JP2009295944A - 可変抵抗素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1電極11と第2電極13の間に可変抵抗体12が狭持され、第1電極11と第2電極13の間に電圧パルスが印加されることで両電極間の電気抵抗が変化する可変抵抗素子であって、可変抵抗体12が、遷移金属又はその窒化物からなる第1材料の酸化物で構成される第1領域36と、第1材料の酸化物よりもエネルギーバンドギャップが大きい材料で構成される第2領域37と、を有する構成である。第1領域36は、例えばTiの酸化物で構成され、第2領域37は、例えばSiの酸化物で構成される。
【選択図】図6
Description
まず、本発明の実施形態を説明する前に、本発明を構成する基本概念について図1〜図5の各図を参照して説明を行う。
以下、図6〜図8の各図を参照して、本発明素子及び本発明方法の説明を行う。尚、本発明素子は、構成要素である可変抵抗体に利用される材料に特徴があり、全体的な構成としては、上述した図9に示される従来構成の可変抵抗素子と同一であっても良い。
以下、別実施形態につき説明する。
11: TiSi膜、第1電極
12: 可変抵抗体
13: 第2電極
14: 層間絶縁膜
17: 層間絶縁膜
20a〜20e: 可変抵抗素子
21: TiN膜、第1電極
22: 可変抵抗体
23: TiN膜、第2電極
24: 層間絶縁膜
25: 開口部
26: 開口部
27: 層間絶縁膜
28、29: コンタクトホール
30: 導電性材料膜
36: 第1領域
37: 第2領域
31、32: コンタクトプラグ
41、42: コンタクトプラグ
100: 可変抵抗素子
101: 第1電極
102: 可変抵抗体
103: 第2電極
Claims (9)
- 第1電極と第2電極の間に可変抵抗体が狭持され、前記第1電極と前記第2電極の間に電圧パルスが印加されることで両電極間の電気抵抗が変化する可変抵抗素子であって、
前記可変抵抗体が、
遷移金属又はその窒化物からなる第1材料の酸化物で構成される第1領域と、前記第1材料の酸化物よりもエネルギーバンドギャップが大きい材料で構成される第2領域と、を有することを特徴とする可変抵抗素子。 - 前記第2領域が、前記第1領域内に分散して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変抵抗素子。
- 前記第2領域が、遷移金属以外の金属若しくはその窒化物、又は半導体元素若しくはその窒化物からなる第2材料の酸化物で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の可変抵抗素子。
- 前記第1材料がTiであり、前記第2材料がSiであることを特徴とする請求項3に記載の可変抵抗素子。
- 前記第2材料が、前記第1材料よりも所定温度下における酸化物生成自由エネルギーが小さいことを特徴とする請求項3に記載の可変抵抗素子。
- 前記第1材料がTiであり、前記第2材料がAlであることを特徴とする請求項5に記載の可変抵抗素子。
- 第1電極と第2電極の間に可変抵抗体が狭持され、前記第1電極と前記第2電極の間に電圧パルスが印加されることで両電極間の電気抵抗が変化する可変抵抗素子の製造方法であって、
遷移金属又はその窒化物からなる第1材料と、遷移金属以外の金属若しくはその窒化物、又は半導体元素若しくはその窒化物からなる材料であって、その酸化物が前記第1材料の酸化物よりもエネルギーバンドギャップが大きい第2材料とを含む第1電極材料膜を成膜して所定のパターンに成形する第1工程と、
前記第1工程終了後、前記第1電極材料膜の上面に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜の一部を開口して前記第1電極材料膜の一部上面を露出させる第2工程と、
前記第2工程終了後、露出された前記第1電極材料膜に対して酸化処理を施して、酸化されていない前記第1電極材料膜に接触するように、前記第1材料の酸化物と前記第2材料の酸化物とが混在してなる前記可変抵抗体を形成する第3工程と、
前記第3工程終了後、少なくとも前記可変抵抗体に接触するよう上面に遷移金属又はその窒化物からなる第2電極材料膜を成膜して所定のパターンに成形する第4工程と、を有し、
酸化されていない前記第1電極材料膜からなる前記第1電極、酸化された前記第1電極材料膜からなる前記可変抵抗体、並びに前記第2電極材料膜からなる前記第2電極を形成することを特徴とする可変抵抗素子の製造方法。 - 前記第1電極材料膜が、前記第1材料からなる材料膜に前記第2材料がドープされて形成されたことを特徴とする請求項7に記載の可変抵抗素子の製造方法。
- 前記第1電極材料膜が、Ti膜にSi又はAlがドープされて形成されたことを特徴とする請求項8に記載の可変抵抗素子の製造方法。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005236003A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Sony Corp | 抵抗変化型不揮発性メモリ、抵抗変化型不揮発性メモリの製造方法、記録方法、再生方法、消去方法、抵抗変化材料微細構造体および抵抗変化材料微細構造体の製造方法 |
JP2006210882A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Samsung Electronics Co Ltd | 抵抗体を利用した不揮発性メモリ素子及びその製造方法 |
WO2007004843A1 (en) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University | Method for forming multi-layered binary oxide film for use in resistance random access memory |
JP2007180474A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-07-12 | Sharp Corp | 可変抵抗素子及びその製造方法 |
JP2008021750A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 抵抗変化素子およびその製造方法、ならびにそれを用いた抵抗変化型メモリ |
WO2008062623A1 (fr) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Nec Corporation | Dispositif de mémoire non volatile |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005236003A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Sony Corp | 抵抗変化型不揮発性メモリ、抵抗変化型不揮発性メモリの製造方法、記録方法、再生方法、消去方法、抵抗変化材料微細構造体および抵抗変化材料微細構造体の製造方法 |
JP2006210882A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Samsung Electronics Co Ltd | 抵抗体を利用した不揮発性メモリ素子及びその製造方法 |
WO2007004843A1 (en) * | 2005-07-04 | 2007-01-11 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University | Method for forming multi-layered binary oxide film for use in resistance random access memory |
JP2009500845A (ja) * | 2005-07-04 | 2009-01-08 | インダストリー ユニバーシティー コーポレーション ファウンデーション ハンヤン ユニバーシティー | ReRAM用多層二元酸化膜の形成方法 |
JP2007180474A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-07-12 | Sharp Corp | 可変抵抗素子及びその製造方法 |
JP2008021750A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 抵抗変化素子およびその製造方法、ならびにそれを用いた抵抗変化型メモリ |
WO2008062623A1 (fr) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Nec Corporation | Dispositif de mémoire non volatile |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101514814B1 (ko) | 2012-12-10 | 2015-04-23 | 윈본드 일렉트로닉스 코포레이션 | 자가 정류성 rram 셀 구조물 및 그 3d 크로스바 어레이 아키텍처 |
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