (en) * 2006-07-12 2010-08-31 Macronix International Co., Ltd. Method for making a pillar-type phase change memory element
US7442603B2 (en) * 2006-08-16 2008-10-28 Macronix International Co., Ltd. Self-aligned structure and method for confining a melting point in a resistor random access memory
US7560723B2 (en) 2006-08-29 2009-07-14 Micron Technology, Inc. Enhanced memory density resistance variable memory cells, arrays, devices and systems including the same, and methods of fabrication
US7544604B2 (en) 2006-08-31 2009-06-09 Micron Technology, Inc. Tantalum lanthanide oxynitride films
US7563730B2 (en) 2006-08-31 2009-07-21 Micron Technology, Inc. Hafnium lanthanide oxynitride films
US7759747B2 (en) 2006-08-31 2010-07-20 Micron Technology, Inc. Tantalum aluminum oxynitride high-κ dielectric
US7776765B2 (en) 2006-08-31 2010-08-17 Micron Technology, Inc. Tantalum silicon oxynitride high-k dielectrics and metal gates
US7605030B2 (en) 2006-08-31 2009-10-20 Micron Technology, Inc. Hafnium tantalum oxynitride high-k dielectric and metal gates
US7432548B2 (en) 2006-08-31 2008-10-07 Micron Technology, Inc. Silicon lanthanide oxynitride films
US7772581B2 (en) * 2006-09-11 2010-08-10 Macronix International Co., Ltd. Memory device having wide area phase change element and small electrode contact area
US8766224B2 (en) 2006-10-03 2014-07-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electrically actuated switch
US7504653B2 (en) * 2006-10-04 2009-03-17 Macronix International Co., Ltd. Memory cell device with circumferentially-extending memory element
US7510929B2 (en) * 2006-10-18 2009-03-31 Macronix International Co., Ltd. Method for making memory cell device
KR101263822B1 (ko) * 2006-10-20 2013-05-13 삼성전자주식회사 상변화 메모리 소자의 제조 방법 및 이에 적용된상변화층의 형성방법
US20080094885A1 (en) * 2006-10-24 2008-04-24 Macronix International Co., Ltd. Bistable Resistance Random Access Memory Structures with Multiple Memory Layers and Multilevel Memory States
US7527985B2 (en) 2006-10-24 2009-05-05 Macronix International Co., Ltd. Method for manufacturing a resistor random access memory with reduced active area and reduced contact areas
US7388771B2 (en) 2006-10-24 2008-06-17 Macronix International Co., Ltd. Methods of operating a bistable resistance random access memory with multiple memory layers and multilevel memory states
US7863655B2 (en) 2006-10-24 2011-01-04 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cells with dual access devices
US8067762B2 (en) * 2006-11-16 2011-11-29 Macronix International Co., Ltd. Resistance random access memory structure for enhanced retention
KR100866601B1 (ko) * 2006-12-04 2008-11-03 삼성전자주식회사 반도체 장치의 종단 저항을 제어할 수 있는 장치 및 방법
US7473576B2 (en) * 2006-12-06 2009-01-06 Macronix International Co., Ltd. Method for making a self-converged void and bottom electrode for memory cell
US7476587B2 (en) * 2006-12-06 2009-01-13 Macronix International Co., Ltd. Method for making a self-converged memory material element for memory cell
US7682868B2 (en) 2006-12-06 2010-03-23 Macronix International Co., Ltd. Method for making a keyhole opening during the manufacture of a memory cell
US7697316B2 (en) * 2006-12-07 2010-04-13 Macronix International Co., Ltd. Multi-level cell resistance random access memory with metal oxides
US7903447B2 (en) * 2006-12-13 2011-03-08 Macronix International Co., Ltd. Method, apparatus and computer program product for read before programming process on programmable resistive memory cell
US8344347B2 (en) * 2006-12-15 2013-01-01 Macronix International Co., Ltd. Multi-layer electrode structure
US7718989B2 (en) 2006-12-28 2010-05-18 Macronix International Co., Ltd. Resistor random access memory cell device
