KR20060073961A - 반도체 비휘발 메모리용 상변화막 및 그 상변화막을형성하기 위한 스퍼터링 타겟 - Google Patents

반도체 비휘발 메모리용 상변화막 및 그 상변화막을형성하기 위한 스퍼터링 타겟 Download PDF

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소헤이 노나카
게이 키노시타
사토루 모리
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미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 반도체 비휘발 메모리용 상변화막 및 그 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟을 제공한다.
(해결수단) Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, Ga를 1~10% 함유하며, 또한 B, Al, C, Si 또는 란타노이드 원소를 10% 이하 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막 및 그 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟.

Description

반도체 비휘발 메모리용 상변화막 및 그 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟{PHASE-CHANGE FILM FOR SEMICONDUCTOR NON-VOLATILE MEMORY AND SPUTTERING TARGET FOR FORMING SUCH PHASE-CHANGE FILM}
본 발명은, 반도체 비휘발 메모리용 상변화막 및 그 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟에 관한 것이다.
반도체 비휘발 메모리(Phase Change RAM(PCRAM) 또는 Ovonics Unified Memory(OUM))의 상변화막은 기록층으로서 사용되고 있으며, 기록층에는 결정 상태의 상변화 재료를 사용하며, 갱신에는 그 일부를 히터로 급가열해서 용해하고, 즉시 급냉하여 부분적으로 비정질화시키거나, 또는 비정질부를 저온에서 천천히 가열하여 결정 상태로 되돌림으로써 행하고 있다. 한편, 판독은 결정 상태와 일부 비정질화한 상태의 전기 저항차에 의해 행하고 있다. 이 상변화막의 하나로서, Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, 잔부(殘部)가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 상변화막이 알려져 있으며, 그리고, 이 상변화 기록층은 이 상변화 기록층과 거의 같은 성분 조성을 가지는 타겟을 이용하여 스퍼터링함으로써 형성하는 것도 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1~3, 비특허 문헌 1~2 참조).　
(특허 문헌 1) 특허출원공표 2001－502848호 공보
(특허 문헌 2) 특허출원공표 2002－512439호 공보
(특허 문헌 3) 특허출원공표 2002－540605호 공보
(비특허 문헌 1)「응용 물리」제 71권, 제 12호(2002) 제 1513~1517페이지
(비특허 문헌 2)「닛케이 마이크로 디바이스」2003년 3월호, 제 104페이지
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
비특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, 기입 소거 시, 특히, 결정 상태를 비정질 상태로 변화(리셋 동작)시키기 위해서는 한번 결정을 융점 이상으로 올려서 용해할 필요가 있는데, 이 때에 융점이 높으면 회로에 흐르게 하는 전류값을 크게 해야 하기 때문에, 그를 위해 소비 전력이 커지고, 대전류를 흐르게 하기 때문에 주변 회로로의 부담이 커지며, 또한 회로의 미세화의 장애가 되기도 했다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
그래서, 본 발명자들은 이러한 과제를 해결하기 위해 연구를 행한 결과,
(가) 통상의 Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 상변화 재료에 Ga：1~10%를 함유시키면 융점을 낮출 수 있고, 또한 결정 상태의 비저항은 Ga를 함유시키지 않을 때와 거의 다르지 않기 때문에, 용융을 위해서 필요한 전류량을 적게 할 수 있으므로, 소비 전력을 줄일 수 있음과 동시에 주변 회로로의 부담을 줄일 수 있고,　
(나) 또한 B, Al, C, Si 또는 란타노이드 원소를 10% 이하 함유시키면, 비저항이 상승하여, 용융을 위해서 필요한 전류량을 더욱 적게 하며, 따라서 소비 전력을 줄일 수 있고,　
(다) 상기 란타노이드 원소 중에서도 Dy, Tb, Nd, Sm, Gd가 특히 유효하다, 라는 연구 결과가 얻어진 것이다.
