[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20130126325A - 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130126325A
KR20130126325A KR1020120050366A KR20120050366A KR20130126325A KR 20130126325 A KR20130126325 A KR 20130126325A KR 1020120050366 A KR1020120050366 A KR 1020120050366A KR 20120050366 A KR20120050366 A KR 20120050366A KR 20130126325 A KR20130126325 A KR 20130126325A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
memory device
variable resistance
metal
resistance layer
Prior art date
Application number
KR1020120050366A
Other languages
English (en)
Inventor
문지원
이성훈
김숙주
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
Priority to KR1020120050366A priority Critical patent/KR20130126325A/ko
Priority to US13/619,918 priority patent/US8878240B2/en
Publication of KR20130126325A publication Critical patent/KR20130126325A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20Multistable switching devices, e.g. memristors
    • H10N70/24Multistable switching devices, e.g. memristors based on migration or redistribution of ionic species, e.g. anions, vacancies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B63/00Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
    • H10B63/80Arrangements comprising multiple bistable or multi-stable switching components of the same type on a plane parallel to the substrate, e.g. cross-point arrays
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/20Multistable switching devices, e.g. memristors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/821Device geometry
    • H10N70/826Device geometry adapted for essentially vertical current flow, e.g. sandwich or pillar type devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/841Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N70/00Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
    • H10N70/801Constructional details of multistable switching devices
    • H10N70/881Switching materials
    • H10N70/883Oxides or nitrides
    • H10N70/8833Binary metal oxides, e.g. TaOx

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

본 기술은 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 기술에 따른 가변 저항 메모리 장치는, 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 가변 저항층; 및 상기 제1 전극과 상기 가변 저항층 사이에 개재되며, 질소 성분을 포함하지 않는 금속 산화물 전극을 포함할 수 있다. 본 기술에 따르면, 금속 질화물 전극 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극을 형성하여 가변 저항층을 형성하는 과정에서 특성이 좋지 않은 금속 산화질화물이 생성되는 것을 방지함으로써 가변 저항 메모리 장치의 스위칭 동작 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법{RESISTANCE VARIABLE MEMORY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이온 또는 공공의 이동에 의해 전기저항이 변하는 가변 저항층을 포함하는 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
가변 저항 메모리 장치는 외부 자극에 따라 저항이 변화하여 적어도 서로 다른 두 저항 상태 사이에서 스위칭(Switching)하는 특성을 이용하여 데이터를 저장하는 장치로서, ReRAM(Resistive Random Access Memory), PCRAM(Phase Change RAM), STT-RAM(Spin Transfer Torque-RAM) 등이 이에 포함된다. 특히, 가변 저항 메모리 장치는 간단한 구조로 형성할 수 있으면서도 비휘발성 등 여러 특성이 우수하여 이에 관한 연구가 많이 진행되고 있다.
그중 ReRAM은 가변 저항 물질, 예컨대 페로브스카이트(Perovskite) 계열의 물질이나 전이금속 산화물로 이루어진 가변 저항층 및 가변 저항층 상·하부의 전극을 포함하는 구조를 가지는데, 전극에 인가되는 전압에 따라서 가변 저항층 내에 필라멘트(Filament) 형태의 전류 통로가 형성되거나 소멸된다. 이에 따라 가변 저항층은 필라멘트 형태의 전류 통로가 형성된 경우 저항이 낮은 상태가 되고, 필라멘트 형태의 전류 통로가 소멸된 경우 저항이 높은 상태가 된다. 이때, 고저항 상태에서 저저항 상태로 스위칭하는 것을 셋(Set) 동작이라 하고, 반대로 저저항 상태에서 고저항 상태로 스위칭하는 것을 리셋(Reset) 동작이라 한다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(10) 상에 하부 전극(20)을 형성한다. 하부 전극(20)은 식각이 용이한 티타늄 질화물(TiN) 등의 금속 질화물을 증착하여 형성할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 하부 전극(20) 상에 가변 저항층(40)을 형성한다. 가변 저항층(40)은 오존(O3) 또는 산소(O2)를 포함하는 반응 가스를 이용하여 증착 또는 성장시킬 수 있으며, 이 과정에서 금속 질화물로 이루어진 하부 전극(20) 표면이 산화되어 금속 산화질화막(30)이 생성된다.
