JP5507545B2 - 抵抗スイッチング特性を改善する表面処理方法 - Google Patents
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Description
添付図面によって例示されるように、本開示は制御された抵抗の変化に基づくメモリデバイスの用途に適切な改善された半導体素子層と、この層を作る方法とを提供する。より具体的には、表面処理工程を用いて予測可能で制御された方法で半導体素子層に様々な欠陥を生成する。これらの付加的な欠陥は次に、多安定抵抗メモリデバイスのセット電圧およびリセット電圧を形成する上でより良好でより厳格な制御を提供し、これによりより多くの歩留まりとより予測可能な動作に導く。すなわち、表面処理の目的は、イオンを用いて導電性金属フィラメントを形成するのではなく、むしろ半導体素子層内の欠陥の形成を制御して、抵抗状態の変化を発生させるメカニズムと関連するより厳格な許容範囲と、抵抗状態の変化を発生させるメカニズムと関連する欠陥の個体数、局在化および品質の変化との双方を達成することである。
図2は、図1の中央に示される層など半導体素子層を形成する方法201を示す。半導体素子層(一般に金属酸化物)の基材は最初に基板より上に堆積される。本書で用いられる用語「より上」とは、基板より上であるが、半導体素子層より下に他の層、例えば底部電極、任意の層、またはこの双方がさらにあってもよいことを意味する。以下で論じられるように、様々な製造プロセスが半導体素子層を構築するのに用いられてよく、物理蒸着法(「PVD」)と、化学蒸着法(「CVD」)と、乾式または湿式処理と、含まれる物質に適切な他の従来の半導体製造プロセスとを含む。一旦半導体素子層が所望の厚さに形成されれば、上記で紹介された表面処理工程を用いて欠陥を生成する。図2によって示される実施例では、使用される表面処理工程はイオンを半導体素子層に押し込むことに関係しており、例えば、欠陥を生成し、格子構造を強化または変更し、または格子要素を異なる電気(例えば原子価または伝導)特性を有するイオンと置換する。押し込まれたイオンは、半導体素子層(例えば金属酸化物構造を有する)の分子と衝突して、自然構造(例えば必要に応じて構造内の結晶)を分裂させる。任意の従来のイオン衝撃処理を用いてもよく、例えば、電子に圧入ガスをイオン化させる処理や、標的に対してこれらのイオンを導く加速グリッドを用いる処理や、他の処理がさらに用いられてもよい。以下で説明されるように、イオン衝撃処理は一般に実験上のデータに基づいて予め調整され、全て図2の仮想線のブロック207によって示される特定の注入量、注入エネルギ、露出時間および類似パラメータを用いており、半導体素子層に押し込まれたイオンの分布と生成される欠陥の種類を制御する。注入の深さは、概して言えば、正規分布に従う実際の深さを持った確率現象である。層内の侵入の平均深さと欠陥個体数のバリエーションは、選択された注入エネルギの関数であり、分布の高さ(任意の特定の深さでのイオンの密度)は、注入量(すなわち、イオン密度と暴露時間)の関数である。図1の説明に関して上記で示唆されたように、一旦欠陥の個体数を変更したならば、次いで必要に応じて付加層を堆積してメモリセル(または他のデバイス)を完成してもよい。
図9は、類似の物質(例えば酸化ハフニウム)に基づいた2つの異なるサンプルの形成電圧を比較するプロット901を示しており、1つのサンプルは、上記で論じられた原理に従って表面処理され、別のサンプルは表面処理されなかった。他の方法では、多くのメモリセルで構成されるサンプルについて、それぞれシリコン処理バリエーションを有しており、図9は、様々なメモリセルについて初期状態の変化を引き起こすのに必要な最大形成電圧の分布を示す。符号903と小さな三角形の記号は、金属酸化物層に表面処理のない酸化ハフニウムメモリセルに基づくデータを表わす一方、符号905と円の記号は、例えば図2−図6に関して上記で論じられたように金属酸化物層がイオン衝撃処理に晒され酸化ハフニウムメモリセルを表わす。例えば未処理の酸化ハフニウムメモリセルに関して、累積分布データが示すことは、約10パーセントのセルが第1状態の変化を引き起こすのに約12ボルトDCの形成電圧を必要とするということであるが、約80パーセントのメモリセルは、約18ボルトDCの電圧が印加される場合に成功裡に変化する初期状態を有しているということである。対照的に、欠陥を強化するためにイオン衝撃を用いたメモリセルはより小さな形成電圧を顕著に必要とし、図9は争点の10パーセント酸化ハフニウムメモリセルが3ボルトDC以下の電圧で成功裡にセットされる一方、80パーセントのメモリセルが9ボルトDC以下の電圧で成功裡にセットされることを示す。
図12と図13はそれぞれ、イオン注入エネルギがイオン注入の深さおよび対応する欠陥発生にどのように影響しうるかを示すデータを提示する。
物質とデバイスの概要では、デバイスの動作特性を強化するのに用いられる製造プロセスと方法がこのように提示され、特定のデバイスがここでより一層詳しく論じられるであろう。以下で提示される実施形態は、1以上のメモリセルのデバイスのベースを形成する特定物質、またはこのセルのアレイを特定する。後続する議論は2つの安定状態を有する抵抗スイッチングセルの製造に焦点を置いており、高い抵抗状態(それゆえこれに関連した相対的に低い電流「オフ」を有する)と、低い抵抗状態(それゆえこれに関連した相対的に高い電流「オン」を有する)とを含む。
図18は、図17のメモリセルの電流(I)対電圧(V)の対数のグラフ1801である。図18は、メモリセルの内容を変化させるのに依存するセット動作とリセット動作を示すのに役立つ。最初に、セルは高い抵抗状態でもよい(図18にラベル「HRS」によって表わされ、例えば論理値「0」を表わす)。この状態の電流と電圧の特性は第1曲線1803によって図18に表わされる。前に記載されたように、この高い抵抗状態は信号線(例えばカラムとロー線)を用いて読書回路によって検出されてもよい。例えば、読書回路はセル間に読み出し電圧Vreadを印加して、セルとその半導体素子層を通って流れる「オフ」電流Ioffを検出してもよい。論理値「1」を格納するのを望む場合、セルは、読書回路を用いて信号線間にセット電圧Vsetを印加することによってその低い抵抗状態に置くことができる。破線1805と頭文字「LRS」によって示されるように、セット電圧は一般に読み出し電圧以上であり、セルをその低い抵抗状態に移行させ、この状態の電圧と電流の特性は第2曲線1807によって表わされる。言及したように、抵抗状態の変化は、金属酸化物物質内のトラップの充填(すなわち「トラップの媒介」)によって有効にされてもよい。