US7515461B2 (en) * 2007-01-05 2009-04-07 Macronix International Co., Ltd. Current compliant sensing architecture for multilevel phase change memory
KR100801084B1 (ko) * 2007-01-08 2008-02-05 삼성전자주식회사 저항체를 이용한 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법
US7433226B2 (en) * 2007-01-09 2008-10-07 Macronix International Co., Ltd. Method, apparatus and computer program product for read before programming process on multiple programmable resistive memory cell
US7440315B2 (en) 2007-01-09 2008-10-21 Macronix International Co., Ltd. Method, apparatus and computer program product for stepped reset programming process on programmable resistive memory cell
US7535756B2 (en) 2007-01-31 2009-05-19 Macronix International Co., Ltd. Method to tighten set distribution for PCRAM
US7663135B2 (en) 2007-01-31 2010-02-16 Macronix International Co., Ltd. Memory cell having a side electrode contact
US7619311B2 (en) 2007-02-02 2009-11-17 Macronix International Co., Ltd. Memory cell device with coplanar electrode surface and method
US7701759B2 (en) * 2007-02-05 2010-04-20 Macronix International Co., Ltd. Memory cell device and programming methods
US7483292B2 (en) * 2007-02-07 2009-01-27 Macronix International Co., Ltd. Memory cell with separate read and program paths
US7463512B2 (en) * 2007-02-08 2008-12-09 Macronix International Co., Ltd. Memory element with reduced-current phase change element
US8138028B2 (en) * 2007-02-12 2012-03-20 Macronix International Co., Ltd Method for manufacturing a phase change memory device with pillar bottom electrode
US7884343B2 (en) 2007-02-14 2011-02-08 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell with filled sidewall memory element and method for fabricating the same
US7619237B2 (en) * 2007-02-21 2009-11-17 Macronix International Co., Ltd. Programmable resistive memory cell with self-forming gap
US8008643B2 (en) * 2007-02-21 2011-08-30 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell with heater and method for fabricating the same
US7956344B2 (en) * 2007-02-27 2011-06-07 Macronix International Co., Ltd. Memory cell with memory element contacting ring-shaped upper end of bottom electrode
US7969769B2 (en) * 2007-03-15 2011-06-28 Ovonyx, Inc. Multi-terminal chalcogenide logic circuits
US7786461B2 (en) * 2007-04-03 2010-08-31 Macronix International Co., Ltd. Memory structure with reduced-size memory element between memory material portions
US8610098B2 (en) * 2007-04-06 2013-12-17 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory bridge cell with diode isolation device
US7755076B2 (en) * 2007-04-17 2010-07-13 Macronix International Co., Ltd. 4F2 self align side wall active phase change memory
US7569844B2 (en) 2007-04-17 2009-08-04 Macronix International Co., Ltd. Memory cell sidewall contacting side electrode
US7483316B2 (en) * 2007-04-24 2009-01-27 Macronix International Co., Ltd. Method and apparatus for refreshing programmable resistive memory
US8513637B2 (en) * 2007-07-13 2013-08-20 Macronix International Co., Ltd. 4F2 self align fin bottom electrodes FET drive phase change memory
TWI402980B (zh) * 2007-07-20 2013-07-21 Macronix Int Co Ltd 具有緩衝層之電阻式記憶結構
US7884342B2 (en) * 2007-07-31 2011-02-08 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory bridge cell
US7729161B2 (en) * 2007-08-02 2010-06-01 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory with dual word lines and source lines and method of operating same
US9018615B2 (en) * 2007-08-03 2015-04-28 Macronix International Co., Ltd. Resistor random access memory structure having a defined small area of electrical contact
JP4595125B2 (ja) 2007-08-31 2010-12-08 独立行政法人産業技術総合研究所 固体メモリ
JP4621897B2 (ja) * 2007-08-31 2011-01-26 独立行政法人産業技術総合研究所 固体メモリ
