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제 1 전극;제 2 전극; 및상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되고, 금속 절연체 전이(Metal-Insulator Transition: MIT) 특성을 갖는 제 1 전이 금속의 산화물 매트릭스 층 및 상기 산화물 매트릭스 층 내에 국부적으로 배치되며, 상기 제 1 전이 금속과 다른 종류의 제 2 전이 금속의 산화물을 포함하며, 문턱 전압을 갖는 스위칭 층을 포함하며,상기 문턱 전압은 상기 제 2 전이 금속의 산화물의 함유량에 의해 조절된 비선형 선택 소자
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제 1 항에 있어서,상기 제 1 전이 금속은 나이오븀(niobium: Nb)을 포함하고,상기 제 2 전이 금속은 하프늄(hafnium: Hf)을 포함하는 비선형 선택 소자
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제 1 항에 있어서,상기 스위칭 층은 상기 제 1 전이 금속의 산화물의 결정 및 상기 제 2 전이 금속의 산화물의 결정을 포함하는 비선형 선택 소자
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제 1 항에 있어서,상기 스위칭 층은 10 nm 내지 30 nm의 두께 범위를 갖는 비선형 선택 소자
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제 1 항에 있어서,상기 산화물 매트릭스 층 내에 상기 제 2 전이 금속의 산화물의 함유량은 10 % 내지 50 % 범위를 갖는 비선형 선택 소자
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제 1 항에 있어서,상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 어느 하나는 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 탄탈룸(Ta), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 아연(Zn), 크롬(Cr), 코발트(Co), 망간(Mn), 철(Fe), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu), 란탄계(Lanthanide) 금속, 또는 이들의 합금, 이들의 질화물 또는 이들의 산화물을 포함하는 비선형 선택 소자
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제 1 항에 있어서,상기 비선형 선택 소자의 상기 문턱 전압은 상기 제 2 전이 금속의 산화물의 함유량에 비례하여 증가하는 비선형 선택 소자
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제 1 항에 있어서,상기 문턱 전압의 조절 가능 윈도우는 1
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제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상에, 금속 절연체 전이(Metal-Insulator Transition: MIT) 특성을 갖는 제 1 전이 금속의 산화물 매트릭스 층 및 상기 산화물 매트릭스 층 내에 표면 또는 내부에 국부적으로 배치되고 상기 제 1 전이 금속과 다른 종류의 제 2 전이 금속의 산화물을 포함하며, 문턱 전압을 갖는 스위칭 층을 형성하는 단계; 및상기 스위칭 층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하며,상기 문턱 전압은 상기 제 2 전이 금속의 산화물의 함유량에 의해 조절되는 비선형 선택 소자의 제조 방법
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제 9 항에 있어서,상기 스위칭 층을 형성하는 단계는,플라즈마 증착 챔버 내에 상기 제 1 전이 금속을 포함하는 제 1 타깃 물질과 상기 제 2 전이 금속을 포함하는 제 2 타깃 물질을 준비하는 단계; 상기 플라즈마 증착 챔버 내에 플라즈마 방전 가스 및 산화성 가스를 주입하는 단계; 상기 제 1 타깃 물질의 원자들을 방출시키기 위한 제 1 RF 또는 제 1 DC 전력 그리고 상기 제 2 타깃 물질의 원자들을 방출시키기 위한 제 2 RF 또는 제 2 DC 전력을 공급하여, 상기 플라즈마 증착 챔버 내에 플라즈마를 형성하는 단계; 상기 제 1 타깃 물질과 상기 제 2 타깃 물질 중 적어도 하나와 상기 산화성 가스가 반응하여, 상기 제 1 전극 상에 상기 제 2 전이 금속의 산화물이 국부적으로 형성된 상기 제 1 전이 금속의 산화물 매트릭스 층을 형성하는 단계를 포함하는 비선형 선택 소자의 제조 방법
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제 9 항에 있어서,상기 산화물 매트릭스 층 내에 상기 제 2 전이 금속의 산화물의 함유량은 상기 산화성 가스의 양, 상기 제 1 RF 또는 제 1 DC 전력의 크기 및 상기 제 2 RF 또는 제 2 DC 전력의 크기에 의해 조절되는 비선형 선택 소자의 제조 방법
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제 9 항에 있어서,상기 산화물 매트릭스 층 내에 상기 제 2 전이 금속의 산화물의 함유량은 10 % 내지 50 % 범위를 갖는 비선형 선택 소자의 제조 방법
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제 9 항에 있어서,상기 스위칭 층이 결정화되도록 후속 열처리를 수행하는 단계를 포함하는 비선형 선택 소자의 제조 방법
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제 13 항에 있어서,상기 후속 열처리의 온도는 500 ℃ 내지 700 ℃의 범위인 비선형 선택 소자의 제조 방법
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제 1 항에 기재된 비선형 선택 소자 및 상기 비선형 선택 소자에 전기적으로 직렬 연결되는 저항 변화 메모리 소자를 포함하는 비휘발성 메모리 장치
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