본 발명은, 이러한 연구 결과에 기초하여 이루어진 것으로,
(1) 원자%로 Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, 또한 Ga：1~10%를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막,
(2) 원자%로 Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하며, 또한 Ga：1~10%를 함유하고, 또한 B, Al, C, Si 및 란타노이드 원소 내의 1종 또는 2종 이상을 합계하여 10% 이하를 함유하고, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막, 에 특징을 가지는 것이다.
상기 란타노이드 원소 중에서도 Dy, Tb, Nd, Sm, Gd가 특히 바람직하다. 따라서, 본 발명은,
(3) 상기 란타노이드 원소는, Dy, Tb, Nd, Sm, Gd 중의 1종 또는 2종 이상인 상기 (2)에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막에 특징을 가지는 것이다.
상기 (1)~(3)에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막은, 결정화 후에 4탐침법에 의해 측정한 비저항값이 5×10-3~5×10Ωㆍcm이며, 또한 융점이 600℃이하인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은,
(4) 결정화 후에 4탐침법에 의해 측정한 비저항값이 5×10-3~5×10Ωㆍcm이며, 또한 융점이 600℃ 이하인 상기 (1)~(3) 중의 어느 하나에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막에 특징을 가지는 것이다.
<발명의 효과>
본 발명의 스퍼터링 타겟을 이용하여 형성한 상변화막은, 저항을 그다지 저하시키지 않으면서 낮은 융점을 얻을 수 있고, 기입 소거 동작시의 전류값을 저감시켜, 저소비 전력화, 디바이스의 미세화에 기여하여, 새로운 반도체 메모리 산업의 발전에 크게 공헌할 수 있는 것이다.
본 발명의 반도체 비휘발 메모리용 상변화막의 성분 조성을 전술한 바와 같이 한정한 이유를 설명한다.
（ａ）Ga：
Ga성분은, Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 상변화막에 함유시켜 상변화막의 융점을 더욱 저하시키는 작용을 가지는데, Ga를 1% 미만 함유해도 융점을 낮추는 효과가 적기 때문에 바람직하지 않으며, 한편, Ga를 10% 초과로 함유시키면 결정화 온도가 지나치게 상승하기 때문에 바람직하지 않다. 적당한 결정화 온도의 상승은 비정질 상태의 안정성을 높여, 유지 특성의 향상으로 연결되지만, 필요 이상으로 높아지면 결정화를 위해서 필요한 전력이 증가하여, 저전력화의 관점에서 바람직하지 않다. 따라서, Ga의 상변화막에 함유시키는 양을 1~10%(더욱 바람직하게는 2~8%)로 정했다.
또한, Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 상변화 재료에 Ga：1~10%를 함유해도, 이 막의 결정화 상태에서의 비저항을 저하시키지 않는다.
또한, 이 Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 상변화막은, 주로 고저항인 면심입방정(面心立方晶) 및 저저항인 육방정의 2종류의 결정 구조를 가지며, 전자는 비교적 저온으로 결정화했을 경우, 후자는 비교적 고온으로 유지했을 경우에 생긴다. 비정질로부터 면심입방정으로의 상변화 속도가 빠르므로, 통상, 비정질 상태로부터 상변화를 일으켜 결정화했을 경우에 생기는 결정이 면심입방정이다. 그러나, 종래부터 알려져 있는 Ge－Sb－Te의 조성에 Ga를 첨가하면, 이 면심입방정 구조가 무첨가의 경우보다 고온까지 안정화하므로 비저항의 온도 안정성을 향상시키는 효과도 있다.
(b) B, Al, C, Si, 란타노이드 원소
이들 성분은, Ga를 첨가하는 것에 따른 상변화막의 결정 상태에서의 저항값을 더욱 상승시키는 작용을 가지므로, 필요에 따라 첨가하지만, 10%를 초과하여 함유하면 상변화막의 결정화 온도의 상승이 지나치게 커지므로 바람직하지 않다. 적당한 결정화 온도의 상승은 비정질 상태의 안정성을 높여 유지 특성의 향상으로 이어지지만, 필요이상으로 높아지면 결정화하기 위해 필요한 전력이 증가하여, 저전력화의 관점에서 바람직하지 않다. 따라서, 이들 성분의 함유량은 10% 이하로 정했다. 이들 함유량의 더욱 바람직한 범위는 0.5~8%이다. 또한 란타노이드 원소 중에서도 Dy, Tb, Nd, Sm, Gd가 특히 바람직하다.