US7642125B2 (en) 2007-09-14 2010-01-05 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell in via array with self-aligned, self-converged bottom electrode and method for manufacturing
US8178386B2 (en) 2007-09-14 2012-05-15 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell array with self-converged bottom electrode and method for manufacturing
US7551473B2 (en) * 2007-10-12 2009-06-23 Macronix International Co., Ltd. Programmable resistive memory with diode structure
US7919766B2 (en) * 2007-10-22 2011-04-05 Macronix International Co., Ltd. Method for making self aligning pillar memory cell device
US7804083B2 (en) * 2007-11-14 2010-09-28 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell including a thermal protect bottom electrode and manufacturing methods
US7646631B2 (en) 2007-12-07 2010-01-12 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell having interface structures with essentially equal thermal impedances and manufacturing methods
US7639527B2 (en) 2008-01-07 2009-12-29 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory dynamic resistance test and manufacturing methods
JP4466738B2 (ja) 2008-01-09 2010-05-26 ソニー株式会社 記憶素子および記憶装置
US7879643B2 (en) 2008-01-18 2011-02-01 Macronix International Co., Ltd. Memory cell with memory element contacting an inverted T-shaped bottom electrode
US7879645B2 (en) 2008-01-28 2011-02-01 Macronix International Co., Ltd. Fill-in etching free pore device
JP5268376B2 (ja) * 2008-01-29 2013-08-21 株式会社日立製作所 不揮発性記憶装置およびその製造方法
US8158965B2 (en) 2008-02-05 2012-04-17 Macronix International Co., Ltd. Heating center PCRAM structure and methods for making
US8084842B2 (en) 2008-03-25 2011-12-27 Macronix International Co., Ltd. Thermally stabilized electrode structure
US8030634B2 (en) 2008-03-31 2011-10-04 Macronix International Co., Ltd. Memory array with diode driver and method for fabricating the same
US7825398B2 (en) 2008-04-07 2010-11-02 Macronix International Co., Ltd. Memory cell having improved mechanical stability
US7791057B2 (en) 2008-04-22 2010-09-07 Macronix International Co., Ltd. Memory cell having a buried phase change region and method for fabricating the same
US8077505B2 (en) 2008-05-07 2011-12-13 Macronix International Co., Ltd. Bipolar switching of phase change device
US7701750B2 (en) 2008-05-08 2010-04-20 Macronix International Co., Ltd. Phase change device having two or more substantial amorphous regions in high resistance state
US8415651B2 (en) 2008-06-12 2013-04-09 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell having top and bottom sidewall contacts
US8134857B2 (en) 2008-06-27 2012-03-13 Macronix International Co., Ltd. Methods for high speed reading operation of phase change memory and device employing same
US7932506B2 (en) 2008-07-22 2011-04-26 Macronix International Co., Ltd. Fully self-aligned pore-type memory cell having diode access device
US8467236B2 (en) 2008-08-01 2013-06-18 Boise State University Continuously variable resistor
US7903457B2 (en) * 2008-08-19 2011-03-08 Macronix International Co., Ltd. Multiple phase change materials in an integrated circuit for system on a chip application
US7719913B2 (en) 2008-09-12 2010-05-18 Macronix International Co., Ltd. Sensing circuit for PCRAM applications
US8324605B2 (en) * 2008-10-02 2012-12-04 Macronix International Co., Ltd. Dielectric mesh isolated phase change structure for phase change memory
US7897954B2 (en) 2008-10-10 2011-03-01 Macronix International Co., Ltd. Dielectric-sandwiched pillar memory device
US8036014B2 (en) 2008-11-06 2011-10-11 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory program method without over-reset
US8907316B2 (en) 2008-11-07 2014-12-09 Macronix International Co., Ltd. Memory cell access device having a pn-junction with polycrystalline and single crystal semiconductor regions