上記に示されたように、基本的なMIM構造は2つの電極とこの電極間に挟まれた半導体素子層とを含む。半導体素子層は一般に金属酸化物層を含み、これは少なくとも1つの金属の酸化物を含み、金属、金属酸化物および未知の潜在的に複雑な接合特性を有する酸素を一緒に混合する。本書で用いられる用語「MIM」は、潜在的に他の層を含み、金属−絶縁体−絶縁体−金属と、金属−絶縁体−絶縁体−絶縁体−金属と、金属−絶縁体−金属−絶縁体−金属と、他の類似構造を含み、それらの間の他の強化層を有する構造(例えば他の層の密着性を促進する)を含むことを理解されたい。
図21と図22は、金属酸化物層の厚さと、得られるセット電圧およびリセット電圧との関係を示す。これらのグラフは、2つの電極を含むシステムと、中間に配置された金属酸化物の単層とのデータを表わす。図21は、オングストロームの金属酸化物、この場合ニオビウム(2103)、ハフニウム(2105)、チタン(2107)、アルミニウム(2109)およびタンタル(2111)の酸化物の厚さの関数として平均セット電圧を(ボルトで)特定するチャート2101を提供する。図21で理解できるように、酸化ハフニウム2105、酸化アルミニウム2109、および酸化タンタル2111については、セット電圧が厚さにより増加する(すなわち、厚さに依存するように見える)。幾つかの実施形態では、用いられる物質に依存して、セット電圧は、メモリセルの金属酸化物層の厚さ100オングストローム(Å)当たり少なくとも1ボルト(V)である。さらに幾つかの実施形態では、100Åの金属酸化物層の厚さの増加が、少なくとも1Vまでセット電圧を上昇する。同様に図22に示されるように、酸化ハフニウム2203、酸化アルミニウム2205、および酸化タンタル2207のリセット電圧はさらに厚さに依存する。図21と図22が、少なくとも一範囲の層の厚さに対して、セット電圧と厚さおよびリセット電圧と厚さの双方の間にほぼ直線関係を示し、この関係は次に金属酸化物のバルクのパーコレーション経路の形成を示すので、したがってこれらのデータはこれらの物質の体積に少なくとも部分的に依存するセット/リセットメカニズムを支持している。言い換えれば、より厚い物質については、トラップを埋めるためにさらに電圧が必要である。
上記で論じられる構造について、多種多様の物質が、(a)半導体素子層(例えば金属酸化物層)か、(b)MIMスタックの一方の電極か、または(c)単層もしくは付加層またはMIMスタックで用いられる構造の用途に適切である。例えば、設計の検討材料は、単層(共堆積)または多層(積み重ね)に1以上の金属酸化物を用いるものと、異なる仕事関数を有する電極を用いるものと、少なくとも1つの貴金属電極を用いるものと、異なるバンドギャップを有する異なる金属酸化物を用いるものと、低い漏出量の物質を用いるものとを含む。
適切なスイッチングメカニズムを示す特定塩基の金属酸化物は、酸化ハフニウム、バナジウム酸化物、酸化スカンジウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、および酸化イットリウムを含む。これらの金属酸化物は、4eVより大きいバンドギャップを有し、それらがさらに絶縁しており、このためより高い抵抗率を有することを示す。上記で説明されたように、高いバンドギャップ(すなわち4eVより大きい)の金属酸化物の使用はさらに、金属酸化物の厚さに関してセット電圧の少なくとも部分的なスケーリングを可能にする。
電極物質はシリコン、ケイ化物、窒化チタン(TiN)、ニッケル、白金、イリジウム、酸化イリジウム、ルテニウムと酸化ルテニウムを含んでもよい。幾つかの実施形態によれば、一方の電極はより高い仕事関数の物質でもよく、他方の電極はより低い仕事関数の物質でもよい。例えば、一実施形態では、少なくとも一方の電極は貴金属または準貴金属などの高い仕事関数の物質である(すなわち酸化物生成の低い絶対値の自由エネルギ変化(|ΔG|)を有する金属)。貴金属または準貴金属はイリジウム、イリジウム酸化物、白金、ルテニウムおよび酸化ルテニウムを含む。他方の電極は窒化チタンなどのより低い仕事関数の物質でもよいし、またはさらに貴金属または準貴金属でもよい。幾つかの実施形態では、より高い仕事関数を有する電極のリセット電圧は、正パルスとして印加されてもよい(すなわち、より高い仕事関数の電極がメモリセルの陽極である)。電極はさらに多層電極とすることができ、1以上の異なる物質を含むことができる。例えば、電極は、タングステン、炭窒化タングステン、もしくはタングステン炭素のキャッピング層と共に、ルテニウムと酸化ルテニウムの層またはイリジウム、イリジウム酸化物もしくは白金の層を含むことができる。多層電極は、幾つかの構成と実施形態のメモリセルの接着特性と性能を改善するのに用いることができる。
MIMスタックの絶縁体または半導体素子層はさらに複数の酸化層を用いて構成することができる。酸化物の組み合わせを用いてメモリセルに所望の特性を与えることができる。例えば後述するように欠陥アクセス層などの他の層をさらに用いてもよい。この層はそれぞれ任意であり、特定の実施に関係があってもなくてもよい。前述したように、スタックはさらに、埋め込まれたトランジスタまたはダイオード(以下では「電流ステアリングデバイス」という)などの別の電気デバイスを含んでもよい。これらのメモリセルの様々な層は、任意の適切な技術を用いて堆積することができ、乾式(CVD、ALD、PVD、PLD、蒸着)、湿式(例えばELD、ECDなどの液状薬品)技術を含む。これらの技術の組み合わせをさらに用いることができる。例えば、一方の層はPVDを用いて堆積することができ、別の層はALDを用いて堆積することができる。
半導体素子層および関連するメモリセル構造を製造する方法が上述され、それぞれ多種多様な物質選択により使用可能である。表面処理工程を行うことによって半導体素子層に欠陥を生成し、欠陥の深さと密度が制御され(例えばイオン衝撃プロセスによって)、よりむらがない電気的パラメータを有する半導体素子層関連メモリセルを生成してもよい。例えば上記で開示された技術を用いて、上述した構造を調整および動作するのに必要とされる電圧と電流を低減してもよい。これにより、上記で提供される教示はより多くの歩留まり、信頼性およびより予測可能な動作を提供する。