(c) Ge, Sb :
본 발명의 전기 저항이 높은 상변화막에 포함되는 Ge 및 Sb는, Ge:10~25%, Sb:10~25%가 바람직하다. 그 이유는, Ge:10% 미만, Sb:10% 미만이어도, 또한 Ge:25%를 초과하고, Sb:25%를 초과하여도 저항값이 낮아지거나 결정화 시간이 길어져 바람직하지 않기 때문이다.
본 발명의 상변화막은, 결정화 후에 4탐침법에 의해 측정한 비저항값이 5×10-3Ωㆍcm 이상 (더욱 바람직하게는 8×10-2Ωㆍcm 이상)일 필요가 있으며, 그 이유는 비저항값이 5×10-3Ωㆍcm 미만에서는 회로에 큰 전류가 흐르고, 그 때문에 소비 전력이 커지며, 또한 미세화 시의 장애가 되므로 바람직하지 않기 때문이다. 또한, 비정질 상태의 Ge－Sb－Te합금의 비저항은 통상 1×102Ωㆍcm정도이며, 안정된 판독을 위해서는 결정 시와 비정질 시에 적어도 1자리수 반 정도의 저항차가 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 결정 시의 상변화막의 저항값은 5×10Ωㆍcm 이하가 필요하며, 따라서, 본 발명의 상변화막의 결정화 후에 4탐침법에 의해 측정한 비저항값을 5×10-3Ωㆍcm~5×10Ωㆍcm로 정했다. 또한 본 발명의 상변화막의 융점은 저소비 전력의 관점에서 600℃ 이하일 필요가 있다.
본 발명의 상기 (1) 에 기재된 성분 조성을 가지는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟은 원자%로 Ge：10~26%, Sb：10~26%를 함유하며, 또한 Ga：1~11%를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 가질 필요가 있으며, 또한 상기 (2)에 기재된 성분 조성을 가지는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟은, 원자%로 Ge：10~26%, Sb：10~26%를 함유하며, 또한 Ga：1~11%를 함유하고, 또한 B, Al, C, Si 및 란타노이드 원소 중의 1종 또는 2종 이상을 합계하여：11% 이하를 함유하고, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 가지는 것이 필요하다.　
따라서, 본 발명은,
(5) 원자%로 Ge：10~26%, Sb：10~26%를 함유하고, 또한 Ga：1~11%를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 상기 (1)에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟,
(6) 원자%로 Ge：10~26%, Sb：10~26%를 함유하고, 또한 Ga：1~11%를 함유하며, 또한 B, Al, C, Si 및 란타노이드 원소 중의 1종 또는 2종 이상을 합계하여：11% 이하를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 상기 (2)에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟,
(7) 상기 란타노이드 원소는, Dy, Tb, Nd, Sm, Gd 중의 1종 또는 2종 이상인 상기 (6)에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟, 에 특징을 가지는 것이다.
본 발명의 상기 (1)에 기재된 성분 조성을 가지는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟은, 소정의 성분 조성을 가지는 Ge－Sb－Te계 합금을 Ar가스 분위기 중에서 용해한 후, Ga를 첨가하여, 철제 몰드로 출탕(出湯)하여 합금 잉곳을 제작하고, 이들 합금 잉곳을 불활성 가스 분위기 중에서 분쇄하여 200μm 이하의 합금 분말을 제작하고, 이 합금 분말을 진공 핫 프레스함으로써 제작한다. 상기 진공 핫 프레스는, 압력：146~155MPa, 온도：370~430℃, 1~2시간 유지의 조건으로 행해지고, 그 후, 몰드의 온도가 270~300℃까지 내려간 시점에서 냉각 속도：1~3℃／min.에서 상온까지 냉각함으로써 행해진다.