US8664689B2 (en) 2008-11-07 2014-03-04 Macronix International Co., Ltd. Memory cell access device having a pn-junction with polycrystalline plug and single-crystal semiconductor regions
US7869270B2 (en) 2008-12-29 2011-01-11 Macronix International Co., Ltd. Set algorithm for phase change memory cell
US8148707B2 (en) * 2008-12-30 2012-04-03 Stmicroelectronics S.R.L. Ovonic threshold switch film composition for TSLAGS material
US8089137B2 (en) 2009-01-07 2012-01-03 Macronix International Co., Ltd. Integrated circuit memory with single crystal silicon on silicide driver and manufacturing method
US8107283B2 (en) 2009-01-12 2012-01-31 Macronix International Co., Ltd. Method for setting PCRAM devices
US8030635B2 (en) 2009-01-13 2011-10-04 Macronix International Co., Ltd. Polysilicon plug bipolar transistor for phase change memory
US8431921B2 (en) * 2009-01-13 2013-04-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memristor having a triangular shaped electrode
US8064247B2 (en) * 2009-01-14 2011-11-22 Macronix International Co., Ltd. Rewritable memory device based on segregation/re-absorption
US8933536B2 (en) 2009-01-22 2015-01-13 Macronix International Co., Ltd. Polysilicon pillar bipolar transistor with self-aligned memory element
JP5197448B2 (ja) 2009-03-13 2013-05-15 株式会社東芝 抵抗変化メモリ装置
US8084760B2 (en) 2009-04-20 2011-12-27 Macronix International Co., Ltd. Ring-shaped electrode and manufacturing method for same
US8173987B2 (en) 2009-04-27 2012-05-08 Macronix International Co., Ltd. Integrated circuit 3D phase change memory array and manufacturing method
US8097871B2 (en) 2009-04-30 2012-01-17 Macronix International Co., Ltd. Low operational current phase change memory structures
US7933139B2 (en) 2009-05-15 2011-04-26 Macronix International Co., Ltd. One-transistor, one-resistor, one-capacitor phase change memory
US8350316B2 (en) 2009-05-22 2013-01-08 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cells having vertical channel access transistor and memory plane
US7968876B2 (en) * 2009-05-22 2011-06-28 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell having vertical channel access transistor
US8809829B2 (en) 2009-06-15 2014-08-19 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory having stabilized microstructure and manufacturing method
US8406033B2 (en) * 2009-06-22 2013-03-26 Macronix International Co., Ltd. Memory device and method for sensing and fixing margin cells
US8238149B2 (en) * 2009-06-25 2012-08-07 Macronix International Co., Ltd. Methods and apparatus for reducing defect bits in phase change memory
US8363463B2 (en) * 2009-06-25 2013-01-29 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory having one or more non-constant doping profiles
US7894254B2 (en) * 2009-07-15 2011-02-22 Macronix International Co., Ltd. Refresh circuitry for phase change memory
US8198619B2 (en) 2009-07-15 2012-06-12 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory cell structure
US8110822B2 (en) * 2009-07-15 2012-02-07 Macronix International Co., Ltd. Thermal protect PCRAM structure and methods for making
US8283649B2 (en) * 2009-07-28 2012-10-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Memristor with a non-planar substrate
KR101604041B1 (ko) * 2009-08-27 2016-03-16 삼성전자주식회사 상변화 물질을 포함하는 비휘발성 메모리 소자
KR101535462B1 (ko) * 2009-08-27 2015-07-09 삼성전자주식회사 상변화 물질을 포함하는 비휘발성 메모리 소자
US8012790B2 (en) * 2009-08-28 2011-09-06 International Business Machines Corporation Chemical mechanical polishing stop layer for fully amorphous phase change memory pore cell
US8283650B2 (en) * 2009-08-28 2012-10-09 International Business Machines Corporation Flat lower bottom electrode for phase change memory cell
US8283202B2 (en) 2009-08-28 2012-10-09 International Business Machines Corporation Single mask adder phase change memory element
