KR102452296B1 - 적층 구조체 및 그 제조 방법 그리고 반도체 디바이스 - Google Patents
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Abstract
(과제) 본 발명은, 원자 배열의 안정성이 우수한 적층 구조체 및 그 제조 방법, 그리고 상기 적층 구조체를 사용한 반도체 디바이스를 제공하는 것을 과제로 한다.
(해결 수단) 본 발명의 적층 구조체는, 게르마늄과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 A 와, 안티몬 및 비스무트의 어느 것과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 B 를 갖고, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 적어도 어느 층에 황 및 셀레늄의 적어도 어느 것의 칼코겐 원자가 포함되는 것을 특징으로 한다.
(해결 수단) 본 발명의 적층 구조체는, 게르마늄과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 A 와, 안티몬 및 비스무트의 어느 것과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 B 를 갖고, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 적어도 어느 층에 황 및 셀레늄의 적어도 어느 것의 칼코겐 원자가 포함되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 2 개의 합금층을 적층시킨 적층 구조체 및 그 제조 방법 그리고 상기 적층 구조체를 갖는 반도체 디바이스에 관한 것이다.
종래형의 상변화 메모리에 있어서는, 게르마늄 (Ge) - 안티몬 (Sb) - 텔루륨 (Te) 으로 이루어지는 3 원 합금 (이하, 「GST 합금」이라고 칭한다) 을 사용하여, 고저항 상태의 아모르퍼스상으로부터 저저항 상태의 결정상으로 변화시키는 세트 (SET) 로 불리는 기록 과정과, 반대로 상기 결정상으로부터 상기 아모르퍼스상으로 되돌리는 리셋 (RESET) 으로 불리는 소거 과정을, 전류 펄스의 강약과 인가 시간을 변화시킴으로써 달성하고 있다.
그러나, 상기 소거 과정에서는, 상기 아모르퍼스상을 형성하기 위해, 일단, 상기 GST 합금에 융점 이상의 온도를 발생시키는 대전류를 주입할 필요가 있어, 전력 절약의 관점에서 문제가 있었다 (비특허문헌 1, 2 참조).
이 문제를 해결하기 위해, 두께가 약 1 nm 인 GeTe 합금층과 두께가 1 nm ∼ 4 nm 인 SbTe 합금층을 결정 상태에서 교대로 적층한 적층 구조체를 사용한 적층 구조형 상변화 메모리가 제안되어 있다 (특허문헌 1, 비특허문헌 3 참조).
이 제안에 의하면, 저저항 상태를 가지는 제 1 결정상 (SET 상) 과 고저항 상태를 가지는 제 2 결정상 (RESET 상) 을 전류 펄스를 상기 적층 구조체에 가함으로써 발생시켜, 구성 합금의 융점을 거치지 않고 융점 미만의 온도에서 결정-결정 간 상전이를 실현함으로써, 종래 대비 1/10 이하의 성전력화가 달성된다.
그러나, 상기 적층 구조형 상변화 메모리에 대해, 해결해야 할 문제가 몇 가지 제기되어 있다. 이하, 상기 적층 구조형 상변화 메모리의 구체적인 구성과 함께 설명한다.
상기 적층 구조형 상변화 메모리에서는, GeTe 합금층에 있는 Ge 원자의 원자가를 인접하는 Te 원자의 위치와 교환함으로써, 고저항 상태 결정상과 저저항 상태 결정상을 왕래시켜, ON-OFF 상태를 얻는 것을 기록 원리로 한다.
상기 GeTe 합금층은, Ge 원자와 Te 원자가 상하 교대로 배치된 요철상의 원자층을 형성하고 있고, 상기 원자층 1 층의 두께는 약 0.4 nm 이다.
이 원자층이 2 장 겹쳐진 상태의 상기 GeTe 합금층에서는, 층의 두께 방향에서의 배열의 방법에 따라 4 종류의 배열을 취할 수 있다. 구체적으로는, 층의 바닥면측으로부터 두께 방향을 향한 순으로, Ge-Te-Ge-Te 배열 (도 1 참조) 과, 그 역배열인 Te-Ge-Te-Ge 배열 (도 1 중의 양 화살표 참조) 과, Ge-Te-Te-Ge 배열 (도 2 참조) 과, Te-Ge-Ge-Te 배열 (도 3 참조) 의 4 종류의 배열이 존재한다. 특히, Ge-Te-Ge-Te 배열 (도 1 참조) 은 추가로 성장이 가능하여, Ge-Te-Ge-Te-Ge-Te ··· 과 같이 반복수를 늘릴 수 있고, 그 결정 구조는 입방정이다 (비특허문헌 4 참조).
또한, 도 1 은, 저저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도 (1) 이고, 도 2 는, 저저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도 (2) 이며, 도 3 은, 고저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도이다. 각 도면 중, 「◆」는 Te 원자를 나타내고, 「▼」는 Ge 원자를 나타내며, 「▲」는 Sb 원자를 나타내고 있고, 이후의 도면에 있어서도 동일하다.
또, 상기 적층 구조체의 상기 SbTe 합금층 중에서도, Sb2Te3 의 조성비로 구성되는 Sb2Te3 합금층은, 특히 안정적인 구조를 갖고, 5 원자층을 겹쳐 구성되는 1 층의 층 구조를 가지는 것이 알려져 있다 (도 1 ∼ 도 3 참조).
상기 Sb2Te3 합금층은, 도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 층의 바닥면측으로부터 두께 방향을 향한 순으로, Te-Sb-Te-Sb-Te 배열을 가진다. 또, 상기 Sb2Te3 합금층은, 층 내의 Te 원자와 Sb 원자가 공유 결합에 의해 강하게 결합하여, 육방정의 결정 구조를 가진다 (비특허문헌 4 참조).
또한, 이하에서는, 상기 Sb2Te3 합금층의 구성 단위가 되는 상기 5 원자층을 QL (quintuple layer) 로 칭한다.
상기 GeTe 합금층과 상기 Sb2Te3 합금층은, 예를 들어, 결정축을 일치시켜, 이들 층이 교대로 반복 적층된 상기 적층 구조체를 구성한다. 구체적으로는, 상기 GeTe 합금층의 ＜111＞ 결정면과, 상기 Sb2Te3 합금층의 ＜0001＞ 결정면을 공유시켜 상기 적층 구조체가 구성된다 (도 1 참조).
또, 상기 GeTe 합금층과 상기 Sb2Te3 합금층에서는, Te 원자끼리가 반데르발스 결합에 의해 약하게 결합되고 (특허문헌 1, 비특허문헌 4 참조), 실제로 제작한 상기 적층 구조체에 대한 단면 투과 전자 현미경 사진에 의한 해석 결과도 보고되어 있다 (비특허문헌 5 참조).
또한, 도 1 ∼ 3 중의 횡선은, 상기 반데르발스 결합이 작용하는 계면을 나타내고 있고, 이후의 도면에 있어서도 동일하다.