도 1c를 참조하면, 가변 저항층(40) 상에 상부 전극(50)을 형성한다. 상부 전극(50)은 하부 전극(20)과 같이 티타늄 질화물(TiN) 등의 금속 질화물을 증착하여 형성할 수 있다.
그런데 종래 기술에 의하면 하부 전극(20) 상에 밴드 갭(Band Gap)이 작은 금속 산화질화막(30)이 생성되어 누설전류가 발생하며, 나아가 금속 산화질화막(30)이 가변 저항층(40) 내에 전류 통로를 형성하는 산소 공공 등의 트랩 사이트(Trap Site)로 작용하게 된다. 이로 인해 리셋 전류가 증가할 뿐만 아니라 스위칭 동작이 불균일해지는 문제가 있는 바, 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는, 금속 질화물 전극 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극을 형성하여 가변 저항층을 형성하는 과정에서 특성이 좋지 않은 금속 산화질화물이 생성되는 것을 방지함으로써 스위칭 동작 특성이 향상된 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치는, 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 가변 저항층; 및 상기 제1 전극과 상기 가변 저항층 사이에 개재되며, 질소 성분을 포함하지 않는 금속 산화물 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치는, 서로 평행하게 배열된 복수의 제1 배선; 상기 제1 배선과 교차하며, 서로 평행하게 배열된 복수의 제2 배선; 및 상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 교차점에 배치된 메모리 셀을 포함하고, 상기 메모리 셀은, 인가되는 전압 또는 전류에 따라 저항이 변화하여 적어도 서로 다른 두 저항 상태 사이에서 스위칭할 수 있는 가변 저항층; 및 상기 가변 저항층에 접하며, 질소 성분을 포함하지 않는 금속 산화물 전극을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법은, 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극을 형성하는 단계; 상기 금속 전극 상에 가변 저항층을 형성하는 단계; 및 상기 가변 저항층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 가변 저항층 형성 단계에서, 상기 금속 전극이 산화되어 금속 산화물 전극으로 변환될 수 있다.
본 기술에 따르면, 금속 질화물 전극 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극을 형성하여 가변 저항층을 형성하는 과정에서 특성이 좋지 않은 금속 산화질화물이 생성되는 것을 방지함으로써 가변 저항 메모리 장치의 스위칭 동작 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 크로스 포인트 셀 어레이(Cross Point Cell Array) 구조를 나타내는 사시도이다.
이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 특히, 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치를 나타내는 단면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 2d의 장치를 제조하기 위한 공정 중간 단계의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 소정의 하부 구조물(미도시됨)을 갖는 기판(100) 상에 제1 전극(110)을 형성한다.
여기서, 제1 전극(110)은 금속 질화물, 예컨대 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨 질화물(TaN), 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN) 또는 티타늄 실리콘 질화물(TiSiN) 등의 금속 질화물을 증착하여 형성할 수 있다. 특히, 이러한 금속 질화물은 백금(Pt) 등의 귀금속에 비해 식각이 잘되므로 패터닝(Patterning)하기 쉽다는 장점이 있으며, 물리 증착(Physical Vapor Deposition; PVD) 방식으로 증착할 수 있다. 한편, 본 단면도에는 도시되지 않았으나 기판(100)은 가변 저항 메모리 장치를 구동하기 위한 주변 회로를 포함할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 제1 전극(110) 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극(120)을 형성한다.
