JP2010522424A - 相関電子メモリ - Google Patents
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Abstract
Description
プラチナの2000Å(オングストローム)の層を、二酸化シリコン・コーティングを有するウェハに堆積した。次いで、オクタン溶液の0.2モル酸化ニッケル先駆物質を、3000rpm(回転数/分)でプラチナ層にスピン・コートすることにより、堆積した。酸化ニッケル先駆物質は、日本の東京の株式会社高純度化学研究所(Kojundo Chemical Co.)のような化学会社から入手可能である。先駆物質を150℃で1分間ベークし、次いで、260℃で4分間ベークして、約100Åの乾燥層を生成する。合計600Åの厚さを得るために、スピン・オン堆積およびベークのプロセスを6回繰り返した。次いで、結晶化アニールを、炉内において450℃で酸素雰囲気の中で40分間行い、本発明によるCEM酸化ニッケルの600Åの層を生成した。電子顕微鏡撮影により、相当な量の炭素が材料の中にあることが明らかになった。この炭素はオクタン先駆物質から来たものである。プラチナの2000Åの上部電極を堆積させた。次いで、上部電極およびCEM層を、ドライ・エッチング、好ましくは、イオン・ミリングにより、底部電極プラチナ層までパターニングした。最後に、回復アニールを、炉内において450℃で酸素雰囲気の中で約1時間行って、先に図9から図12に関して論じた膜を生成した。
この実施例は、5%アンモニアを先駆物質に添加したことを除いて、実施例Iと同様に行った。生成された膜からは同様の結果が得られた。
Claims (60)
- 抵抗切換集積回路メモリであって、
相関電子材料(CEM)を含む抵抗切換メモリ・セルと、
前記メモリへ入力される情報に応じて、前記抵抗切換メモリ・セルを第1抵抗状態または第2抵抗状態に置く書き込み回路であって、前記CEMの抵抗は、前記第2抵抗状態のときの方が前記第1抵抗状態のときよりも高い、書き込み回路と、
前記メモリ・セルの状態を検知し、前記メモリ・セルの検知した状態に対応する電気信号を供給する読み出し回路と
を備える抵抗切換集積回路。 - 請求項1に記載の抵抗切換メモリであって、前記メモリが、50%未満の疲労で108回の読み出しが可能である、抵抗切換メモリ。
- 請求項1に記載の抵抗切換メモリであって、前記メモリが、マイナス50℃から75℃の温度範囲において変化が50%未満であるメモリ・ウィンドウを有する、抵抗切換メモリ。
- 請求項1に記載の抵抗切換メモリであって、前記CEMが、該CEMの体積の大部分においてモット遷移に起因して抵抗状態を切り換える、抵抗切換メモリ。
- 請求項1に記載の抵抗切換メモリであって、前記CEMが、アルミニウム、カドミウム、クロム、コバルト、銅、金、鉄、マンガン、水銀、モリブデン、ニッケル、パラジウム、レニウム、ルテニウム、銀、錫、チタン、バナジウム、亜鉛、およびそれらの組み合わせから成る一群から選択された材料を含む、抵抗切換メモリ。
- 請求項1に記載の抵抗切換メモリであって、前記CEMが本質的に均質である、抵抗切換メモリ。
- 抵抗切換メモリを形成する方法であって、
基板を用意するステップと、
電鋳プロセスを用いずに、遷移金属酸化物を、直接に導電状態へと結晶化することにより、前記基板上に形成するステップと、
前記遷移金属酸化物を前記メモリにおけるアクティブ・エレメントに含ませて、前記メモリを完成させるステップと
を備える方法。 - 抵抗切換薄膜メモリ・エレメントへの書き込みを行う方法であって、電界または電圧を前記薄膜へ印加して、前記材料の体積の大部分においてエネルギ・バンドの電子濃度ncを、(nc)1/3a=0.26で与えられる値以上に増大させるステップを備え、前記「a」はボーア半径である、方法。