Claims (11)
- 半導体デバイスを製造する方法であって、
所定の深さを有するよう基板より上に半導体層物質を堆積するステップと、
0でない深さまで前記半導体層物質内にイオンを押し込むステップであって、衝撃によって生成された欠陥の少なくとも90パーセントが前記半導体層物質の上面から1/2の厚さに存在するようイオン衝撃パラメータを選択する、ステップと、
少なくとも2つの電極を形成するステップであって、前記半導体層物質が前記2つの電極間に配置される、ステップと、
半導体を調整するステップであって、前記2つの電極間に形成電圧を印加して非金属性パーコレーション経路を形成するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記半導体層物質内にイオンを押し込むステップが、所定の注入量と所定の注入エネルギを用いてイオンを注入するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法において、
前記半導体層物質内にイオンを注入し、半導体層の厚さの半分にのみイオン注入による欠陥を生成するよう所定の注入量と所定の注入エネルギが選択されることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記イオンを押し込むステップが、前記欠陥を生成するよう前記半導体層物質内に非金属イオンを押し込むステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記イオンを押し込むステップが、前記半導体層物質と等原子価であるイオンを前記半導体層物質内に押し込むステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記半導体層物質が金属酸化物を含み、前記イオンを押し込むステップが、前記金属酸化物で表されるものと同じ金属の金属イオンを押し込むステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法が、前記電極がニッケル、白金、イリジウム、酸化イリジウム、ルテニウム、酸化ルテニウムまたは窒化チタンの少なくとも1つを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記半導体層物質が酸化ハフニウムを含み、前記半導体層物質内にイオンを押し込むステップが前記欠陥を生成するよう前記酸化ハフニウム内に酸素イオンまたはハフニウムイオンを押し込むステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記半導体層物質が、少なくとも4電子ボルトのバンドギャップを有する酸化物を含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、前記半導体層物質が、酸化ハフニウム、酸化タンタル、または酸化ジルコニウムの群から選択された酸化物を含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法において、
前記半導体層物質が、金属酸化物を含み、
前記イオンを押し込むステップが、前記半導体層物質の1/2の厚さにのみ欠陥を生成するようイオン衝撃パラメータを選択するステップを含み、
前記イオンを押し込むステップが、前記金属酸化物に関連する金属種とは異なる原子価特性を有するイオンを用いるステップを含むことを特徴とする方法。
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US7977152B2 (en) * | 2008-05-10 | 2011-07-12 | Intermolecular, Inc. | Non-volatile resistive-switching memories formed using anodization |
US8008096B2 (en) * | 2008-06-05 | 2011-08-30 | Intermolecular, Inc. | ALD processing techniques for forming non-volatile resistive-switching memories |
US8134137B2 (en) | 2008-06-18 | 2012-03-13 | Micron Technology, Inc. | Memory device constructions, memory cell forming methods, and semiconductor construction forming methods |
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US8049305B1 (en) | 2008-10-16 | 2011-11-01 | Intermolecular, Inc. | Stress-engineered resistance-change memory device |
US8263420B2 (en) * | 2008-11-12 | 2012-09-11 | Sandisk 3D Llc | Optimized electrodes for Re-RAM |
KR101083643B1 (ko) * | 2008-12-29 | 2011-11-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 저항성 메모리 소자 및 그 제조 방법 |
US8420478B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-04-16 | Intermolecular, Inc. | Controlled localized defect paths for resistive memories |
US9059402B2 (en) * | 2009-06-25 | 2015-06-16 | Nec Corporation | Resistance-variable element and method for manufacturing the same |