여기서, 금속 전극(120)은 일함수(Work Function)가 높으면서 후속 공정에서 산화될 수 있는 금속을 포함할 수 있으며, 예컨대 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 탄탈륨(Ta) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 타겟(Target)으로 하여 스퍼터링(Sputtering) 방식으로 형성할 수 있다. 특히, 금속 전극(120)은 후술하는 가변 저항층을 형성하는 과정에서 금속 질화물로 이루어진 제1 전극(110)이 산화되는 것을 막는 역할을 하며, 이에 따라 제1 전극(110)의 표면에 스위칭 특성을 열화시키는 금속 산화질화물(Metal Oxynitride)이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 금속 전극(120) 상에 가변 저항층(130)을 형성한다. 가변 저항층(130)은 산소 공공(Vacancy)이나 이온의 이동(Migration)에 의해 전기저항이 변하는 물질을 포함할 수 있다.
여기서, 산소 공공이나 이온의 이동에 의해 전기저항이 변하는 물질로는 티타늄 산화물(TiO2), 하프늄 산화물(HfO2), 지르코늄 산화물(ZrO2), 알루미늄 산화물(Al2O3), 탄탈륨 산화물(Ta2O5), 니오븀 산화물(Nb2O5), 란탄 산화물(La2O3), 니켈 산화물(NiO), 구리 산화물(CuO), 코발트 산화물(Co3O4), 텅스텐 산화물(WO3) 등의 전이금속 산화물(Transition Metal Oxide, TMO)을 포함하는 이원산화물 등이 있다.
한편, 가변 저항층(130)은 오존(O3) 또는 산소(O2) 중 어느 하나 이상의 반응 가스를 이용하여 증착 또는 성장시킬 수 있으며, 이 과정에서 금속 전극(120)이 산화되어 금속 산화물 전극(120A)으로 변환된다. 금속 산화물 전극(120A)은 3.0eV 이상의 일함수를 가지는 루테늄 산화물(RuOx), 이리듐 산화물(IrOx), 탄탈륨 산화물(TaOx) 또는 텅스텐 산화물(WOx)을 포함할 수 있다. 특히, 금속 산화물 전극(120A)은 밴드 갭(Band Gap)이 커서 메모리 셀의 누설전류가 감소되며, 산소 공공이나 이온이 쉽게 탈부착할 수 있으므로 스위칭 동작의 균일성이 향상된다. 또한, 금속 산화물 전극(120A)에 의해 메모리 셀의 전체적인 저항이 증가하여 리셋(Reset) 전류가 감소함에 따라 스위칭 반복에 따른 소자 특성 열화도 방지할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 가변 저항층(130) 상에 제2 전극(140)을 형성한다.
여기서, 제2 전극(140)은 제1 전극(110)과 같은 금속 질화물, 예컨대 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨 질화물(TaN), 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN) 또는 티타늄 실리콘 질화물(TiSiN) 등의 금속 질화물을 물리 증착(PVD) 등의 방식으로 증착하여 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 제조 방법에 의하여, 도 2d에 도시된 것과 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치가 제조될 수 있다.
도 2d를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치는, 제1 전극(110), 제2 전극(140), 제1 전극(110)과 제2 전극(140) 사이에 개재되는 가변 저항층(130), 및 제1 전극(110)과 가변 저항층(130) 사이에 개재되면서 질소 성분을 포함하지 않는 금속 산화물 전극(120A)을 포함할 수 있다.
여기서, 금속 산화물 전극(120A)은 루테늄 산화물(RuOx), 이리듐 산화물(IrOx), 탄탈륨 산화물(TaOx) 및 텅스텐 산화물(WOx)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 3.0eV 이상의 일함수를 가질 수 있다.
또한, 제1 또는 제2 전극(110, 140)은 금속 질화물을 포함할 수 있으며, 가변 저항층(130)은 산소 공공이나 이온의 이동에 의해 전기저항이 변하는 물질을 포함할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 제1 실시예와 실질적으로 동일한 부분에 대하여는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 먼저, 제1 실시예와 동일하게 도 2a의 공정을 수행한 후, 도 3a의 공정을 수행한다.
도 3a를 참조하면, 제1 전극(110) 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극(220)을 섬(Island) 형태로 형성한다.