US20110049456A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-03 Macronix International Co., Ltd. Phase change structure with composite doping for phase change memory
US8064248B2 (en) * 2009-09-17 2011-11-22 Macronix International Co., Ltd. 2T2R-1T1R mix mode phase change memory array
US8685291B2 (en) * 2009-10-13 2014-04-01 Ovonyx, Inc. Variable resistance materials with superior data retention characteristics
US8178387B2 (en) * 2009-10-23 2012-05-15 Macronix International Co., Ltd. Methods for reducing recrystallization time for a phase change material
US8129268B2 (en) 2009-11-16 2012-03-06 International Business Machines Corporation Self-aligned lower bottom electrode
US8233317B2 (en) * 2009-11-16 2012-07-31 International Business Machines Corporation Phase change memory device suitable for high temperature operation
US7943420B1 (en) * 2009-11-25 2011-05-17 International Business Machines Corporation Single mask adder phase change memory element
US8729521B2 (en) 2010-05-12 2014-05-20 Macronix International Co., Ltd. Self aligned fin-type programmable memory cell
US8310864B2 (en) 2010-06-15 2012-11-13 Macronix International Co., Ltd. Self-aligned bit line under word line memory array
US8624217B2 (en) 2010-06-25 2014-01-07 International Business Machines Corporation Planar phase-change memory cell with parallel electrical paths
US8575008B2 (en) 2010-08-31 2013-11-05 International Business Machines Corporation Post-fabrication self-aligned initialization of integrated devices
CN101984512B (zh) * 2010-09-07 2013-05-22 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 复合相变存储材料、制备复合相变存储材料薄膜的方法
US8395935B2 (en) 2010-10-06 2013-03-12 Macronix International Co., Ltd. Cross-point self-aligned reduced cell size phase change memory
US8497705B2 (en) 2010-11-09 2013-07-30 Macronix International Co., Ltd. Phase change device for interconnection of programmable logic device
US8467238B2 (en) 2010-11-15 2013-06-18 Macronix International Co., Ltd. Dynamic pulse operation for phase change memory
US8426242B2 (en) 2011-02-01 2013-04-23 Macronix International Co., Ltd. Composite target sputtering for forming doped phase change materials
US8946666B2 (en) 2011-06-23 2015-02-03 Macronix International Co., Ltd. Ge-Rich GST-212 phase change memory materials
US8932901B2 (en) 2011-10-31 2015-01-13 Macronix International Co., Ltd. Stressed phase change materials
US8987700B2 (en) 2011-12-02 2015-03-24 Macronix International Co., Ltd. Thermally confined electrode for programmable resistance memory
KR101994449B1 (ko) * 2012-11-08 2019-06-28 삼성전자주식회사 상변화 메모리 소자 및 그 제조방법
TWI549229B (zh) 2014-01-24 2016-09-11 旺宏電子股份有限公司 應用於系統單晶片之記憶體裝置內的多相變化材料
US9627612B2 (en) * 2014-02-27 2017-04-18 International Business Machines Corporation Metal nitride keyhole or spacer phase change memory cell structures
US9559113B2 (en) 2014-05-01 2017-01-31 Macronix International Co., Ltd. SSL/GSL gate oxide in 3D vertical channel NAND
US9159412B1 (en) 2014-07-15 2015-10-13 Macronix International Co., Ltd. Staggered write and verify for phase change memory
US9627395B2 (en) 2015-02-11 2017-04-18 Sandisk Technologies Llc Enhanced channel mobility three-dimensional memory structure and method of making thereof
US9672906B2 (en) 2015-06-19 2017-06-06 Macronix International Co., Ltd. Phase change memory with inter-granular switching
US9478495B1 (en) 2015-10-26 2016-10-25 Sandisk Technologies Llc Three dimensional memory device containing aluminum source contact via structure and method of making thereof
JP2018163716A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 東芝メモリ株式会社 抵抗変化型メモリ
US11088206B2 (en) 2017-10-16 2021-08-10 Sandisk Tehnologies Llc Methods of forming a phase change memory with vertical cross-point structure