상기 적층 구조체는, 진공 성막 장치를 사용하여 제작된다.
제작에는 성막의 순번이 있어, 기판에 대해 먼저 상기 Sb2Te3 합금층을 얇게 성막할 필요가 있다. 또, 이 Sb2Te3 합금층으로는, 3 QL ∼ 5 QL 로 형성하는 것이 바람직하고, 이와 같이 형성하면 깔끔한 적층막을 얻을 수 있다 (특허문헌 1 참조).
상기 Sb2Te3 합금층을 형성하면, 종단 (終端) 이 Te 원자면이 되기 때문에, 계속해서 상기 GeTe 합금층을 적층하는 경우, 상기 Te 원자면측으로부터 층의 두께 방향을 향해, Ge-Te-Ge-Te 배열, Te-Ge-Te-Ge 배열, Ge-Te-Te-Ge 배열 및 Te-Ge-Ge-Te 배열의 원자층이 형성된다. 열 역학적인 상의 안정성을 계산하면, 약 230 ℃ 부근에 상전이 온도가 존재하고, 그 이하의 온도에서 Te-Ge-Ge-Te 상이, 그 이상의 온도에서 Ge-Te-Ge-Te 상이 안정되는 것이 알려져 있다. 또, 160 ℃ 부근에서부터 실온까지는 Te-Ge-Ge-Te 상 외에 Ge-Te-Te-Ge 상이 생성되는 것이 알려져 있다 (비특허문헌 5 참조).
상기 적층 구조체는, 이들 기본 구성의 반복 구조로 제작된다.
상기 적층 구조체는, Ge-Te-Ge-Te 상 (도 1 참조), Te-Ge-Te-Ge 상 및 Ge-Te-Te-Ge 상 (도 2 참조) 이 다수 존재하는 경우, 전기 저항이 1 kΩ ∼ 10 kΩ 으로 낮고, 한편, Te-Ge-Ge-Te 상 (도 3 참조) 이 다수 존재하는 경우, 전기 저항이 1 MΩ ∼ 10 MΩ 으로 높은 것이 보고되어 있다 (비특허문헌 6 참조).
상기 적층 구조형 상변화 메모리에서는, 이들 상 사이에서 상변화를 발생시켜, 메모리 동작이 실현된다.
현재, 상기 적층 구조형 상변화 메모리는, 세계 각국에서 활발히 연구 개발이 전개되고 있지만, 소재 해석 분야의 진보와 함께 다음의 문제가 보고되어 있다.
먼저, 원자 레벨로 해석이 가능한 고해상의 주사형 투과 전자 현미경을 사용한 해석 결과로서, 상기 QL 과 상기 GeTe 합금층 사이에서 상호 확산이 발생하여, 본래 Ge 원자가 존재해야 하는 위치에 다수의 Sb 원자가 치환된 구조 배열이 관찰되는 것이 보고되어 있다 (비특허문헌 7 참조). 치환된 Sb 원자는, 메모리 동작에 필요한 상기 상변화에 관여하지 않는 점에서, Sb 원자로의 치환으로 인해 상기 GeTe 합금층으로부터 Ge 원자의 수가 감소하면, 상기 상변화에 의한 전기 저항의 변화가 점차 작아져, 메모리 동작을 실행할 수 없게 된다.
다음으로, Ge2Te2 층과 Sb2Te3 층을 반복 적층한 적층 구조체를 고해상도의 주사형 투과 전자 현미경으로 관찰하면, 일부의 Ge 원자가 본래 존재해야 할 장소와 상이한 장소로 이동하여, Ge 원자의 정확한 위치 정보가 얻어지지 않는 경우가 보고되어 있다 (비특허문헌 8 참조). 이 현상은, 상기 주사형 투과 전자 현미경에 의한 관찰시, 상기 적층 구조체에 조사된 전자빔의 에너지를 흡수하여 Ge 원자 및 Sb 원자가 원자 간 이동한 것에서 기인하고, 메모리 동작에 필요한 상기 적층 구조체의 원자 배열이 외부 에너지의 흡수로 인해 무너지기 쉬운 것을 의미하고 있다.
S. Raoux and M. Wuttig, Phase Change Materials, 스프링거 출판 (2009).
M. Wuttig and N. Yamada, Nature Mater. 6, 824 - 832 (2007).
R. Simpson, P. Fons, A. V. Kolobov, T. Fukaya, M. Krbal, T. Yagi, and J. Tominaga, Nature Nanotechnol. 6, 501 (2011).
J. Tominaga, A. V. Kolobov, P. Fons, T. Nakano and S. Murakami, Adv. Mater. Interfaces 2013, DOI: 10.1002/admi.201300027
J. Tominaga, A. V. Kolobov, P. J. Fons, X. Wang, Y. Saito, T. Nakano, M. Hase, S. Murakami, J. Herfort, Y. Takagaki, Sci. Technol. Adv. Mater. 16, 014402, 2015.
H. Nakamura, I. Rugger, S. Sanvito, N. Inoue, J. Tominaga and Y. Asai, Nanoscale, 9, 9386 - 9395, 2017.
Ruining Wang, Valeria Bragaglia, Jos E. Boschker, and Raffaella Calarco, Cryst. Growth 16, 3596 - 3601 (2016).
Andriy Lotnyk, Isom Hilmi, Ulrich Ross, and Bernd Rauschenbach, Nano Research, 11, 1676 - 1686, 2018.
본 발명은, 종래에 있어서의 상기 여러 문제를 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은, 원자 배열의 안정성이 우수한 적층 구조체 및 그 제조 방법, 그리고 상기 적층 구조체를 사용한 반도체 디바이스를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 실시하고, 다음의 지견을 얻었다.
상기 적층 구조체가 상변화의 기능을 잃는 원인은, 상변화에 관여하는 상기 GeTe 합금층 중의 Ge 원자가 상기 QL 측으로 확산되는 것에 있다.
상기 적층 구조체 메모리에 있어서의 상기 GeTe 합금층과 상기 QL 사이에서는, Te 원자 이외의 원자인 Ge 원자 및 Sb 원자의 농도 구배가 양자의 계면을 경계로 하여 존재하고, 양자 사이에서 농도 구배에서 기인하는 화학 포텐셜이 생기기 때문에, Ge 원자 및 Sb 원자의 각 원자가 본래 존재해서는 안되는 측으로 상호 확산되기 쉬운 상황에 있다 (도 4 참조).
또한, 도 4 는, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (A) 로, 도면 중, (1) 이 Te 원자의 화학 포텐셜, (2a) 가 도면 중 하측에 나타내는 상기 QL 에 있어서의 Sb 원자의 화학 포텐셜, (2b) 가 도면 중 상측에 나타내는 상기 QL 에 있어서의 Sb 원자의 화학 포텐셜, (3a) 가 도면 중 하측에 나타내는 상기 GeTe 합금층에 있어서의 Ge 원자의 화학 포텐셜, (3b) 가 도면 중 상측에 나타내는 상기 GeTe 합금층에 있어서의 Ge 원자의 화학 포텐셜을 나타내고 있다.