- 不揮発性集積回路メモリを製造する方法であって、
相関電子材料(CEM)を堆積するステップと、
前記メモリにおけるアクティブ・エレメントに前記CEMを含ませるようにして、前記メモリを完成させるステップと
を備える方法。 - 不揮発性の抵抗切換薄膜メモリ・エレメントへの書き込みを行う方法であって、
相関電子材料(CEM)の薄膜を含むメモリ・セルを用意するステップと、
電界または電圧を前記薄膜へ印加して、前記材料の体積の大部分においてエネルギ・バンドの電子濃度ncを、(nc)1/3a=0.26で与えられる値以上に増大させるステップであって、前記「a」はボーア半径である、ステップと
を備える方法。 - 抵抗切換集積回路メモリであって、
外在的リガンドを含有する遷移金属化合物を含む抵抗切換材料を含む、抵抗切換メモリ・セルと、
前記メモリへ入力される情報に応じて、前記抵抗切換メモリ・セルを第1抵抗状態または第2抵抗状態に置く書き込み回路であって、前記抵抗切換材料の抵抗は、前記第2抵抗状態のときの方が、前記第1抵抗状態のときよりも高い、書き込み回路と、
前記メモリ・セルの状態を検知し、前記メモリ・セルの検知した状態に対応する電気信号を供給する読み出し回路と
を備える抵抗切換集積回路メモリ。 - 請求項11に記載の抵抗切換メモリであって、前記遷移金属化合物が遷移金属酸化物である、抵抗切換メモリ。
- 請求項11に記載の抵抗切換メモリであって、前記外在的リガンドが炭素を含む、抵抗切換メモリ。
- 請求項11に記載の抵抗切換メモリであって、前記抵抗切換材料が、アルミニウム、カドミウム、クロム、コバルト、銅、金、鉄、マンガン、水銀、モリブデン、ニッケル、パラジウム、レニウム、ルテニウム、銀、錫、チタン、バナジウム、亜鉛、およびそれらの組み合わせから成る一群から選択された材料を含む、抵抗切換メモリ。
- 請求項11に記載の抵抗切換メモリであって、前記外在的リガンドがアンモニアを含む、抵抗切換メモリ。
- 不揮発性の抵抗切換集積回路メモリを製造する方法であって、
集積回路基板を用意するステップと、
前記基板上に抵抗切換材料を形成するステップであって、前記抵抗切換材料が、遷移金属酸化物と、前記遷移金属の各原子についての少なくとも配位領域において、前記遷移金属酸化物の酸素欠陥をパシベーションすることが可能な外在的リガンドとを備える、ステップと、
前記集積回路におけるアクティブ・エレメントに前記抵抗切換材料を含ませるようにして、前記集積回路を完成させるステップと
を備える方法。 - 請求項16に記載の方法であって、前記外在的リガンドを、炭素およびアンモニアから成る一群から選択する、方法。
- 不揮発性の抵抗切換集積回路メモリを製造する方法であって、
集積回路基板を用意するステップと、
前記基板上に抵抗切換材料を形成するステップであって、前記抵抗切換材料が、導電状態と絶縁状態との間で切換可能な遷移金属化合物を含む、ステップと、
前記遷移金属化合物における空位を安定化させるステップと、
前記集積回路におけるアクティブ・エレメントに前記抵抗切換材料を含ませるようにして、前記集積回路を完成させるステップと
を備える方法。 - 請求項18に記載の方法であって、前記遷移金属が、アルミニウム、カドミウム、クロム、コバルト、銅、金、鉄、マンガン、水銀、モリブデン、ニッケル、パラジウム、レニウム、ルテニウム、銀、錫、チタン、バナジウム、亜鉛、およびそれらの組み合わせから成る一群から選択される、方法。
- 請求項18に記載の方法であって、前記安定化させるステップが、炭素、炭素化合物、およびアンモニアから成る一群から選択した外在的リガンドを使用することを含む、方法。
- 導電状態と絶縁状態との間で切換可能な抵抗切換材料を作るための先駆物質であって、遷移金属と、前記材料がマイナス50゜Cから75゜Cまでの温度範囲において変化が50%未満のメモリ・ウィンドウを有するように前記絶縁状態を安定化するリガンドとを備える先駆物質。