US20110002161A1 (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-06 | Seagate Technology Llc | Phase change memory cell with selecting element |
JP2011066285A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Toshiba Corp | 不揮発性記憶素子および不揮発性記憶装置 |
US8278139B2 (en) | 2009-09-25 | 2012-10-02 | Applied Materials, Inc. | Passivating glue layer to improve amorphous carbon to metal adhesion |
US8289749B2 (en) * | 2009-10-08 | 2012-10-16 | Sandisk 3D Llc | Soft forming reversible resistivity-switching element for bipolar switching |
US8072795B1 (en) | 2009-10-28 | 2011-12-06 | Intermolecular, Inc. | Biploar resistive-switching memory with a single diode per memory cell |
SG10201408329SA (en) | 2009-12-25 | 2015-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Memory device, semiconductor device, and electronic device |
US8223539B2 (en) | 2010-01-26 | 2012-07-17 | Micron Technology, Inc. | GCIB-treated resistive device |
US8848430B2 (en) * | 2010-02-23 | 2014-09-30 | Sandisk 3D Llc | Step soft program for reversible resistivity-switching elements |
US8487292B2 (en) * | 2010-03-16 | 2013-07-16 | Sandisk 3D Llc | Resistance-switching memory cell with heavily doped metal oxide layer |
WO2011114666A1 (ja) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | パナソニック株式会社 | 電流制御素子、記憶素子、記憶装置および電流制御素子の製造方法 |
US8411477B2 (en) | 2010-04-22 | 2013-04-02 | Micron Technology, Inc. | Arrays of vertically stacked tiers of non-volatile cross point memory cells, methods of forming arrays of vertically stacked tiers of non-volatile cross point memory cells, and methods of reading a data value stored by an array of vertically stacked tiers of non-volatile cross point memory cells |
US8427859B2 (en) | 2010-04-22 | 2013-04-23 | Micron Technology, Inc. | Arrays of vertically stacked tiers of non-volatile cross point memory cells, methods of forming arrays of vertically stacked tiers of non-volatile cross point memory cells, and methods of reading a data value stored by an array of vertically stacked tiers of non-volatile cross point memory cells |
US8289763B2 (en) | 2010-06-07 | 2012-10-16 | Micron Technology, Inc. | Memory arrays |
US8946046B1 (en) | 2012-05-02 | 2015-02-03 | Crossbar, Inc. | Guided path for forming a conductive filament in RRAM |
CN102280465B (zh) * | 2010-06-13 | 2013-05-29 | 北京大学 | 阻变随机访问存储器件及制造方法 |
US8884261B2 (en) | 2010-08-23 | 2014-11-11 | Crossbar, Inc. | Device switching using layered device structure |
US10531594B2 (en) | 2010-07-28 | 2020-01-07 | Wieland Microcool, Llc | Method of producing a liquid cooled coldplate |
US9795057B2 (en) | 2010-07-28 | 2017-10-17 | Wolverine Tube, Inc. | Method of producing a liquid cooled coldplate |