현재, 상변화에 필요한 에너지나 상기 주사형 투과 전자 현미경에 의한 관찰시에 조사되는 전자빔의 에너지 등의 외부 에너지를 상기 적층 구조체가 흡수하면, 먼저, 상기 QL 중의 Te-Sb 간의 결합이 풀려, 상기 QL 중의 Sb 원자가 상기 GeTe 합금층으로 확산된다. 하기 표 1 에 나타내는 바와 같이 Te-Sb 간의 결합 해리 에너지가 Ge-Te 간의 결합 해리 에너지보다 약 120 kJ/mol 정도 작기 때문이다.
상기 QL 중의 Sb 원자가 상기 GeTe 합금층으로 확산되면, 이 확산에 유기 (誘起) 되는 형태로 상기 GeTe 합금층 중의 Ge-Te 간의 결합이 풀려, 상기 GeTe 합금층 중의 Ge 원자가 상기 QL 로 확산된다. 농도 구배의 저하에 수반하는 상기 QL 중의 Sb 원자의 화학 포텐셜의 저하에 유기되는 형태로, 상기 GeTe 합금층 중의 상호 확산 전의 Ge 원자에 상당하는 화학 포텐셜이 낮아져, 상기 적층 구조체 전체의 계의 자유 에너지를 보다 낮은 상태로 유지하려고 하는 작용이 기능하기 때문이다.
그 결과, 상기 GeTe 합금층과 상기 QL 사이에서, 상호 확산에 수반하는 Sb 원자와 Ge 원자의 치환이 생기게 된다 (도 5 참조).
또, Sb 원자 및 Ge 원자의 상호 확산에 수반하여, Te 원자 간의 계면에 생겨 있었던 반데르발스 결합 (도 1 ∼ 도 3 참조) 에 의한 약한 결합에 기초하는 Te 원자 간의 간극이 소실된다 (도 5 참조).
또한, 도 5 는, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (B) 로, 도면 중, (1) 이 Te 원자의 화학 포텐셜, (2a) 가 도면 중 하측에 나타내는 상기 QL 에 있어서의 상호 확산 전의 Sb 원자에 상당하는 화학 포텐셜, (2b) 가 도면 중 상측에 나타내는 상기 QL 에 있어서의 상호 확산 전의 Sb 원자에 상당하는 화학 포텐셜, (3a) 가 도면 중 하측에 나타내는 상기 GeTe 합금층에 있어서의 상호 확산 전의 Ge 원자에 상당하는 화학 포텐셜, (3b) 가 도면 중 상측에 나타내는 상기 GeTe 합금층에 있어서의 상호 확산 전의 Ge 원자에 상당하는 화학 포텐셜이고, 농도 구배의 저하에 수반하여, 상호 확산 전에 비해, 각 화학 포텐셜이 저하되는 모습을 나타내고 있다.
또, 하기 표 1 은, 2 원자 간의 결합 해리 에너지를 나타내는 표로, 하기 참고문헌 1 에 기초한다.
참고문헌 1 : Luo, Y . R ., Comprehensive Handbook of Chemical Bond Energies, CRC Press, Boca Raton, FL, 2007.
그런데, Te 원자와 동일한 제 16 족에 속하는 칼코겐 원자인 S 원자와 Ge 원자 간의 결합은, Ge-S 간의 결합 해리 에너지가 Te-Sb 간의 결합 해리 에너지와 비교하여 2 배 정도 높아, Te 원자와 Ge 원자 간의 결합보다 잘 풀리지 않는다 (상기 표 1 참조). 또, 마찬가지로 칼코겐 원자인 Se 원자와 Ge 원자 간의 결합도, 결합 해리 에너지의 비교로부터 Te 원자와 Ge 원자 간의 결합보다 잘 풀리지 않는다 (상기 표 1 참조).
따라서, S 원자나 Se 원자를 상기 GeTe 합금층에 도입하여, Te 원자의 일부를 S 원자나 Se 원자로 치환하여, Ge-S 나 Ge-Se 의 결합을 형성하면, 치환하지 않는 경우와 비교하여, Ge 원자의 상기 QL 측으로의 확산을 억제할 수 있을 것으로 생각된다. 즉, Ge-S 간 및 Ge-Se 간의 강한 결합에 기초하여, Ge 원자 및 Sb 원자의 높은 농도 구배가 유지됨으로써, Ge 원자의 상기 QL 측으로의 확산이 억제되게 된다 (도 6 참조).
또한, 도 6 은, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (C) 로, 도면 중, (1) 이 Te 원자의 화학 포텐셜, (2a) 가 도면 중 하측에 나타내는 상기 QL 에 있어서의 Sb 원자의 화학 포텐셜, (2b) 가 도면 중 상측에 나타내는 상기 QL 에 있어서의 Sb 원자의 화학 포텐셜, (3a) 가 도면 중 하측에 나타내는 상기 GeTe 합금층에 있어서의 Ge 원자의 화학 포텐셜, (3b) 가 도면 중 상측에 나타내는 상기 GeTe 합금층에 있어서의 Ge 원자의 화학 포텐셜을 나타내고 있다. 또, 도입하는 원자로서 S 원자를 예로 하고, 도면 중, S 원자를 「■」로 나타내고 있다.
또한, Sb 원자와 S 원자 간의 결합은, 결합 해리 에너지의 비교로부터 Sb 원자와 Te 원자 간의 결합보다 잘 풀리지 않는다 (상기 표 1 참조). Sb 원자와 Se 원자 간의 결합도, Sb 원자와 Te 원자 간의 결합보다 잘 풀리지 않는다.
따라서, S 원자나 Se 원자를 상기 QL 쪽에 도입하여, Te 원자의 일부를 S 원자나 Se 원자로 치환하여, Sb-S 나 Sb-Se 의 결합을 형성한 경우도, 치환하지 않는 경우와 비교하여, 상기 GeTe 합금층 중의 Ge 원자의 상기 QL 측으로의 확산이 억제될 것으로 생각된다.
즉, 상기 GeTe 합금층 중의 Ge 원자의 상기 QL 측으로의 확산은, 상기 QL 중의 Sb 원자가 상기 GeTe 합금층측으로 확산됨으로써 유기되는 점에서, Sb-S 나 Sb-Se 의 결합에 의해 상기 QL 중의 Sb 원자가 상기 GeTe 합금층측으로 확산되는 것을 억제하면, 아울러, 상기 GeTe 합금층 중의 Ge 원자의 상기 QL 측으로의 확산도 억제되게 된다.
또한, 이상에서는, 상기 SbTe 합금층을 예로 들어 설명을 하였지만, Sb 원자와 동일한 15 족에 속하는 Bi 원자를 사용한 BiTe 합금층에 대해서도 동일한 설명을 적용할 수 있다.