여기서, 금속 전극(220)은 일함수가 높으면서 산화될 수 있는 금속을 포함할 수 있으며, 예컨대 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 탄탈륨(Ta) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 형성할 수 있다. 특히, 이러한 금속을 증착함에 있어 기상(Vapor Phase)에서 균일 핵생성(Homogeneous Nucleation)이 되도록 하고 제1 전극(110)의 표면에서 불균일 핵생성(Heterogeneous Nucleation)이 되도록 하는 경우, 기상에서 금속의 핵이 생성되면서 1차 성장이 일어나고 제1 전극(110)의 표면에서 2차 성장이 일어나게 된다. 이를 통해 금속 전극(220)을 연속된 면이 아닌 복수의 섬 형태로 형성할 수 있으며, 이러한 경우 필라멘트(Filament) 형태의 전류 통로가 분산되지 않고 금속 전극(220)이 형성된 곳으로 집중되므로 저항 스위칭 특성을 용이하게 조정할 수 있게 된다.
한편, 복수의 메모리 셀을 갖는 가변 저항 메모리 장치에 있어서 각 메모리 셀에 금속 전극(220)이 균일하게 분포하도록 형성함으로써 스위칭 특성을 균일하게 할 수 있다. 구체적으로 각 메모리 셀의 셋(Set) 전압/전류 및 리셋(Reset) 전압/전류를 일정하게 유지하여 가변 저항 메모리 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 3b를 참조하면, 금속 전극(220)이 형성된 제1 전극(110) 상에 가변 저항층(130)을 형성한다. 가변 저항층(130)은 산소 공공이나 이온의 이동에 의해 전기저항이 변하는 물질, 예컨대 전이금속 산화물(TMO)을 포함하는 이원산화물을 포함할 수 있다.
한편, 가변 저항층(130)은 오존(O3) 또는 산소(O2) 중 어느 하나 이상의 반응 가스를 이용하여 증착 또는 성장시킬 수 있으며, 이 과정에서 금속 전극(220)이 산화되어 금속 산화물 전극(220A)으로 변환된다. 금속 산화물 전극(220A)은 3.0eV 이상의 일함수를 가지는 루테늄 산화물(RuOx), 이리듐 산화물(IrOx), 탄탈륨 산화물(TaOx) 또는 텅스텐 산화물(WOx)을 포함할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 가변 저항층(130) 상에 제2 전극(140)을 형성한다.
여기서, 제2 전극(140)은 제1 전극(110)과 같은 금속 질화물, 예컨대 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨 질화물(TaN), 텅스텐 질화물(WN), 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN) 또는 티타늄 실리콘 질화물(TiSiN) 등의 금속 질화물을 물리 증착(PVD) 등의 방식으로 증착하여 형성할 수 있다.
이상의 제2 실시예에서는 금속 산화물 전극(220A)이 연속된 면이 아닌 복수의 섬 형태로 형성된다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.
도 4는 크로스 포인트 셀 어레이(Cross Point Cell Array) 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치는 크로스 포인트 셀 어레이 구조를 형성할 수 있다. 크로스 포인트 셀 어레이 구조는 서로 평행하게 배열된 복수의 제1 배선(BL) 및 제1 배선(BL)과 교차하면서 서로 평행하게 배열된 복수의 제2 배선(WL) 사이의 교차점에 메모리 셀(MC)이 배치되는 구조로서, 각 메모리 셀(MC)의 상부 또는 하부에 선택 소자(미도시됨), 예컨대 트랜지스터 또는 다이오드 등이 접속될 수도 있다.