KR101744758B1 (ko) | 2010-08-31 | 2017-06-09 | 삼성전자 주식회사 | 비휘발성 메모리요소 및 이를 포함하는 메모리소자 |
US8351242B2 (en) | 2010-09-29 | 2013-01-08 | Micron Technology, Inc. | Electronic devices, memory devices and memory arrays |
US8759809B2 (en) | 2010-10-21 | 2014-06-24 | Micron Technology, Inc. | Integrated circuitry comprising nonvolatile memory cells having platelike electrode and ion conductive material layer |
US8796661B2 (en) | 2010-11-01 | 2014-08-05 | Micron Technology, Inc. | Nonvolatile memory cells and methods of forming nonvolatile memory cell |
US8526213B2 (en) | 2010-11-01 | 2013-09-03 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of programming memory cells, and methods of forming memory cells |
US9454997B2 (en) | 2010-12-02 | 2016-09-27 | Micron Technology, Inc. | Array of nonvolatile memory cells having at least five memory cells per unit cell, having a plurality of the unit cells which individually comprise three elevational regions of programmable material, and/or having a continuous volume having a combination of a plurality of vertically oriented memory cells and a plurality of horizontally oriented memory cells; array of vertically stacked tiers of nonvolatile memory cells |
US8431458B2 (en) | 2010-12-27 | 2013-04-30 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a nonvolatile memory cell and methods of forming an array of nonvolatile memory cells |
US8791447B2 (en) | 2011-01-20 | 2014-07-29 | Micron Technology, Inc. | Arrays of nonvolatile memory cells and methods of forming arrays of nonvolatile memory cells |
US8488365B2 (en) * | 2011-02-24 | 2013-07-16 | Micron Technology, Inc. | Memory cells |
US8537592B2 (en) | 2011-04-15 | 2013-09-17 | Micron Technology, Inc. | Arrays of nonvolatile memory cells and methods of forming arrays of nonvolatile memory cells |
KR20120139082A (ko) | 2011-06-16 | 2012-12-27 | 삼성전자주식회사 | 멀티비트 메모리요소, 이를 포함하는 메모리소자 및 이들의 제조방법 |
US9627443B2 (en) * | 2011-06-30 | 2017-04-18 | Crossbar, Inc. | Three-dimensional oblique two-terminal memory with enhanced electric field |
US8866121B2 (en) * | 2011-07-29 | 2014-10-21 | Sandisk 3D Llc | Current-limiting layer and a current-reducing layer in a memory device |
US8288297B1 (en) * | 2011-09-01 | 2012-10-16 | Intermolecular, Inc. | Atomic layer deposition of metal oxide materials for memory applications |
US8659001B2 (en) | 2011-09-01 | 2014-02-25 | Sandisk 3D Llc | Defect gradient to boost nonvolatile memory performance |
US8637413B2 (en) | 2011-12-02 | 2014-01-28 | Sandisk 3D Llc | Nonvolatile resistive memory element with a passivated switching layer |
JP5480233B2 (ja) * | 2011-12-20 | 2014-04-23 | 株式会社東芝 | 不揮発性記憶装置、及びその製造方法 |
US8698119B2 (en) | 2012-01-19 | 2014-04-15 | Sandisk 3D Llc | Nonvolatile memory device using a tunnel oxide as a current limiter element |