또한, 본 발명의 상기 (2)에 기재된 성분 조성을 가지는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟은, Ge－Sb－Te계 합금에 Ga를 첨가하여 이 합금 분말과, 별도 제작한 200μm 이하의 B, Al, C, Si, 란타노이드 원소(바람직하게는, Dy, Tb, Nd, Sm, Gd)의 각 분말을 본 발명의 성분 조성이 되도록 혼합하여 혼합 분말을 제작하고, 이 혼합 분말을 진공 핫 프레스하여 제작한다. 상기 진공 핫 프레스는, 압력：146~155 MPa, 온도：370~430℃, 1~2시간 유지의 조건으로 행해지고, 그 후, 몰드의 온도가 270~300℃까지 내려간 시점에서 냉각 속도：1~3℃/min.에서 상온까지 냉각함으로써 행해진다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
Ge, Sb, Te를 Ar가스 분위기 중에서 용해하여, 얻어진 용탕에 Ga를 첨가하고, 이 Ga를 첨가하여 얻어진 용탕을 주조하여 합금 잉곳을 제작하고, 이 합금 잉곳을 Ar분위기 중에서 분쇄함으로써, 모두 입경：100μm 이하의 합금 분말을 제작했다. 이 합금 분말과, 입경：100μm이하의 B, Al, C, Si, Dy, Tb, Nd, Sm, Gd의 각 요소 분말을 혼합하여 혼합 분말을 제작했다.
이들 합금 분말 및 혼합 분말을 각각 온도:400℃, 압력:146MPa로 진공 핫 프레스함으로써 핫 프레스체를 제작하고, 이들 핫 프레스체를 초경 바이트를 이용하여, 선반(旋盤) 회전수：200rpm의 조건으로 연삭가공함으로써 직경:125 mm, 두께:5 mm의 치수를 가지는 원반상의 표 1~3에 나타낸 성분 조성을 가지는 본 발명 타겟 1~21, 비교 타겟 1~10 및 종래 타겟 1을 제작했다.
타겟 성분조성 (원자%)
Ge Sb Ga B, Al, C, Si, 란타노이드 원소 Te
본 발 명 1 22 22 1.2 - 잔부
2 21.9 21.9 1.5 - 잔부
3 21.8 21.8 2 - 잔부
4 21.5 21.5 3 - 잔부
5 21.1 21.1 5 - 잔부
6 20.4 20.4 8 - 잔부
7 20 20 10 - 잔부
8 20.8 20.8 4 B : 2.5 잔부
9 20.2 20.2 5 Al : 3.8 잔부
10 19.8 19.8 8 Si : 3.0 잔부
11 20.9 20.9 4 C : 2.0 잔부
12 18.8 18.8 10 Dy : 5.5 잔부
13 19.7 19.7 7 Tb : 1.5 잔부
14 19.8 19.8 3 Nd : 8.0 잔부
15 20.3 20.3 5 Sm : 3.5 잔부
타겟 성분조성 (원자%)
Ge Sb Ga B,Al,C,Si,란타노이드 원소 Te
본 발 병 16 20 20 6 Gd:4.0 잔부
17 20.9 20.9 3 B:0.5,Al:1.0 잔부
18 20.0 20.0 4 Al:5,C:1 잔부
19 20.2 20.2 5 C:l, Si:2,Dy:1 잔부
20 19.8 19.8 2 Sm:2,Tb:5,Al:2 잔부
21 19.0 19.0 7 B:2,Si:2,Dy:0.5,Sm:3, 잔부
비 교 1 22.1 21.1 0.3* - 잔부
2 19.1 19.1 14* - 잔부
3 17.3 17.3 9 B:13* 잔부
4 17.5 17.5 8 Si:13* 잔부
5 18.8 18.8 3 Gd:12* 잔부
*표시는 본 발명의 범위에서 벗어난 값을 나타낸다.