또, 상기 적층 구조체 상변화 메모리를 예로 들어 설명을 하였지만, 상기 적층 구조체의 상변화를 이용하여 디바이스 동작시키는 반도체 디바이스이면 동일한 설명을 적용할 수 있다.
본 발명은, 상기 지견에 기초하는 것으로, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로는, 이하와 같다. 즉,
＜1＞ 게르마늄과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 A 와, 안티몬 및 비스무트의 어느 것과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 B 를 갖고, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 적어도 어느 층에 황 및 셀레늄의 적어도 어느 것의 칼코겐 원자가 포함되는 것을 특징으로 하는 적층 구조체.
＜2＞ 칼코겐 원자가 합금층 A 에 포함되는 상기 ＜1＞ 에 기재된 적층 구조체.
＜3＞ 합금층 A 에 있어서의 칼코겐의 함유량이 0.05 at％ ∼ 10.0 at％ 인 상기 ＜1＞ 내지 ＜2＞ 중 어느 한 항에 기재된 적층 구조체.
＜4＞ 합금층 A 와 합금층 B 가 교대로 반복 적층되는 구조를 갖는 상기 ＜1＞ 내지 ＜3＞ 중 어느 한 항에 기재된 적층 구조체.
＜5＞ 합금층 A 가 입방정의 결정 구조를 가짐과 함께 합금층 B 가 육방정의 결정 구조를 갖고, 상기 합금층 B 상에 상기 합금층 A 가 적층된 구조를 갖고, 상기 합금층 B 의 c 축이 적층 방향으로 배향되고, 상기 합금층 A 의 (111) 면이 상기 합금층 B 와의 인접면으로 배향되는 상기 ＜1＞ 내지 ＜4＞ 중 어느 한 항에 기재된 적층 구조체.
＜6＞ 상기 ＜1＞ 내지 ＜5＞ 중 어느 한 항에 기재된 적층 구조체의 제조 방법으로서, 합금층 A 및 합금층 B 의 각 층을 200 ℃ ∼ 300 ℃ 의 온도에서 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체의 제조 방법.
＜7＞ 상기 ＜1＞ 내지 ＜5＞ 중 어느 한 항에 기재된 적층 구조체를 갖고 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
본 발명에 의하면, 종래 기술에 있어서의 상기 여러 문제를 해결할 수 있어, 원자 배열의 안정성이 우수한 적층 구조체 및 그 제조 방법, 그리고 상기 적층 구조체를 사용한 반도체 디바이스를 제공할 수 있다.
도 1 은, 저저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도 (1) 이다.
도 2 는, 저저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도 (2) 이다.
도 3 은, 고저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도이다.
도 4 는, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (A) 이다.
도 5 는, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (B) 이다.
도 6 은, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (C) 이다.
도 7 은, 실시예 1 및 비교예 1 에 관련된 각 적층 구조체의 X 선 회절 차트를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체의 전자 현미경 이미지를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 비교예 1 에 관련된 적층 구조체의 전자 현미경 이미지를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 11 은, 고저항 상태 (RESET 상) 로부터 저저항 상태 (SET 상) 에 이르는 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 각 반도체 디바이스의 전압-전기 저항 특성을 나타내는 도면이다.
도 12 는, 저저항 상태 (SET 상) 로부터 고저항 상태 (RESET 상) 에 이르는 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 각 반도체 디바이스의 전압-전기 저항 특성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 저저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도 (2) 이다.
도 3 은, 고저항 상태의 적층 구조체의 예를 나타내는 모식도이다.
도 4 는, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (A) 이다.
도 5 는, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (B) 이다.
도 6 은, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산 상황을 설명하는 설명도 (C) 이다.
도 7 은, 실시예 1 및 비교예 1 에 관련된 각 적층 구조체의 X 선 회절 차트를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체의 전자 현미경 이미지를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 비교예 1 에 관련된 적층 구조체의 전자 현미경 이미지를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 11 은, 고저항 상태 (RESET 상) 로부터 저저항 상태 (SET 상) 에 이르는 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 각 반도체 디바이스의 전압-전기 저항 특성을 나타내는 도면이다.
도 12 는, 저저항 상태 (SET 상) 로부터 고저항 상태 (RESET 상) 에 이르는 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 각 반도체 디바이스의 전압-전기 저항 특성을 나타내는 도면이다.
(적층 구조체)
본 발명의 적층 구조체는, 합금층 A 와, 합금층 B 를 갖는다.
＜합금층 A＞
상기 합금층 A 는, 게르마늄 (Ge) 과 텔루륨 (Te) 을 주성분으로 하여 형성된다.
상기 합금층 A 에서는, 게르마늄 원자와 텔루륨 원자의 원자 배열에 의해, 상기 적층 구조체에 대해, SET 상 및 RESET 상으로 불리는 특성이 상이한 2 개의 상을 부여하고, 상기 적층 구조체에 전압을 인가함으로써, 2 개의 상 사이에서 상전이를 발생시킨다.
또한, 본 명세서에 있어서 「주성분」이란, 층의 기본 단위 격자를 형성하는 원자인 것을 나타내고, 또, 상기 층이 황 및 셀레늄의 적어도 어느 것의 칼코겐 원자 (S 원자, Se 원자) 를 포함하는 경우, 상기 칼코겐 원자 (S 원자, Se 원자) 와 상기 기본 단위 격자를 형성하는 상기 원자인 것을 나타낸다.
상기 합금층 A 로는, 특별히 제한은 없지만, 결정 방위가 일정한 방위로 배향되는 층이 바람직하고, 그 중에서도, 입방정의 결정 구조를 가짐과 함께, 그 (111) 면이 상기 합금층 B 와의 인접면으로 배향되어 있는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 면심 입방정의 결정 구조를 가짐과 함께, 그 (111) 면이 상기 합금층 B 와의 인접면으로 배향되는 것이 보다 바람직하다.
이와 같은 결정 구조를 가지면, 그 다음에 적층되는 층이, 이 층을 하지로 하여 배향을 만들어 내는 템플릿이 되어, 이들 적층체의 초격자 구조가 얻어지기 쉽다.
상기 합금층 A 의 형성 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 스퍼터링법, 분자선 에피택시법, ALD (Atomic Layer Deposition) 법, CVD (Chemical Vapor Deposition) 법 등을 들 수 있다.
상기 합금층 A 의 두께로는, 특별히 제한은 없지만, 0 nm 를 초과하고 4 nm 이하인 것이 바람직하다. 상기 두께가 4 nm 를 초과하면, 독립적인 고유의 특성을 나타내는 경우가 있어, 상기 적층 구조체의 특성에 영향을 미치는 경우가 있다.
＜합금층 B＞
상기 합금층 B 는, 안티몬 (Sb) 및 비스무트 (Bi) 의 어느 것과 텔루륨 (Te) 을 주성분으로 하여 형성된다.