KR20130091146A (ko) | 2012-02-07 | 2013-08-16 | 삼성전자주식회사 | 비휘발성 메모리 셀 및 이를 포함하는 비휘발성 메모리 장치 |
US8686386B2 (en) | 2012-02-17 | 2014-04-01 | Sandisk 3D Llc | Nonvolatile memory device using a varistor as a current limiter element |
US8445888B1 (en) * | 2012-02-24 | 2013-05-21 | National Taiwan University Of Science And Technology | Resistive random access memory using rare earth scandate thin film as storage medium |
US9685608B2 (en) | 2012-04-13 | 2017-06-20 | Crossbar, Inc. | Reduced diffusion in metal electrode for two-terminal memory |
KR20130118095A (ko) * | 2012-04-19 | 2013-10-29 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법 |
US10096653B2 (en) | 2012-08-14 | 2018-10-09 | Crossbar, Inc. | Monolithically integrated resistive memory using integrated-circuit foundry compatible processes |
KR20140035558A (ko) | 2012-09-14 | 2014-03-24 | 삼성전자주식회사 | 가변 저항 메모리 장치 및 그 동작 방법 |
EP2711984A1 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-26 | Nxp B.V. | Metal-insulator-metal capacitor formed within an interconnect metallisation layer of an integrated circuit and manufacturing method thereof |
CN102881824B (zh) * | 2012-09-25 | 2014-11-26 | 北京大学 | 阻变存储器及其制备方法 |
JP2014103271A (ja) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Toshiba Corp | 不揮発性記憶装置 |
US9627611B2 (en) * | 2012-11-21 | 2017-04-18 | Micron Technology, Inc. | Methods for forming narrow vertical pillars and integrated circuit devices having the same |
KR20140073919A (ko) * | 2012-12-07 | 2014-06-17 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법 |
US9001554B2 (en) * | 2013-01-10 | 2015-04-07 | Intermolecular, Inc. | Resistive random access memory cell having three or more resistive states |
US20140241031A1 (en) | 2013-02-28 | 2014-08-28 | Sandisk 3D Llc | Dielectric-based memory cells having multi-level one-time programmable and bi-level rewriteable operating modes and methods of forming the same |
US20140264224A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Intermolecular, Inc. | Performance Enhancement of Forming-Free ReRAM Devices Using 3D Nanoparticles |
KR102071710B1 (ko) * | 2013-03-21 | 2020-01-30 | 한양대학교 산학협력단 | 양방향 스위칭 특성을 갖는 2-단자 스위칭 소자 및 이를 포함하는 저항성 메모리 소자 크로스-포인트 어레이 |
WO2014148872A1 (ko) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 한양대학교 산학협력단 | 양방향 스위칭 특성을 갖는 2-단자 스위칭 소자 및 이를 포함하는 저항성 메모리 소자 크로스-포인트 어레이, 및 이들의 제조방법 |
WO2014194069A2 (en) | 2013-05-29 | 2014-12-04 | Shih-Yuan Wang | Resistive random-access memory formed without forming voltage |
US9515262B2 (en) | 2013-05-29 | 2016-12-06 | Shih-Yuan Wang | Resistive random-access memory with implanted and radiated channels |
EP3016146A1 (en) * | 2013-06-26 | 2016-05-04 | The University of Electro-Communications | Rectifying element |
