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반도체 기판 상에 터널 배리어 다이오드의 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 터널 배리어 다이오드의 하부 전극 상에 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막을 형성하는 단계;상기 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막 상에 터널 배리어 다이오드의 상부 전극을 형성하는 단계;상기 터널 배리어 다이오드의 상부 전극 상에 저항변화소자의 금속 산화막을 형성하는 단계; 상기 금속 산화막 내의 산소 원자 조성을 조절하기 위해 열처리하는 단계; 및상기 저항변화소자의 금속 산화막 상에 저항변화소자의 상부 전극을 형성하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 터널 배리어 다이오드를 적용한 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 열처리하는 단계는, 300℃ ~ 500℃의 온도 범위에서 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드는, 상기 터널 배리어 다이오드에 흐르는 전류를 조절하여 read voltage의 half voltage 시에 LRS와 HRS의 흐르는 전류를 같게 하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드의 하부 전극은, Pt, Au 또는 Ni 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막은, Al2O3, HfO2, SiO2 또는 ZrO2 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드의 상부 전극은, Pt, Au 또는 Ni 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 저항변화소자의 금속 산화막은, Ta2O5, TiO2, HfO2 또는 ZrO2 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막 또는 상기 저항변화소자의 금속 산화막은, 물리적 기상 증착법(Physical Vapordeposition: PVD), 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD), 스퍼터링(Sputtering), 펄스 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition: PLD), 증발법(Thermal Evaporation), 전자빔 증발법(Electron Beam Evaporation), 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition: ALD) 및 분자선 에피택시 증착법(Molecular Beam Epitaxy: MBE) 중 어느 하나를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 저항변화소자의 상부 전극은, Ti, Al, Ta, TaN 또는 TiN 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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11
반도체 기판 상에 터널 배리어 다이오드를 형성하는 단계;저항변화소자의 하부 전극 상에 상기 저항변화소자의 금속 산화막을 형성하는 단계;상기 금속 산화막 내의 산소 원자 조성을 조절하기 위해 열처리하는 단계;상기 금속 산화막 상에 저항변화소자의 상부 전극을 형성하는 단계; 및상기 터널 배리어 다이오드 상에 상기 저항변화소자를 결합하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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제 11 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드를 형성하는 단계는, 반도체 기판 상에 터널 배리어 다이오드의 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 터널 배리어 다이오드의 하부 전극 상에 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막을 형성하는 단계;상기 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막 상에 터널 배리어 다이오드의 상부 전극을 형성하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자 제조 방법
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반도체 기판;상기 반도체 기판 상에 형성된 터널 배리어 다이오드의 하부 전극;상기 터널 배리어 다이오드의 하부 전극 상에 형성된 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막;상기 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막 상에 형성된 터널 배리어 다이오드의 상부 전극;상기 터널 배리어 다이오드의 상부 전극 상에 형성된 저항변화소자의 금속 산화막;상기 저항변화소자의 금속 산화막 상에 형성된 저항변화소자의 상부 전극;으로 구성되되, 상기 저항변화소자의 금속 산화막은, 열처리되고 열처리되는 온도에 따라 상기 저항변화소자의 상부 전극 또는 상기 터널 배리어 다이오드의 상부 전극으로 확산되는 산소 원자의 조성이 조절되어 포밍공정(Forming process)없이 제조된 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자
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제 14 항에 있어서, 상기 열처리 온도는, 300℃ ~ 500℃의 범위에서 상기 산소 원자의 조성을 조절함으로써 비저항을 조절하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자
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제 14 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드는, 상기 터널 배리어 다이오드에 흐르는 전류를 조절하여 read voltage의 half voltage 시에 LRS와 HRS의 흐르는 전류를 같게 하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자
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제 14 항에 있어서, 상기 터널 배리어 다이오드의 하부 전극은, Pt, Au 또는 Ni중 어느 하나이고, 상기 터널 배리어 다이오드의 상부 전극은, Pt, Au 또는 Ni 중 어느 하나이고, 상기 터널 배리어 다이오드의 금속 산화막은, Al2O3, HfO2, SiO2 또는 ZrO2 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자
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제 14 항에 있어서, 상기 저항변화소자의 상부 전극은, Ti, Al, Ta, TaN 또는 TiN 중 어느 하나이고, 상기 저항변화소자의 금속 산화막은, Ta2O5, TiO2, HfO2 또는 ZrO2 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비휘발성 저항 스위칭 메모리 소자
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