여기서, 메모리 셀(MC)은 인가되는 전압 또는 전류에 따라 저항이 변화하여 적어도 서로 다른 두 저항 상태 사이에서 스위칭할 수 있는 가변 저항층 및 이에 접하면서 질소 성분을 포함하지 않는 금속 산화물 전극을 포함할 수 있다. 또한, 각 메모리 셀(MC)의 하부는 제1 전극(BE)을 통해 제1 배선(BL)과 접속될 수 있으며, 상부는 제2 전극(TE)을 통해 제2 배선(WL)과 접속될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 금속 질화물로 이루어진 전극 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극을 형성함으로써 가변 저항층을 형성하는 과정에서 특성이 좋지 않은 금속 산화질화물이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극이 산화되어 형성된 금속 산화물 전극에 의해 메모리 셀의 누설전류가 감소됨과 동시에 메모리 셀의 전체적인 저항이 증가하며, 이에 따라 가변 저항 메모리 장치의 스위칭 동작 특성이 향상된다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 기판 110 : 제1 전극
120A : 금속 산화물 전극 130 : 가변 저항층
140 : 제2 전극 220A : 금속 산화물 전극

Claims (19)

  1. 제1 전극;
    제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 개재되는 가변 저항층; 및
    상기 제1 전극과 상기 가변 저항층 사이에 개재되며, 질소 성분을 포함하지 않는 금속 산화물 전극을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전극은, 루테늄 산화물, 이리듐 산화물, 탄탈륨 산화물 및 텅스텐 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전극은, 3.0eV 이상의 일함수를 갖는
    가변 저항 메모리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전극은, 상기 제1 전극 상에 복수의 섬 형태로 형성된
    가변 저항 메모리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 전극은, 금속 질화물을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가변 저항층은, 산소 공공이나 이온의 이동에 의해 전기저항이 변하는 물질을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  7. 서로 평행하게 배열된 복수의 제1 배선;
    상기 제1 배선과 교차하며, 서로 평행하게 배열된 복수의 제2 배선; 및
    상기 제1 배선과 상기 제2 배선의 교차점에 배치된 메모리 셀을 포함하고,
    상기 메모리 셀은,
    인가되는 전압 또는 전류에 따라 저항이 변화하여 적어도 서로 다른 두 저항 상태 사이에서 스위칭할 수 있는 가변 저항층; 및
    상기 가변 저항층에 접하며, 질소 성분을 포함하지 않는 금속 산화물 전극을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전극은, 루테늄 산화물, 이리듐 산화물, 탄탈륨 산화물 및 텅스텐 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전극은, 3.0eV 이상의 일함수를 갖는
    가변 저항 메모리 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전극은, 상기 가변 저항층 상에 복수의 섬 형태로 형성된
    가변 저항 메모리 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 가변 저항층은, 산소 공공이나 이온의 이동에 의해 전기저항이 변하는 물질을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 배선과 상기 메모리 셀 사이에 개재되는 제1 전극; 및
    상기 제2 배선과 상기 메모리 셀 사이에 개재되는 제2 전극을 더 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 전극은, 금속 질화물을 포함하는
    가변 저항 메모리 장치.
  14. 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 질소 성분을 포함하지 않는 금속 전극을 형성하는 단계;
    상기 금속 전극 상에 가변 저항층을 형성하는 단계; 및
    상기 가변 저항층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 가변 저항층 형성 단계에서,
    상기 금속 전극이 산화되어 금속 산화물 전극으로 변환되는
    가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 금속 전극은, 루테늄, 이리듐, 탄탈륨 및 텅스텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 형성하는
    가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전극은, 3.0eV 이상의 일함수를 갖는
    가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 금속 전극은, 상기 제1 전극 상에 복수의 섬 형태로 형성하는
    가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 전극은, 금속 질화물로 형성하는
    가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 가변 저항층은, 오존 또는 산소 중 어느 하나 이상의 반응 가스를 이용하여 증착 또는 성장시켜 형성하는
    가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
KR1020120050366A 2012-05-11 2012-05-11 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법 KR20130126325A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120050366A KR20130126325A (ko) 2012-05-11 2012-05-11 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
US13/619,918 US8878240B2 (en) 2012-05-11 2012-09-14 Variable resistance memory device and method for fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120050366A KR20130126325A (ko) 2012-05-11 2012-05-11 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130126325A true KR20130126325A (ko) 2013-11-20

Family

ID=49547939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120050366A KR20130126325A (ko) 2012-05-11 2012-05-11 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8878240B2 (ko)