상기 합금층 B 로는, 특별히 제한은 없고, 원자 조성비가 1 : 1 로 되는 SbTe 나 BiTe 로 형성되는 층이나 이 외의 원자 조성비로 형성되는 층을 포함하는데, 그 중에서도, 원자 배열의 안정성의 관점에서, 원자 조성비가 2 : 3 으로 되는 Sb2Te3 및 Bi2Te3 의 어느 것에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
상기 합금층 B 로는, 특별히 제한은 없지만, 결정 방위가 일정한 방위로 배향되는 층이 바람직하고, 그 중에서도, 육방정의 결정 구조를 가짐과 함께, 그 c 축이 적층 방향으로 배향되어 있는 것이 보다 바람직하다.
이와 같은 결정 구조를 가지면, 그 다음에 적층되는 층이, 이 층을 하지로 하여 배향을 만들어 내는 템플릿이 되어, 이들 적층체의 초격자 구조가 얻어지기 쉽다.
상기 합금층 B 의 형성 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 스퍼터링법, 분자선 에피택시법, ALD 법, CVD 법 등을 들 수 있다.
또, 상기 합금층 B 의 두께로는, 특별히 제한은 없지만, c 축 배향의 결정 구조가 얻어지기 쉬운 점에서, 2 nm ∼ 10 nm 인 것이 바람직하다.
상기 적층 구조체로는, 특별히 제한은 없지만, 상기 상전이를 발생시키기 쉽게 하는 관점에서, 상기 합금층 A 와 상기 합금층 B 가 교대로 반복 적층되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 적층 구조체에 배향성을 부여하는 관점에서, 상기 합금층 B 를 하지층 (최하층) 으로 하여 상기 합금층 B 상에 상기 합금층 A 를 적층시키고, 이 순서로 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 가 교대로 반복 적층되는 것이 바람직하다. 또, 상기 적층 구조체의 최표층으로서 상기 합금층 B 를 배치하면 상기 적층 구조체에 대한 산화 방지층으로서 기능한다.
또, 상기 적층 구조체에 있어서의 적층수로는, 특별히 제한은 없고, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 각 층을 1 층으로 계수하였을 때에, 10 층 ∼ 50 층 정도로 하면 된다.
또한, 상기 적층 구조체에 배향성을 부여하는 관점에서, 상기 적층 구조체의 하지로서 게르마늄, 실리콘, 텅스텐, 게르마늄-실리콘, 게르마늄-텅스텐 및 실리콘-텅스텐의 어느 것으로 형성되는 배향 제어층이 형성된 기판을 사용하여, 상기 배향 제어층 상에 상기 적층 구조체를 제작할 수도 있다.
＜칼코겐 원자＞
상기 적층 구조체에서는, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 적어도 어느 층에 황 (S) 및 셀레늄 (Se) 의 적어도 어느 것의 칼코겐 원자가 포함된다.
상기 칼코겐 원자를 포함함으로써 상기 합금층 A 중의 Ge 원자가 상기 합금층 B 측으로 확산되는 것을 억제할 수 있고, 나아가서는, Ge 원자 및 Te 원자의 원자 배열에 기초하는 상기 합금층 A 의 상변화를 안정화시킬 수 있다.
상기 칼코겐 원자 (S 원자, Se 원자) 는, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 각 층에 있어서의 Te 원자와 치환된다. Te 원자는, 상기 칼코겐 원자 (S 원자, Se 원자) 와 마찬가지로 제 16 족에 속한다.
그러나, Te 원자로부터 상기 칼코겐 원자 (S 원자, Se 원자) 로의 치환량이 지나치게 많으면, 상기 상전이를 발생시키는 상기 적층 구조체의 특성이 손상되고, 지나치게 적으면, 상기 합금층 A 중의 Ge 원자가 상기 합금층 B 측으로 확산되는 것을 억제하기 어려워진다.
따라서, 상기 칼코겐 원자의 함유량으로는, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 각 층에 대해, 0.05 at％ ∼ 10.0 at％ 인 것이 바람직하다.
상기 칼코겐 원자로는, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 적어도 어느 층에 포함되면 되는데, 상기 합금층 A 중의 Ge 원자가 상기 합금층 B 측으로 확산되는 것을 효과적으로 억제하는 관점에서, 상기 합금층 A 에 포함되는 것이 바람직하고, 또, 상기 합금층 A 에 대해, 0.05 at％ ∼ 10.0 at％ 의 함유량으로 포함되는 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 칼코겐 원자를 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 각 층에 첨가하는 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 형성 재료 중에 상기 칼코겐 원자를 첨가하여, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 를 형성하는 임의의 방법을 취할 수 있다.
(적층 구조체의 제조 방법)
본 발명의 적층 구조체의 제조 방법은, 본 발명의 상기 적층 구조체를 제조하는 방법이며, 적어도, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 각 층을 200 ℃ ∼ 300 ℃ 의 온도에서 가열하는 공정을 포함한다.
상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 로는, 형성 방법을 포함하여, 상기 적층 구조체에 대해 설명한 사항을 적용할 수 있는데, 상기 합금층 A 및 상기 합금층 B 의 각 층을 200 ℃ ∼ 300 ℃ 의 온도에서 가열하는 것이 중요하다.
즉, 이와 같은 온도에서 가열을 실시함으로써, 우수한 배향성을 가지는 상기 적층 구조체가 얻어진다.
(반도체 디바이스)
본 발명의 반도체 디바이스는, 본 발명의 상기 적층 구조체를 갖고 구성된다.
상기 적층 구조체는, 상기 SET 상 및 상기 RESET 상으로 불리는 특성이 상이한 2 개의 상 사이에서 상전이시킬 수 있고, 이 상전이 현상을 이용하여 다양한 디바이스에 이용할 수 있다. 특히, 상기 칼코겐 원자를 포함함으로써 본래의 원자 배열이 가지는 디바이스 특성을 안정적으로 발휘시킬 수 있다.
상기 반도체 디바이스로는, 상기 적층 구조체를 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 일본 특허공보 제4599598호, 일본 특허공보 제4621897호 (특허문헌 1), 일본 특허공보 제5750791호, 일본 특허공보 제6124320호, 일본 특허공보 제6238495호, 국제 공개 제2016/147802호 등에 개시되는 공지된 상변화 디바이스나 스핀 전자 디바이스를 들 수 있다.
실시예
[적층 구조체]
(실시예 1)
먼저, 스퍼터링 장치 (시바우라 메카트로닉스사 제조, 4EP-LL, 3 인치 타깃을 3 개 탑재) 에 두께가 200 ㎛ 인 사파이어 기판 (신코샤 제조) 을 옮기고, 진공 배압을 1.0 × 10-4 Pa, Ar 의 성막 가스압 0.5 Pa, 온도를 25 ℃, RF 파워를 100 W 로 하는 조건하에서 실리콘재 (미츠비시 머티리얼사 제조, B 도프 Si) 를 타깃으로 사용한 스퍼터링을 실시하여, 상기 사파이어 기판 상에 하지층으로서의 아모르퍼스 실리콘층을 40 nm 의 두께로 형성하였다.