타겟 성분조성 (원자%)
Ge Sb Ga B,Al,C,Si,란타노이드 원소 Te
비 교 6 17.8 17.8 5 C:15* 잔부
7 18.0 18.0 7 Al:12* 잔부
8 18.2 18.2 4 Dy:14* 잔부
9 18.7 18.7 2 Nd:14* 잔부
10 17.8 17.8 7 Tb:13* 잔부
종래 1 22.2 22.2 - - 잔부
*표시는 본 발명의 범위에서 벗어난 값을 나타낸다.
다음으로, 표 1~3에 나타낸 본 발명 타겟 1~21, 비교 타겟 1~10 및 종래 타겟 1을 각각 구리제의 냉각용 백킹 플레이트에 순도：99.999 중량%의 인듐 납재로 납땜하여, 이것을 직류 마그네트론 스퍼터링 장치에 장입하여, 타겟과 기판(표면에 두께：100 nm의 SiO2를 형성한 Si웨이퍼)간의 거리를 70mm가 되도록 세트한 후, 도달 진공도: 5×10-5Pa 이하가 될 때까지 진공을 행하고, 그 후, 전체압：1.0Pa가 될 때까지 Ar가스를 공급하여,
·기판 온도：실온,
·투입 전력：50W(0.4W/cm2),
의 조건으로 스퍼터링을 행하여, 기판의 표면에 두께：300nm를 가지며 표 4~6에 나타낸 성분 조성을 가지는 본 발명 상변화막 1~21, 비교 상변화막 1~10 및 종래 상변화막 1을 형성했다.
이렇게 하여 얻어진 본 발명 상변화막 1~21, 비교 상변화막 1~10 및 종래 상변화막 1의 성분 조성을 ICP(유도 결합 플라즈마법)에 의해 측정하여, 그 결과를 표 4~6에 나타냈다. 또한, 얻어진 본 발명 상변화막 1~21, 비교 상변화막 1~10 및 종래 상변화막 1을 질소 플로우 중, 230℃로 5분간 유지하여 결정화한 후, 4탐침법으로 비저항을 측정하고, 또한 상기와 같은 조건으로 직경：120mm의 폴리카보네이트 기판상에 3μm의 두께로 성막하여, 부착된 막을 전량 박리하여 분말화한 것에 대하여 DTA(시차열 분석법)에 의해 매분 200ml의 Ar 플로우 중, 승온속도 10℃／분의 조건으로 결정화 온도 및 융점을 측정하여, 그 결과를 표 4~6에 나타냈다. 또한, 본 측정에 이용한 시료는 15mg으로 통일했다. 여기에서는 160~340℃ 부근에 나타나는 발열 피크를 결정화 온도로 하고, 540~620℃ 부근에 나타나는 발열 피크를 융점으로 하였다.
Figure 112006018995653-PCT00001
Figure 112006018995653-PCT00002
*표시는 본 발명의 범위에서 벗어난 값을 나타낸다.
Figure 112006018995653-PCT00003
*표시는 본 발명의 범위에서 벗어난 값을 나타낸다.
표 4~6에서 나타낸 결과로부터, 본 발명 타겟 1~21을 이용하여 스퍼터링함으로써 얻어진 결정화시킨 본 발명 상변화막 1~21은, 종래 타겟 1을 이용하여 스퍼터링함으로써 얻어진 종래 상변화막 1에 비해 융점이 낮고, 비저항의 저하가 적은 등 우수한 상변화막인 것을 알 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위에서 벗어나서 첨가 성분을 포함하는 비교 상변화막 1~10은 적어도 하나의 바람직하지 않은 특성이 나타나는 것을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 원자%로 Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, 또한 Ga：1~10%를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막.
  2. 원자%로 Ge：10~25%, Sb：10~25%를 함유하고, 또한 Ga：1~10%를 함유하며, 또한, B, Al, C, Si 및 란타노이드 원소 중의 1종 또는 2종 이상을 합계하여 10% 이하를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 란타노이드 원소는, Dy, Tb, Nd, Sm, Gd 중의 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    결정화 후에 4탐침법에 의해 측정한 비저항값이 5×10-3~5×10Ωㆍcm이며, 그리고, 융점이 600℃이하인 것을 특징으로 하는 반도체 비휘발 메모리용 상변화막.
