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제 1 배선과 전기적으로 결합되는 비반응성 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대향하고, 제 2 배선과 전기적으로 결합되는 제 2 전극; 및상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이를 연결하는 스위칭 구조로서 산소 공공에 의한 가역적 도전성 필라멘트를 포함하는 가변 저항 층을 포함하는 메모리 셀을 포함하며, 상기 제 2 전극은 상기 가변 저항 층 상에 형성되고 상기 도전성 필라멘트의 스위칭에 필요한 산소 및 산소 공공을 제한적으로 교환하기 위한 체적 또는 산화력을 갖는 유한 산소 공공 저장원 및 상기 유한 산소 공공 저장원과 전기적으로 연결되어 제 2 배선에 전기적으로 결합되는 콘택 전극을 포함하는 저항성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 가변 저항 층은 화학양론적 조성을 갖거나 산소 결핍 조성을 갖는 금속 산화물을 포함하는 저항성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 금속 산화물은 탄탈륨(Ta), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 오스뮴(Os), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 아연(Zn), 하프늄(Hf), 및 텅스텐(W) 중 적어도 어느 하나의 산화물을 포함하는 저항성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 가변 저항 층은 상기 산소 공공 저장원보다 산화 포텐셜 에너지가 더 큰 금속 산화물인 저항성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 산소 공공 저장원은, 탄탈륨(Ta), 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 텅스텐 (W), 및 루테늄 (Ru) 중 적어도 어느 하나인 금속 또는 상기 금속의 산화물을 포함하는 저항성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 산소 공공 저장원의 체적은 상기 도전성 필라멘트를 구성하기 위해 필요한 산소 공공의 개수, 상기 도전성 필라멘트의 평균 직경, 및 상기 산소 공공 저장원의 상온의 산소의 고용도 중 적어도 어느 하나를 고려하여 결정되는 저항성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 산소 공공 저장원은 도트 형상을 가지며, 상기 가변 저항 층의 일부 영역 상에 국지적으로 배치되는 저항성 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,상기 산소 공공 저장원의 평균 두께는 상기 가변 저항 층의 두께보다 3 배 내지 20 배 범위 내의 크기를 갖는 저항성 메모리 소자
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제 1 배선과 전기적으로 결합되는 비반응성 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대향하고, 제 2 배선과 전기적으로 결합되는 제 2 전극; 및상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이를 연결하는 스위칭 구조로서 금속 이온에 의한 가역적 도전성 브릿지를 포함하는 가변 저항 층을 포함하는 메모리 셀을 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 제 1 배선에 전기적으로 결합되는 콘택 전극 및 상기 콘택 전극 상에 형성되고 상기 도전성 브릿지의 스위칭에 필요한 금속 이온을 제한적으로 교환하기 위한 체적 또는 이온화도를 갖는 유한 이온 저장원을 포함하는 저항성 메모리 소자
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제 9 항에 있어서,상기 가변 저항 층은 칼코겐화물 및 금속 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 고체 전해질을 포함하는 저항성 메모리 소자
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제 9 항에 있어서,상기 이온 저장원의 체적은 상기 도전성 브릿지를 구성하기 위해 필요한 금속 이온의 개수, 및 상기 금속 이온의 평균 직경 중 적어도 어느 하나를 고려하여 결정되는 저항성 메모리 소자
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12
제 9 항에 있어서,상기 이온 저장원은, 은(Ag), 테루륨(Te), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 아연(Zn) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 저항성 메모리 소자
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13
제 9 항에 있어서,상기 이온 저장원은 도트 형상을 갖도록 상기 콘택 전극 상에 국지적으로 배치되는 저항성 메모리 소자
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제 13 항에 있어서,상기 이온 저장원은 팁 부를 갖는 저항성 메모리 소자
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제 9 항에 있어서,상기 이온 저장원의 평균 두께는 상기 가변 저항 층의 두께보다 3 배 내지 20 배 범위 내의 크기를 갖는 저항성 메모리 소자
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전극용 도전층을 제공하는 단계;상기 도전층 상에 상기 도전층의 일부 표면을 노출시키는 개구들을 갖는 스크린 마스크를 형성하는 단계; 물리적 기상 증착에 의해 상기 도전층의 일부 표면 상에 팁 부를 갖는 산소 공공 저장원 또는 이온 저장원을 형성하는 단계; 및상기 스크린 마스크를 제거하는 단계를 포함하는 저항성 메모리 소자의 제조 방법
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가변 저항 층을 제공하는 단계;상기 가변 저항 층 상에 상기 가변 저항 층의 일부 표면을 노출시키는 개구들을 갖는 스크린 마스크를 형성하는 단계; 물리적 기상 증착에 의해 상기 가변 저항 층의 일부 표면 상에 팁 부를 갖는 산소 공공 저장원 또는 이온 저장원을 형성하는 단계; 및상기 스크린 마스크를 제거하는 단계를 포함하는 저항성 메모리 소자의 제조 방법
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