이어서, 진공 배압을 유지하고, Ar 의 성막 가스압 0.5 Pa, 온도를 25 ℃, RF 파워를 20 W 로 하는 조건에서 Sb2Te3 합금재 (미츠비시 머티리얼사 제조, 순도 99.9 ％) 를 타깃으로 사용한 스퍼터링을 실시하여, 상기 아모르퍼스 실리콘층 상에 Sb2Te3 합금층 (1 층째) 을 3.0 nm 의 두께로 형성하였다. 또, 형성 후, 210 ℃ 에서 가열하여, Sb2Te3 합금층을 결정화시켰다.
이어서, 진공 배압 및 Ar 의 성막 가스압을 유지하고, 온도를 210 ℃ 로 유지하면서, RF 파워를 20 W 로 하는 조건에서, S 원자 첨가 GeTe 합금재 (Ge50Te47S3, 미츠비시 머티리얼사 제조, 순도 99.9 ％) 를 타깃으로 사용한 스퍼터링을 실시하여, S 원자를 3 at％ 의 함유량으로 포함하는 GeTe 합금층 (1 층째) 을 상기 Sb2Te3 합금층 상에 0.8 nm 의 두께로 형성함과 함께 결정화시켰다.
이어서, 진공 배압 및 Ar 의 성막 가스압을 유지하고, 온도를 210 ℃ 로 유지하면서, 상기 Sb2Te3 합금층과 상기 GeTe 합금층을, 각각 1 층째와 동일한 조건에서 교대로 반복 적층하여, 상기 Sb2Te3 합금층과 상기 GeTe 합금층이 교대로 10 층씩 적층되어 합계 20 층의 적층 구조를 가지는 적층 구조체를 제작하였다. 단, 2 층째 이후의 상기 Sb2Te3 합금층의 두께는, 1 층째의 3.0 nm 로부터 변경하여, 1.0 nm 로 하였다. 즉, 10 층의 상기 Sb2Te3 합금층의 구성은, 1 층째의 두께가 3.0 nm 로 되고, 2 층째 내지 10 층째의 각 층의 두께가 1.0 nm 로 된다.
마지막으로, 두께를 3.0 nm 로부터 5.0 nm 로 변경한 것 이외에는, 1 층째와 동일한 조건에서 산화 방지층으로서의 Sb2Te3 합금층을 상기 적층 구조체의 최표층이 되는 상기 GeTe 합금층 상에 형성함과 함께 결정화시켰다.
이상에 의해, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체를 제조하였다.
(비교예 1)
타깃재를, S 원자 첨가 GeTe 합금재 (Ge50Te47S3) 로부터, S 원자가 첨가되어 있지 않은 GeTe 합금재 (미츠비시 머티리얼사 제조, 순도 99.9 ％) 로 변경하여, 상기 GeTe 합금층을 S 원자를 포함하지 않는 형태로 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 1 에 관련된 적층 구조체를 제조하였다.
(구조 해석)
X 선 회절 장치 (리가쿠사 제조, SmartLab) 를 사용하여 실시예 1 및 비교예 1 에 관련된 각 적층 구조체의 X 선 해석을 2 세타/오메가법으로 실시하였다.
도 7 에 실시예 1 및 비교예 1 에 관련된 각 적층 구조체의 X 선 회절 차트를 나타낸다.
또, 도 7 에 나타내는 (003), (006), (009), (0012), (0015) 및 (0018) 의 각 회절 피크에 있어서의 반치폭 (Full width at half maximum (FWHM)) 을 하기 표 2 에 나타낸다.
도 7 및 표 2 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체에서는, 비교예 1 에 관련된 적층 구조체와 비교하여 각 회절 피크의 반치폭이 작아져, 보다 높은 결정성을 가지는 것이 확인된다.
또한, 도 7 중에 나타내는 화살표는, 비교예 1 에 관련된 적층 구조체로부터 본 실시예 1 에 관련된 적층 구조체의 회절 피크의 피크 시프트를 나타내고 있다.
주사형 투과 전자 현미경 (니혼 전자 주식회사 제조, JEM-ARM200F) 을 사용하여 실시예 1 및 비교예 1 에 관련된 각 적층 구조체의 구조 해석을 실시하였다.
먼저, 도 8 에 실시예 1 에 관련된 적층 구조체의 전자 현미경 이미지를 나타낸다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체에서는, Ge2Te2 와 Sb2Te3 으로 구성되는 9 원자의 구조 단위와, 인접하는 상기 구조 단위 사이에 반데르발스 결합에 기초하는 간극 (도면 중, 암색의 횡라인 참조) 이 명확하게 확인된다.
또한, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체의 일부를 에너지 분산형 X 선 애널라이저를 사용하여 원소 매핑하면, Te-Sb-Te-Sb-Te 로 이루어지는 5 원자층 상에 Ge-Te-Ge-Te 의 층이 적층되어 있는 것을 확인할 수 있고, 이 모습은, 도 1 에 나타내는 원자 배열 모델과 잘 일치하였다. 즉, 외부 에너지를 부가하여 실시하는 구조 관찰을 실시해도, S 원자가 첨가됨으로써, Ge 원자 및 Sb 원자의 상호 확산이 억제된 본래의 원자 배열이 유지된다.
다음으로, 도 9 에 비교예 1 에 관련된 적층 구조체의 전자 현미경 이미지를 나타낸다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 에 관련된 적층 구조체에서는, Ge 원자 및 Sb 원자가 상호 확산되어 균일한 합금으로 되어 있는 것이 확인된다.
이상의 S 원자가 첨가된 실시예 1 에 관련된 적층 구조체와 S 원자가 첨가되지 않는 비교예 1 에 관련된 적층 구조체의 비교로부터, S 원자를 첨가함으로써 안정적인 원자 배열을 가지는 적층 구조체가 얻어지고, Ge 원자의 확산을 억제할 수 있는 것이 확인된다.
(실시예 2)
타깃재를, S 원자 첨가 GeTe 합금재 (Ge50Te47S3) 로부터, Se 원자 첨가 GeTe 합금재 (Ge50Te47Se3, 미츠비시 머티리얼사 제조, 순도 99.9 ％) 로 변경함으로써, 상기 GeTe 합금층에 Se 원자를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 2 에 관련된 적층 구조체를 제조하였다.
실시예 2 에 관련된 적층 구조체에 대해, 실시예 1 과 동일한 구조 해석을 실시한 결과, 실시예 1 과 동일한 해석 결과가 얻어져, S 원자 대신에 Se 원자를 첨가한 경우에 있어서도, 안정적인 원자 배열을 가지는 적층 구조체가 얻어지고, Ge 원자의 확산을 억제할 수 있는 것이 확인되었다.