US8872161B1 (en) | 2013-08-26 | 2014-10-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Integrate circuit with nanowires |
US9559300B2 (en) * | 2013-09-20 | 2017-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Resistive random access memory device and manufacturing method thereof |
US10290801B2 (en) | 2014-02-07 | 2019-05-14 | Crossbar, Inc. | Scalable silicon based resistive memory device |
US9306165B2 (en) | 2014-03-27 | 2016-04-05 | Micron Technology, Inc. | Replacement materials processes for forming cross point memory |
WO2016111724A1 (en) * | 2015-01-05 | 2016-07-14 | Shih-Yuan Wang | Resistive random-access memory with implanted and radiated channels |
US20160218286A1 (en) | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Macronix International Co., Ltd. | Capped contact structure with variable adhesion layer thickness |
CN108029219B (zh) * | 2015-05-15 | 2020-04-24 | 维兰德微酷有限责任公司 | 液体冷却的冷板及其制造方法 |
CN106328593B (zh) * | 2015-06-24 | 2019-05-31 | 旺宏电子股份有限公司 | 以金属氧化物作为基底的存储器元件及其制造方法 |
KR101708642B1 (ko) * | 2015-09-11 | 2017-02-21 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 쿨링리시버 및 공기조화기 |
US10579290B2 (en) * | 2016-03-23 | 2020-03-03 | Winbond Electronics Corp. | Option code providing circuit and providing method thereof |
US9893144B1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | International Business Machines Corporation | Methods for fabricating metal-insulator-metal capacitors |
FR3056017B1 (fr) * | 2016-09-09 | 2018-11-09 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Cellule memoire non-volatile resistive a base d'oxyde et son procede de fabrication |
CN109411602A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-03-01 | 上海华力微电子有限公司 | 氧化钽基阻变存储器及其制造方法 |
TWI724441B (zh) * | 2019-07-01 | 2021-04-11 | 華邦電子股份有限公司 | 電阻式隨機存取記憶體結構及其製造方法 |
TWI810362B (zh) * | 2019-09-09 | 2023-08-01 | 聯華電子股份有限公司 | 形成可變電阻式記憶體單元的方法 |
KR102533893B1 (ko) * | 2020-10-29 | 2023-05-26 | 인제대학교 산학협력단 | 가돌리늄이 도핑된 이산화 하프늄 3x3 크로스바 멤리스터 어레이 제조 방법 및 이의 3x3 크로스바 멤리스터 어레이 |
US20230041405A1 (en) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | Applied Materials, Inc. | Characterizing defects in semiconductor layers |
GB2611033A (en) * | 2021-09-21 | 2023-03-29 | Ucl Business Plc | Method for manufacturing a memory resistor device |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2951134B2 (ja) * | 1992-12-18 | 1999-09-20 | 株式会社日立製作所 | 半導体スイッチング素子 |
US6794245B2 (en) * | 2002-07-18 | 2004-09-21 | Micron Technology, Inc. | Methods of fabricating double-sided hemispherical silicon grain electrodes and capacitor modules |
US7071008B2 (en) * | 2002-08-02 | 2006-07-04 | Unity Semiconductor Corporation | Multi-resistive state material that uses dopants |
US7326979B2 (en) * | 2002-08-02 | 2008-02-05 | Unity Semiconductor Corporation | Resistive memory device with a treated interface |