- 請求項21に記載の先駆物質であって、前記遷移金属が、アルミニウム、カドミウム、クロム、コバルト、銅、金、鉄、マンガン、水銀、モリブデン、ニッケル、パラジウム、レニウム、ルテニウム、銀、錫、チタン、バナジウム、亜鉛、およびそれらの組み合わせから成る一群から選択される、先駆物質。
- 請求項21に記載の先駆物質であって、前記リガンドが、炭素、炭素化合物、およびアンモニアから成る一群から選択される、先駆物質。
- 抵抗切換集積回路メモリであって、
遷移金属と炭素とを備える抵抗切換材料を含む抵抗切換メモリ・セルと、
前記メモリへ入力される情報に応じて、前記抵抗切換メモリ・セルを第1抵抗状態または第2抵抗状態に置く書き込み回路であって、前記抵抗切換材料の抵抗が、前記第2抵抗状態のときの方が前記第1抵抗状態のときよりも高い、書き込み回路と、
前記メモリ・セルの状態を検知し、前記メモリ・セルの検知した状態に対応する電気信号を供給する読み出し回路と
を備える抵抗切換集積回路メモリ。 - 請求項24に記載の抵抗切換メモリであって、前記抵抗切換材料が、炭素を含有する遷移金属化合物を含む、抵抗切換メモリ。
- 抵抗切換集積回路メモリを製造する方法であって、
基板と、所望の可変抵抗材料(VRM)を形成するのに適した金属部分を含む金属有機先駆物質とを用意するステップと、
前記先駆物質を前記基板に被着させて前記先駆物質の薄膜を形成する被着ステップと、
前記基板上で前記先駆物質を加熱して前記VRMを形成する加熱ステップと、
前記集積回路においてアクティブ・エレメントとして前記VRMを含ませるようにして、前記集積回路を完成させるステップと
を備える方法。 - 請求項26に記載の方法であって、前記先駆物質がオクタンを含む、方法。
- 請求項26に記載の方法であって、前記被着ステップが、スピン・コーティング、浸漬、液体源噴霧堆積、化学蒸着、および原子層堆積から成る一群から選択したプロセスを備える、方法。
- 請求項26に記載の方法であって、前記加熱ステップが、酸素中でアニールすることを含む、方法。
- 請求項26に記載の方法であって、前記金属部分がニッケルを含む、方法。
- 請求項26に記載の方法であって、更に、エッチングを用いて前記抵抗切換材料をパターニングするステップを備える方法。
- 請求項31に記載の方法であって、前記エッチングがイオン・ミリングを含む、方法。
- 可変抵抗材料を製造する方法であって、
所望の可変抵抗材料(VRM)を形成するのに適した金属部分を含む金属有機先駆物質を用意するステップと、
前記先駆物質を基板に被着させて前記先駆物質の薄膜を形成する被着ステップと、
前記基板上で前記先駆物質を加熱して前記VRMを形成する加熱ステップと
を備える方法。 - 請求項33に記載の方法であって、前記先駆物質がオクタンを含む、方法。
- 請求項33に記載の方法であって、前記被着ステップが、スピン・コーティング、浸漬、液体源噴霧堆積、化学蒸着、および原子層堆積から成る一群から選択されたプロセスを備える、方法。
- 可変抵抗材料(VRM)を製造するための先駆物質であって、金属有機溶剤と、1つ以上の金属とを備える先駆物質。
- 請求項36に記載の先駆物質であって、前記金属有機溶液はオクタンを含む、先駆物質。
- 請求項36に記載の先駆物質であって、前記金属は遷移金属を含む、先駆物質。
- 請求項21に記載の先駆物質であって、前記遷移金属はニッケルを含む、先駆物質。
- メモリ・セルを有する集積回路メモリであって、
第1アクティブ・エリアと、第2アクティブ・エリアと、前記アクティブ・エリアの間にあるチャネルとを有する半導体と、
前記チャネルの直接上方にある可変抵抗材料(VRM)の層と
を備える集積回路メモリ。 - 請求項40に記載の集積回路メモリであって、前記可変抵抗材料が相関電子材料(CEM)を含む、集積回路メモリ。