(비교예 2)
타깃재를, S 원자 첨가 GeTe 합금재 (Ge50Te47S3) 로부터, Al 원자 첨가 GeTe 합금재 (Ge50Te47Al3, 미츠비시 머티리얼사 제조, 순도 99.9 ％) 로 변경함으로써, 상기 GeTe 합금층에 Al 원자를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 2 에 관련된 적층 구조체를 제조하였다.
비교예 2 에 관련된 적층 구조체에 대해, 비교예 1 과 동일한 구조 해석을 실시한 결과, S 원자를 첨가하지 않는 비교예 1 과 동일한 해석 결과가 얻어져, Al원자를 첨가한 비교예 2 에 관련된 적층 구조체에서는, Ge 원자 및 Sb 원자가 상호 확산되어 균일한 합금이 되는 것이 확인되었다.
(비교예 3)
타깃재를, S 원자 첨가 GeTe 합금재 (Ge50Te47S3) 로부터, S 원자가 첨가되어 있지 않은 GeTe 합금재 (미츠비시 머티리얼사 제조, 순도 99.9 ％) 로 변경함과 함께, 스퍼터링시에 스퍼터링 가스 (Ar 가스) 에 산소 가스를 10 : 1 (Ar 가스 : 산소 가스) 의 가스 유량비로 첨가하여, 상기 GeTe 합금층에 O 원자를 첨가한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 비교예 3 에 관련된 적층 구조체를 제조하였다.
비교예 3 에 관련된 적층 구조체에 대해, 비교예 1 과 동일한 구조 해석을 실시한 결과, S 원자를 첨가하지 않는 비교예 1 과 동일한 해석 결과가 얻어져, O 원자를 첨가한 비교예 3 에 관련된 적층 구조체에서는, Ge 원자 및 Sb 원자가 상호 확산되어 균일한 합금이 되는 것이 확인되었다.
(비교예 4)
산소 가스 대신에 질소 가스를 사용하여, 상기 GeTe 합금층에 N 원자를 첨가한 것 이외에는, 비교예 3 과 동일하게 하여, 비교예 4 에 관련된 적층 구조체를 제조하였다.
비교예 4 에 관련된 적층 구조체에 대해, 비교예 1 과 동일한 구조 해석을 실시한 결과, S 원자를 첨가하지 않는 비교예 1 과 동일한 해석 결과가 얻어져, N 원자를 첨가한 비교예 4 에 관련된 적층 구조체에서는, Ge 원자 및 Sb 원자가 상호 확산되어 균일한 합금이 되는 것이 확인되었다.
[반도체 디바이스]
(실시예 3)
도 10 에 나타내는 반도체 디바이스 (10) 의 구성에 따라서 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스를 제조하였다. 구체적인 제조 조건을 이하 설명한다. 또한, 도 10 은, 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스의 구성을 설명하는 설명도이다.
적층 구조체 (18) 바닥면측의 구조물로는, 실리콘 기판 (11) 상의 SiO2 층 (12) 중에 W 층 (13) 과 TiN 층 (14) 이 이 순서로 적층된 하부 전극이 형성된 것을 사용하였다. 또한, TiN 층 (14) 의 직경은 90 nm 이다.
상기 구조물의 TiN 층 (14) 이 형성되는 면 상에, 두께를 3.0 nm 로부터 5.0 nm 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체에 있어서의 1 층째의 상기 Sb2Te3 합금층에 준하여 Sb2Te3 합금으로 구성되는 하지층 (15) 을 형성하였다.
다음으로, 하지층 (15) 상에 실시예 1 에 관련된 적층 구조체에 있어서의 1 층째의 상기 GeTe 합금층에 준하여 GeTe 합금층 (16) 을 형성하였다.
다음으로, GeTe 합금층 (16) 상에, 두께를 1.0 nm 로부터 4.0 nm 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 에 관련된 적층 구조체에 있어서의 2 층째의 상기 Sb2Te3 합금층에 준하여 Sb2Te3 합금층 (17) 을 형성하였다.
또한, 이들 GeTe 합금층 (16) 및 Sb2Te3 합금층 (17) 을 교대로 반복 적층하여, GeTe 합금층 (16) 과 Sb2Te3 합금층 (17) 이 교대로 8 층씩 적층되고, 하지층 (15) 을 포함하여 합계 17 층의 적층 구조를 가지는 적층 구조체 (18) 를 제작하였다.
마지막으로, 상기 스퍼터링 장치를 사용하여 Ti 과 N 을 타깃 (조성비 1 : 1) 으로 하는 스퍼터링을 실시하여, 적층 구조체 (18) 의 최표층을 구성하는 Sb2Te3 합금층 (17) 상에, TiN 층 (19) 을 형성하였다. 이 TiN 층 (19) 은 상부 전극을 구성한다.
이상에 의해, 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스를 제조하였다. 이 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스에서는, 각 GeTe 합금층 (16) 중에 S 원자가 3 at％ 의 농도로 첨가된다.
(비교예 5)
각 GeTe 합금층 (16) 을, S 원자를 첨가하지 않는 비교예 1 에 관련된 적층 구조체에 있어서의 상기 GeTe 층에 준하여 형성한 것 이외에는, 실시예 3 과 동일하게 하여, 비교예 5 에 관련된 반도체 디바이스를 제조하였다.
(디바이스 특성)
실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 각 반도체 디바이스에 외부 전원을 접속하고, 상기 상부 전극-상기 하부 전극 간에 전압을 가하여 디바이스 특성의 측정을 실시하였다.
도 11 에 고저항 상태 (RESET 상) 로부터 저저항 상태 (SET 상) 에 이르는 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 각 반도체 디바이스의 전압-전기 저항 특성을 나타낸다.
또, 도 12 에 저저항 상태 (SET 상) 로부터 고저항 상태 (RESET 상) 에 이르는 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 각 반도체 디바이스의 전압-전기 저항 특성을 나타낸다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 고저항 상태 (RESET 상) 로부터 저저항 상태 (SET 상) 로 상변화시킬 때의 전압-전기 저항 특성은, 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 양 반도체 디바이스 사이에서 큰 차이가 없는 것이 확인된다.
한편, 고저항 상태 (RESET 상) 로부터 저저항 상태 (SET 상) 로 상변화시킬 때의 전압-전기 저항 특성은, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 실시예 3 및 비교예 5 에 관련된 양 반도체 디바이스 사이에서 큰 차이가 확인되었다.
즉, 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스에서는, 비교예 5 에 관련된 반도체 디바이스와 비교하여 39 ％ 나 낮은 전압값으로 상변화시킬 수 있었다.
또, 도시하지 않지만, 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스에서는, 비교예 5 에 관련된 반도체 디바이스와 비교하여 27 ％ 나 낮은 전류값으로 상변화시킬 수 있었다.