KR (1) KR20130126325A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220142662A (ko) * 2021-04-15 2022-10-24 한국과학기술원 분극 물질층 갖는 소자를 위한 산화물 전극

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140042986A (ko) * 2012-09-28 2014-04-08 삼성전자주식회사 단위 셀이 단일 소자로 구성된 메모리 소자 및 그 제조방법
US8913418B2 (en) * 2013-03-14 2014-12-16 Intermolecular, Inc. Confined defect profiling within resistive random memory access cells
JP6544555B2 (ja) * 2015-01-15 2019-07-17 国立研究開発法人物質・材料研究機構 抵抗変化型素子の製造方法
WO2016159947A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Manufacturing memristors
KR20180134123A (ko) * 2017-06-08 2018-12-18 에스케이하이닉스 주식회사 저항 변화 메모리 소자
JP6915744B2 (ja) * 2018-03-30 2021-08-04 富士通株式会社 抵抗変化素子及びその製造方法、記憶装置
US20220077389A1 (en) * 2020-07-06 2022-03-10 Tetramem Inc. Resistive random-access memory devices with multi-component electrodes and discontinuous interface layers

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7082052B2 (en) 2004-02-06 2006-07-25 Unity Semiconductor Corporation Multi-resistive state element with reactive metal
US8154003B2 (en) * 2007-08-09 2012-04-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Resistive non-volatile memory device
KR101096203B1 (ko) * 2010-04-08 2011-12-22 주식회사 하이닉스반도체 반도체 장치 및 그 제조방법
CN102473458B (zh) * 2010-06-03 2014-11-05 松下电器产业株式会社 交叉点型电阻变化非易失性存储装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220142662A (ko) * 2021-04-15 2022-10-24 한국과학기술원 분극 물질층 갖는 소자를 위한 산화물 전극

Also Published As

Publication number Publication date
US8878240B2 (en) 2014-11-04
US20130299763A1 (en) 2013-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101882850B1 (ko) 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
US8846484B2 (en) ReRAM stacks preparation by using single ALD or PVD chamber
US8022547B2 (en) Non-volatile memory cells including small volume electrical contact regions
KR20130126325A (ko) 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
JP5687978B2 (ja) 抵抗変化型不揮発記憶装置、半導体装置及び抵抗変化型不揮発記憶装置の動作方法
US8575586B2 (en) Resistive memory device and method for manufacturing the same
US9312479B2 (en) Variable resistance memory device
US8976565B2 (en) Selector device using low leakage dielectric MIMCAP diode
KR102225782B1 (ko) 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
US9252189B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory element, nonvolatile semiconductor memory device, and method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory device
KR20120020989A (ko) 비휘발성 메모리요소 및 이를 포함하는 메모리소자
KR20130052371A (ko) 비휘발성 메모리요소 및 이를 포함하는 메모리소자
JP5648126B2 (ja) 抵抗変化素子及びその製造方法
JP2017055082A (ja) 不揮発性記憶装置の製造方法
KR20120139082A (ko) 멀티비트 메모리요소, 이를 포함하는 메모리소자 및 이들의 제조방법
US9018037B1 (en) Vertical oxide-oxide interface for forming-free, low power and low variability RRAM devices
US20090302301A1 (en) Resistance ram device having a carbon nano-tube and method for manufacturing the same
US9666798B1 (en) Switching elements, resistive random access memory devices including the same, and methods of manufacturing the switching elements and the resistive random access memory devices
WO2017039611A1 (en) Material stacks for low current unipolar memristors
KR20130107887A (ko) 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
US20170338409A1 (en) Switching element, resistive memory device including switching element, and methods of manufacturing the same
WO2017019068A1 (en) Non-volatile resistance memory devices including a volatile selector with copper and tantalum oxide
US9825099B2 (en) Switching element, switching element array, and resistive random access memory including switching element, and methods of manufacturing the same
KR20130107876A (ko) 가변 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
KR20150128930A (ko) 도펀트 보상형 스위칭을 갖는 멤리스터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application