US11386953B2 (en) 2018-10-23 2022-07-12 Cyberswarm, Inc. Multiple memory states device and method of making same
US10734073B1 (en) 2019-02-12 2020-08-04 Sandisk Technologies Llc Three terminal isolation elements and methods
US10714534B1 (en) * 2019-02-12 2020-07-14 Sandisk Technologies Llc Three terminal isolation elements and methods

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3271591A (en) * 1963-09-20 1966-09-06 Energy Conversion Devices Inc Symmetrical current controlling device
US3715634A (en) * 1968-07-05 1973-02-06 Energy Conversion Devices Inc Switchable current controlling device with inactive material dispersed in the active semiconductor material
US3685028A (en) * 1970-08-20 1972-08-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Process of memorizing an electric signal
US4710899A (en) * 1985-06-10 1987-12-01 Energy Conversion Devices, Inc. Data storage medium incorporating a transition metal for increased switching speed
JP2516071B2 (ja) * 1989-06-23 1996-07-10 日本ビクター株式会社 光記録媒体
US5557596A (en) * 1995-03-20 1996-09-17 Gibson; Gary Ultra-high density storage device
US5687112A (en) * 1996-04-19 1997-11-11 Energy Conversion Devices, Inc. Multibit single cell memory element having tapered contact
US5825046A (en) * 1996-10-28 1998-10-20 Energy Conversion Devices, Inc. Composite memory material comprising a mixture of phase-change memory material and dielectric material

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7531823B2 (en) 2003-01-23 2009-05-12 Nec Corporation Electron device, integrated electron device using same, and operating method using same
WO2005076355A1 (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Renesas Technology Corp. 記憶装置
JPWO2005076355A1 (ja) * 2004-02-06 2008-01-10 株式会社ルネサステクノロジ 記憶装置
JP4856953B2 (ja) * 2004-02-06 2012-01-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 記憶装置
US7446391B2 (en) 2004-09-09 2008-11-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electro-resistance element and method of manufacturing the same
JP2010531062A (ja) * 2007-06-22 2010-09-16 オヴォニクス，インコーポレイテッド 改善動作特性を有する多層カルコゲナイド及び関連デバイス
KR101480942B1 (ko) * 2014-01-16 2015-01-14 홍익대학교 산학협력단 상변화 메모리용 복합재료, 상변화 메모리 소자 및 이의 제조 방법
WO2017104577A1 (ja) * 2015-12-17 2017-06-22 国立大学法人東北大学 相変化材料および相変化型メモリ素子
JPWO2017104577A1 (ja) * 2015-12-17 2018-10-04 国立大学法人東北大学 相変化材料および相変化型メモリ素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP1087867A4 (en) 2006-08-09
CA2324927A1 (en) 1999-10-28
EP1087867A1 (en) 2001-04-04
US6087674A (en) 2000-07-11
WO1999054128A1 (en) 1999-10-28
AU3569999A (en) 1999-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002512439A (ja) 相変化材料及び誘電体材料から成る記憶材料を用いた記憶素子
JP4091984B2 (ja) テーパード・コンタクトを有するマルチビット単一セルメモリ
JP4933687B2 (ja) 相変化性メモリ材料と誘電材料との混合物から成る複合メモリ材料
US7033856B2 (en) Spacer chalcogenide memory method
US7696506B2 (en) Memory cell with memory material insulation and manufacturing method
CN100562985C (zh) 制造存储单元的自对准空洞及底电极的方法
CN101540368B (zh) 一种存储单元及制造存储单元阵列的方法
JP4303316B2 (ja) 単一セル記憶素子
EP0938731B1 (en) Memory element with energy control mechanism
TWI385796B (zh) 具有二極體結構之可程式電阻記憶體
US20120235112A1 (en) Resistive switching memory and method for manufacturing the same
US20080258126A1 (en) Memory Cell Sidewall Contacting Side Electrode
CN100524882C (zh) 制作存储单元器件的方法
US8263962B2 (en) Inverted variable resistance memory cell and method of making the same
CN100563042C (zh) 具有自对准气隙绝缘体的电阻随机存取存储器的制造方法
US7972893B2 (en) Memory device manufacturing method
TW201015713A (en) Dielectric-sandwiched pillar memory device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060310

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20090518

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090528