따라서, 실시예 3 에 관련된 반도체 디바이스에서는, 메모리 동작에 필요한 외부 에너지를 가해도, S 원자의 첨가로 인해 Sb 원자 및 Ge 원자의 본래의 원자 배열이 안정적으로 유지되는 점에서, Ge 원자의 확산이 억제되고, 나아가서는 본래적으로 갖는 디바이스 특성 (상변화 특성) 을 발휘, 유지할 수 있다.
10 : 반도체 디바이스
11 : 실리콘 기판
12 : SiO2 층
13 : W 층
14, 19 : TiN 층
15 : 하지층
16 : GeTe 합금층
17 : Sb2Te3 합금층
18 : 적층 구조체
11 : 실리콘 기판
12 : SiO2 층
13 : W 층
14, 19 : TiN 층
15 : 하지층
16 : GeTe 합금층
17 : Sb2Te3 합금층
18 : 적층 구조체
Claims (7)
- 게르마늄과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 A 와,
안티몬 및 비스무트의 어느 것과 텔루륨을 주성분으로 하여 형성되는 합금층 B 를 갖고,
적어도 상기 합금층 A 에 황이 포함되는 것을 특징으로 하는 적층 구조체. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
합금층 A 에 있어서의 황의 함유량이 0.05 at％ ∼ 10.0 at％ 인, 적층 구조체. - 제 1 항에 있어서,
합금층 A 와 합금층 B 가 교대로 반복 적층되는 구조를 갖는, 적층 구조체. - 제 1 항에 있어서,
합금층 A 가 입방정의 결정 구조를 가짐과 함께 합금층 B 가 육방정의 결정 구조를 갖고, 상기 합금층 B 상에 상기 합금층 A 가 적층된 구조를 갖고, 상기 합금층 B 의 c 축이 적층 방향으로 배향되고, 상기 합금층 A 의 (111) 면이 상기 합금층 B 와의 인접면으로 배향되는, 적층 구조체. - 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 적층 구조체의 제조 방법으로서,
합금층 A 및 합금층 B 의 각 층을 200 ℃ ∼ 300 ℃ 의 온도에서 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조체의 제조 방법. - 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 적층 구조체를 갖고 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스.
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|---|---|---|---|---|
| JP2022147390A (ja) * | 2021-03-23 | 2022-10-06 | キオクシア株式会社 | 記憶装置 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016111219A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 公立大学法人大阪府立大学 | 光伝導素子、テラヘルツ波発生装置、テラヘルツ波検出装置、テラヘルツ波発生方法およびテラヘルツ波検出方法 |
| WO2016147802A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | マルチフェロイック素子の初期化方法 |
| JP2017143153A (ja) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 株式会社東芝 | 超格子メモリ及びクロスポイント型メモリ装置 |
| US20180006216A1 (en) | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Toshiba Memory Corporation | Memory device |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK139625B (da) | 1971-05-11 | 1979-03-19 | Sandoz Ag | Analogifremgangsmåde til fremstilling af cycloalkan(c)pyridazin- eller pyrido(4,3-c)pyridazinderivater eller syreadditionssalte deraf. |
| JPS5552437A (en) | 1978-10-06 | 1980-04-16 | Komatsu Ltd | Working instrument controller |
| JPS55123896A (en) | 1979-03-15 | 1980-09-24 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Starter for prime mover for driving hydraulic pump and emergency stopper of highhplace working truck |
| US7425735B2 (en) * | 2003-02-24 | 2008-09-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multi-layer phase-changeable memory devices |
| US7928420B2 (en) * | 2003-12-10 | 2011-04-19 | International Business Machines Corporation | Phase change tip storage cell |
| KR101150994B1 (ko) | 2004-11-11 | 2012-06-01 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체장치 |
| KR100782482B1 (ko) * | 2006-05-19 | 2007-12-05 | 삼성전자주식회사 | ＧｅＢｉＴｅ막을 상변화 물질막으로 채택하는 상변화 기억 셀, 이를 구비하는 상변화 기억소자, 이를 구비하는 전자 장치 및 그 제조방법 |
| US7750333B2 (en) | 2006-06-28 | 2010-07-06 | Intel Corporation | Bit-erasing architecture for seek-scan probe (SSP) memory storage |
| WO2008090621A1 (ja) * | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Renesas Technology Corp. | 半導体記憶装置の製造方法 |
| KR100814393B1 (ko) * | 2007-03-21 | 2008-03-18 | 삼성전자주식회사 | 상변화 물질층 형성 방법 및 이를 이용한 상변화 메모리장치의 제조 방법 |
| JP4621897B2 (ja) | 2007-08-31 | 2011-01-26 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 固体メモリ |
| JP4599598B2 (ja) | 2009-03-04 | 2010-12-15 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 固体メモリ |
| JP2010287744A (ja) | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Elpida Memory Inc | 固体メモリ、データ処理システム及びデータ処理装置 |
| JP2013051245A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Elpida Memory Inc | 結晶性化合物及びこれを用いた可変抵抗素子並びに電子デバイス |
| KR102077641B1 (ko) * | 2013-08-06 | 2020-02-14 | 삼성전자주식회사 | 상변화 물질막, 이의 형성 방법 |
| JP6124320B2 (ja) | 2013-11-15 | 2017-05-10 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | スピン電子メモリ、情報記録方法及び情報再生方法 |
| JP6162031B2 (ja) * | 2013-11-26 | 2017-07-12 | 株式会社日立製作所 | 相変化メモリおよび半導体記録再生装置 |
| KR102297252B1 (ko) * | 2014-01-17 | 2021-09-03 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 스위치 소자 및 기억 장치 |
| KR101882604B1 (ko) * | 2014-05-12 | 2018-08-24 | 내셔날 인스티튜트 오브 어드밴스드 인더스트리얼 사이언스 앤드 테크놀로지 | 결정 배향층 적층 구조체, 전자 메모리 및 결정 배향층 적층 구조체의 제조 방법 |
| JP6567441B2 (ja) * | 2016-02-09 | 2019-08-28 | 株式会社東芝 | 超格子メモリ及びクロスポイント型メモリ装置 |
| KR102584288B1 (ko) * | 2016-08-03 | 2023-09-27 | 삼성전자주식회사 | 비휘발성 메모리 장치 |
| JP6697366B2 (ja) * | 2016-10-20 | 2020-05-20 | キオクシア株式会社 | 超格子メモリ及びクロスポイント型メモリ装置 |
| US10868245B1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-12-15 | Sandisk Technologies Llc | Phase change memory device with crystallization template and method of making the same |
-
2019
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016111219A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 公立大学法人大阪府立大学 | 光伝導素子、テラヘルツ波発生装置、テラヘルツ波検出装置、テラヘルツ波発生方法およびテラヘルツ波検出方法 |
| WO2016147802A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | マルチフェロイック素子の初期化方法 |
| JP2017143153A (ja) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 株式会社東芝 | 超格子メモリ及びクロスポイント型メモリ装置 |
| US20180006216A1 (en) | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Toshiba Memory Corporation | Memory device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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