  5. 원자%로 Ge：10~26%, Sb：10~26%를 함유하고, 또한 Ga：1~11%를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟.
  6. 원자%로 Ge：10~26%, Sb：10~26%를 함유하고, 또한 Ga：1~11%를 함유하며, 또한, B, Al, C, Si 및 란타노이드 원소 중의 1종 또는 2종 이상을 합계하여：11% 이하를 함유하며, 잔부가 Te 및 불가피 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 제2항에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟.
  7. 란타노이드 원소는, Dy, Tb, Nd, Sm, Gd 중의 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 제6항에 기재된 반도체 비휘발 메모리용 상변화막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829601B1 (ko) * 2006-09-27 2008-05-14 삼성전자주식회사 칼코겐 화합물 타겟, 이의 제조 방법 및 상변화 메모리장치의 제조 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4061557B2 (ja) * 2005-07-11 2008-03-19 三菱マテリアル株式会社 相変化膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法。
WO2007057972A1 (ja) * 2005-11-21 2007-05-24 Renesas Technology Corp. 半導体装置
GB2433647B (en) * 2005-12-20 2008-05-28 Univ Southampton Phase change memory materials, devices and methods
US8319204B2 (en) * 2006-07-21 2012-11-27 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
KR100871692B1 (ko) 2006-11-07 2008-12-08 삼성전자주식회사 저온 증착용 금속 전구체, 그를 사용한 금속 박막 형성방법 및 상변화 메모리 소자 제조 방법
WO2008090963A1 (ja) * 2007-01-25 2008-07-31 Ulvac, Inc. カルコゲナイド膜の形成方法及び記録素子の製造方法
JP4764858B2 (ja) * 2007-01-30 2011-09-07 株式会社リコー 光記録媒体、スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP5088036B2 (ja) * 2007-08-06 2012-12-05 ソニー株式会社 記憶素子および記憶装置
JP5377142B2 (ja) * 2009-07-28 2013-12-25 ソニー株式会社 ターゲットの製造方法、メモリの製造方法
JP4793504B2 (ja) * 2009-11-06 2011-10-12 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット及びその製造方法
US9257643B2 (en) * 2013-08-16 2016-02-09 International Business Machines Corporation Phase change memory cell with improved phase change material
CN104655711A (zh) * 2013-11-18 2015-05-27 中国电子科技集团公司第十八研究所 高压氢镍蓄电池漏率定量测试方法
US9917252B2 (en) * 2015-06-19 2018-03-13 Macronix International Co., Ltd. GaSbGe phase change memory materials
WO2020105676A1 (ja) * 2018-11-20 2020-05-28 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット
JP2020132996A (ja) 2019-02-20 2020-08-31 三菱マテリアル株式会社 スパッタリングターゲット

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7666A (en) * 1850-09-24 harris
JPH08127176A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Hitachi Ltd 情報記録用薄膜およびその製造方法、ならびに情報記録媒体およびその使用方法
JP2001167475A (ja) * 1999-01-28 2001-06-22 Toray Ind Inc 光記録媒体
CA2368171C (en) * 1999-03-15 2010-09-21 Noboru Yamada Information recording medium and method for manufacturing the same
US6632583B2 (en) * 1999-12-07 2003-10-14 Mitsubishi Chemical Corporation Optical recording medium and production method of the same
JP4911845B2 (ja) * 2001-09-20 2012-04-04 株式会社リコー 相変化型不揮発性メモリ素子、該相変化型不揮発性メモリ素子を用いたメモリアレーおよび該相変化型不揮発性メモリ素子の情報記録方法
EP1318552A1 (en) * 2001-12-05 2003-06-11 STMicroelectronics S.r.l. Small area contact region, high efficiency phase change memory cell and fabrication method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829601B1 (ko) * 2006-09-27 2008-05-14 삼성전자주식회사 칼코겐 화합물 타겟, 이의 제조 방법 및 상변화 메모리장치의 제조 방법

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Publication number Publication date
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