JP5466838B2 - 相変化固体メモリの記録材料及び相変化固体メモリ - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の相変化固体メモリの記録材料は、物質の相変態または相分離に起因して、光学特性あるいは電気特性が変化する原理を用いた相変化固体メモリの記録材料であって、テルル原子を含むアルカリ金属ヨウ化物相又はテルル原子を含む銀ヨウ化物相と、テルルとアンチモンとからなる合金相との均一混合相から構成されることを特徴とする。
(1) 図1に示すように、従来のGeSbTe化合物の結晶相では、Ge原子3とSb原子2とがNaCl型の単純立方格子内でClの位置((b)サイト)を占める配列は、従来考えられていたような「ランダム」状態ではなく、原子の配列位置がきちんと「決定」されている。また、図1に示すように、結晶格子は歪んでいる。
たとえば、スパッタリング法を用いて本発明の組成からなる合金を製造するには、AgIのガラス状ターゲット、あるいはアルカリ金属ヨウ化物の場合にはアルカリテルル化合物のターゲットとヨウ素ガスとを用いる。さらに、Sb2Te3から構成された化合物ターゲットあるいはSb,Teの単体ターゲットを用いる。そして、スパッタリングのための投入電力パワーに対する時間当りの成膜速度を予め測定しておけば、成膜時間によって膜厚を管理するだけでこれらの組成からなる合金を容易に製造することができる。
実施例1として、一般的な自己抵抗加熱型の基本構成を有する相変化RAMを作成した。電極にはTiNを使用し、記録膜にはLiISb2Te5を20nm成膜した。セルの大きさは、100×100nm2である。このデバイスに、電圧をプログラム的に与えて、記録時及び消去時の電流値を測定した。その結果、記録時の電流値は0.2mAでパルス時間5ns、消去時の電流値は0.05mAでパルス時間60nsであった。また、記録時及び消去時の電気抵抗値の差は4桁であった。さらに、この電流値での繰り返し記録消去回数を測定したところ、その値は1014回であった。更にまた、スイッチング動作速度を測定したところ、0.8nsであった。
実施例2として、実施例1と同様に一般的な自己抵抗加熱型の基本構成を有する相変化RAMを作成した。記録膜にはAgISb2Te5の単層膜を20nm形成した。セルの大きさは、100×100nm2である。このデバイスに、電圧をプログラム的に与えて、記録時及び消去時の電流値を測定した。その結果、記録時の電流値は0.3mAでパルス時間5ns、消去時の電流値は0.07mAでパルス時間60nsであった。また、記録時及び消去時の電気抵抗値の差は4桁であった。さらに、この電流値での繰り返し記録消去回数を測定したところ、その値は1015回であった。更にまた、スイッチング動作速度を測定したところ、1.0nsであった。
比較例として、実施例1と同様に一般的な自己抵抗加熱型の基本構成を有する相変化RAMを作成した。記録膜にはGe2Sb2Te5の単層膜を20nm形成した。セルの大きさは、100×100nm2である。このデバイスに、電圧をプログラム的に与えて、記録時及び消去時の電流値を測定した。その結果、記録時の電流値は、1.0mA、消去時の電流値は0.4mAであった。なお、パルスの照射時間は、実施例1と同一とした。この電流値での繰り返し記録消去回数を測定したところ、その値は1012回であった。さらにスイッチング動作速度を測定したところ、20nsであった。
Claims (6)
- 物質の相変態または相分離に起因して、光学特性あるいは電気特性が変化する原理を用いた相変化固体メモリの記録材料であって、
テルル原子を含むアルカリ金属ヨウ化物相又はテルル原子を含む銀ヨウ化物相と、
テルルとアンチモンとからなる合金相との均一混合相から構成されることを特徴とする相変化固体メモリの記録材料。 - 前記テルル原子を含むアルカリ金属ヨウ化物相又は前記テルル原子を含む銀ヨウ化物相と、
前記テルルとアンチモンとからなる合金相とが、
各相の一軸方向の長さが5ナノメートル以下の微細構造からそれぞれ構成されることを特徴とする請求項1に記載の相変化固体メモリの記録材料。 - 請求項1又は2に記載の相変化固体メモリの記録材料を用いた相変化固体メモリであって、
前記均一混合相における前記テルル原子を含むアルカリ金属ヨウ化物相又は前記テルル原子を含む銀ヨウ化物相の、
アルカリ金属原子又は銀原子の位置と、
前記アルカリ金属原子又は前記銀原子と対をなすテルル原子の位置とが、
当該均一混合相の結晶構造における一軸方向上で交換されることによってデータを記録・消去することを特徴とする相変化固体メモリ。 - 請求項1又は2に記載の相変化固体メモリの記録材料を用いた相変化固体メモリであって、
前記均一混合相における前記テルル原子を含むアルカリ金属ヨウ化物相又は前記テルル原子を含む銀ヨウ化物相の、
ヨウ素原子の位置と、
前記ヨウ素原子と対をなすテルル原子の位置とが、
当該均一混合相の結晶構造における一軸方向上で交換されることによってデータを記録・消去することを特徴とする相変化固体メモリ。 - 請求項1又は2に記載の相変化固体メモリの記録材料を用いた相変化固体メモリであって、
前記均一混合相における前記テルル原子を含むアルカリ金属ヨウ化物相又は前記テルル原子を含む銀ヨウ化物相の、
アルカリ金属原子又は銀原子の位置と前記アルカリ金属原子又は前記銀原子と対をなすテルル原子の位置、及びヨウ素原子の位置と前記ヨウ素原子と対をなすテルル原子の位置の少なくとも一方が、
当該均一混合相の結晶構造における一軸方向上で交換されることによってデータを記録・消去することを特徴とする相変化固体メモリ。 - 請求項1又は2に記載の相変化固体メモリの記録材料を用いた相変化固体メモリであって、
前記均一混合相における前記テルル原子を含むアルカリ金属ヨウ化物相又は前記テルル原子を含む銀ヨウ化物相の、
アルカリ金属原子又は銀原子の位置と前記アルカリ金属原子又は前記銀原子と対をなすテルル原子の位置、及びヨウ素原子の位置と前記ヨウ素原子と対をなすテルル原子の位置の両方が、
当該均一混合相の結晶構造における一軸方向上で交換されることによってデータを記録・消去することを特徴とする相変化固体メモリ。
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