US7084078B2 (en) * | 2002-08-29 | 2006-08-01 | Micron Technology, Inc. | Atomic layer deposited lanthanide doped TiOx dielectric films |
US6803275B1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-10-12 | Fasl, Llc | ONO fabrication process for reducing oxygen vacancy content in bottom oxide layer in flash memory devices |
US20060171200A1 (en) * | 2004-02-06 | 2006-08-03 | Unity Semiconductor Corporation | Memory using mixed valence conductive oxides |
US7112836B2 (en) * | 2004-03-17 | 2006-09-26 | Macronix International Co., Ltd. | Method of forming a chalcogenide memory cell having a horizontal electrode and a memory cell produced by the method |
DE102004046392A1 (de) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterspeicher |
DE102005012047A1 (de) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Infineon Technologies Ag | Festkörperelektrolyt-Speicherelement und Verfahren zur Herstellung eines solchen Speicherlements |
KR100717768B1 (ko) * | 2005-08-30 | 2007-05-11 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 캐패시터 및 그 형성방법과, 비휘발성메모리 소자 및 그 제조방법 |
JP5194410B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2013-05-08 | 大日本印刷株式会社 | 固体酸化物形燃料電池 |
JP4721863B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2011-07-13 | 株式会社山武 | 弁装置 |
JP2007180174A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Fujitsu Ltd | 抵抗変化型記憶素子 |
US7692178B2 (en) * | 2006-03-08 | 2010-04-06 | Panasonic Corporation | Nonvolatile memory element, nonvolatile memory apparatus, and method of manufacture thereof |
JP2007266474A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Hitachi Ltd | 半導体記憶装置 |
JP2007288016A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | メモリ素子およびメモリ素子の製造方法 |
US7569459B2 (en) * | 2006-06-30 | 2009-08-04 | International Business Machines Corporation | Nonvolatile programmable resistor memory cell |
US20080011996A1 (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Johannes Georg Bednorz | Multi-layer device with switchable resistance |
KR20080010623A (ko) * | 2006-07-27 | 2008-01-31 | 삼성전자주식회사 | 비휘발성 반도체 메모리 소자 및 그 제조방법 |
US8766224B2 (en) * | 2006-10-03 | 2014-07-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electrically actuated switch |
JP4353332B2 (ja) * | 2007-03-14 | 2009-10-28 | エルピーダメモリ株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2009027017A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Elpida Memory Inc | 絶縁体膜、キャパシタ素子、dram及び半導体装置 |
US8946020B2 (en) * | 2007-09-06 | 2015-02-03 | Spansion, Llc | Method of forming controllably conductive oxide |
JP5170107B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2013-03-27 | 富士通株式会社 | 抵抗変化型メモリ装置、不揮発性メモリ装置、およびその製造方法 |
-
2008
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