- 請求項40に記載の集積回路メモリであって、前記メモリ・セルが、更に、前記VRMと前記チャネルとの間に第1導電層を含む、集積回路メモリ。
- 請求項42に記載の集積回路であって、前記第1導電層が複数の導電層を備える、集積回路。
- 請求項40に記載の集積回路であって、前記メモリ・セルが、更に、前記VRMと前記チャネルとの間に絶縁体の層を含む、集積回路。
- 請求項40に記載の集積回路であって、前記メモリ・セルが電界効果トランジスタ(FET)を備える、集積回路。
- 請求項45に記載の集積回路であって、前記メモリ・セルがJFET構造を備える、集積回路。
- 請求項45に記載の集積回路であって、前記メモリ・セルがMESFET構造を備える、集積回路。
- 請求項45に記載の集積回路であって、前記メモリ・セルがMOSFET構造を備える、集積回路。
- 抵抗スイッチイング・メモリであって、
行および列に配した複数のメモリ・セルであって、それぞれの前記メモリ・セルが、抵抗切換材料を含む抵抗切換メモリ・セルであり、それぞれの前記メモリ・セルが、半導体のチャネル上に形成した導電体/可変抵抗材料/導電体(M/VRM/M)スタックを備える、メモリ・セルと、
前記メモリへ入力される情報に応じて、前記抵抗切換メモリ・セルのうちの選択されたメモリ・セルを第1メモリ・セル抵抗状態または第2メモリ・セル抵抗状態に置く書き込み回路であって、前記材料の抵抗は、前記第2抵抗状態のときの方が前記第1抵抗状態のときよりも高い、書き込み回路と、
前記メモリ・セルの状態を検知し、前記メモリ・セルの検知した状態に対応する電気信号を供給する読み出し回路と
を備える抵抗切換メモリ。 - 請求項49に記載のメモリであって、前記セルの各々が電界効果トランジスタ(FET)を備える、メモリ。
- 請求項49に記載のメモリであって、前記セルの各々がJFETを備える、メモリ。
- 集積回路メモリを動作させる方法であって、
第1アクティブ・エリアと、第2アクティブ・エリアと、前記アクティブ・エリアの間にあるチャネルとを有する半導体を含むメモリ・セルを用意するステップと、
可変抵抗材料を用いて前記チャネルのコンダクタンスを制御するステップと
を備える方法。 - 請求項52に記載の方法であって、前記制御するステップが、前記可変抵抗材料を用いて、前記チャネルの電圧または前記チャネルの電流を制御することを含む、方法。
- 請求項52に記載の方法であって、更に、前記チャネルの電圧、前記チャネルの電流、または前記チャネルの抵抗を読み取るステップを備える方法。
- 不揮発性の可変抵抗メモリ・セルの読み出しを行う方法であって、
前記メモリ・セルの容量を測定するステップと、
測定した前記容量を用いて前記メモリ・セルの論理状態を判定する測定ステップと
を備える方法。 - 請求項20に記載の方法であって、前記メモリ・セルが、前記VRMと直列のダイオードを備え、前記測定ステップが、前記VRMと直列の前記ダイオードの容量を測定することを含む、方法。
- 不揮発性の集積回路メモリを製造する方法であって、
可変抵抗材料(VRM)を半導体におけるチャネルの直接上方に堆積するステップと、
前記メモリにおけるアクティブ・エレメントに前記VRMを含ませるようにして、前記メモリを完成させるステップと
を備える方法。 - 請求項57に記載の方法であって、前記堆積するステップが、導体/VRM/導体スタックを形成することを含む、方法。
- 請求項57に記載の方法であって、前記形成するステップが、JFETチャネルの上に前記スタックを形成することを含む、方法。
- 請求項57に記載の方法であって、前記堆積するステップが、相関電子材料(CEM)を堆積することを含む、方法。
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