JP2015508226A - メモリセルおよびメモリセルの形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (32)
- 第一の電極材料と、
前記第一の電極材料上の第一の金属酸化物材料であって、前記第一の金属酸化物材料は、互いに酸素濃度が異なる少なくとも二つの領域を有し、前記複数の領域のうちの一つは第一の領域であって、他方が第二の領域であり、前記第一の領域は前記第二の領域よりも前記第一の電極材料に対してより近く、前記第二の領域よりも高い酸素濃度を有する、第一の金属酸化物材料と、
前記第一の金属酸化物材料の上に直接相対する第二の金属酸化物材料であって、前記第一の金属酸化物材料と異なる金属を含む、第二の金属酸化物材料と、
前記第二の金属酸化物材料上の第二の電極材料と、
を含む、
ことを特徴とするメモリセル。 - 前記第一の領域は前記第一の電極材料に直接相対する、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第二の電極材料は前記第二の金属酸化物材料に直接相対する、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第一の金属酸化物材料の全体にわたって伸長する実質的に線形の連続的酸素濃度勾配を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第二の領域は、界面において前記第一の領域に直接接触し、前記界面にわたって、酸素濃度勾配におけるステップを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第一の領域は前記第一の電極材料に直接相対し、前記第一の電極材料から前記界面へと前記第一の領域にわたって伸長する実質的に線形の連続的酸素濃度勾配を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載のメモリセル。 - 前記第一の金属酸化物材料は、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムのうちの一つ以上を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第一の金属酸化物材料は、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化ハフニウムもしくは酸化ジルコニウムで実質的に構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第二の金属酸化物材料は、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化ニッケル、酸化タンタルもしくは酸化チタンで実質的に構成される、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第一の金属酸化物材料の厚さは、約2nmから約10nmの範囲内であって、前記第二の金属酸化物材料の厚さは、約4nm以下である、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第二の領域は、界面において前記第一の領域に直接接触し、前記界面にわたって酸素濃度勾配におけるステップを含み、前記第二の領域の厚さは、約3nm以下である、
ことを特徴とする請求項10に記載のメモリセル。 - 前記第二の金属酸化物材料は電気的に絶縁性である、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 前記第二の金属酸化物材料は導電性である、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリセル。 - 第一の電極材料と、
前記第一の電極材料上の第一の金属酸化物材料であって、前記第一の金属酸化物材料は、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから成る群から選択され、前記第一の金属酸化物材料は互いに酸素濃度が異なる少なくとも二つの領域を有し、前記複数の領域のうちの一つは第一の領域であって、他方は第二の領域であり、前記第一の領域は前記第二の領域よりも前記第一の電極材料により近く、前記第二の領域よりも高い酸素濃度を有する、第一の金属酸化物材料と、
前記第一の金属酸化物材料上に直接相対する導電性の第二の金属酸化物材料と、
前記第二の金属酸化物材料上に直接相対する第二の電極材料と、
を含む、
ことを特徴とするメモリセル。 - 前記第二の金属酸化物材料は酸化ルテニウムを含む、
ことを特徴とする請求項14に記載のメモリセル。 - 前記第二の金属酸化物材料は酸化ルテニウムで構成される、
ことを特徴とする請求項14に記載のメモリセル。 - 前記第一および第二の電極材料はプラチナもしくはパラジウムを含む、
ことを特徴とする請求項14に記載のメモリセル。 - メモリセルを形成する方法であって、
第一の電極材料上に金属酸化物材料を形成することと、
前記金属酸化物材料上に直接相対して酸素シンク材料を形成することと、
前記酸素シンク材料上に第二の電極材料を形成することと、
前記金属酸化物材料のある領域から前記酸素シンク材料へと酸素を実質的に逆行不可能に移動させて、それによって前記金属酸化物材料を少なくとも二つの領域へと細分するために、前記金属酸化物材料を処理することであって、前記酸素シンク材料に最も近い前記複数の領域のうちの一つは前記複数の領域のうちの他方と比較すると、比較的酸素空乏である、処理することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。 - 前記金属酸化物材料は、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化ハフニウムおよび酸化ジルコニウムから成る群から選択される、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記酸素シンク材料は一つ以上の金属を含む、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記酸素シンク材料は一つ以上の金属で構成される、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記酸素シンク材料への前記酸素の前記移動は、前記酸素シンク材料のうちの少なくともいくらかを導電性金属酸化物へと変換する、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記酸素シンク材料への前記酸素の前記移動は、前記酸素シンク材料のうちの全てを導電性金属酸化物へと変換する、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記酸素シンク材料への前記酸素の前記移動は、前記酸素シンク材料のうちの少なくともいくらかを電気的に絶縁性の金属酸化物へと変換する、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記酸素シンク材料への前記酸素の前記移動は、前記酸素シンク材料のうちの全てを電気的に絶縁性の金属酸化物へと変換する、
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記酸素シンク材料は、ルテニウム、ニッケル、イリジウム、チタンおよびタンタルから成る群から選択される金属を含む、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記処理することは前記第二の電極材料を形成する前に実施される、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記処理することは前記第二の電極材料を形成した後に実施される、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記処理することは、前記金属酸化物材料および前記酸素シンク材料が少なくとも約200℃の温度へと加熱される熱処理を含む、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記温度は、約200℃から約500℃の範囲内である、
ことを特徴とする請求項29に記載の方法。 - 前記処理することは、前記金属酸化物材料および前記酸素シンク材料に対して電流を通すことを含む、
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記処理することは、前記金属酸化物材料の大部分にわたって伸長するが、前記金属酸化物材料の全体にわたっては伸長しない導電性フィラメントをも形成する、
ことを特徴とする請求項31に記載の方法。
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