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실리콘 기판 상에 제 1 층간 절연층, 하부 전극층, 제 2 층간 절연층, 상변화 물질층 및 상부 전극층이 차례로 형성되어 있고, 상기 제 2 층간 절연층을 수직 방향으로 관통하여 상기 상변화 물질층 및 하부 전극층을 연결하는 접촉 구멍 (contact hole)이 구비되어 그 내부에 상기 상변화 물질 또는 하부 전극 물질이 채워져 있으며, 이때 상변화 물질과 하부 전극 물질이 만나는 접촉면에, 상변화 물질과의 화학적 결합력이 크고 하부 전극 물질에 비해 전기적 비저항 및 열전도도가 낮은 계면 제어층이 형성되어 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 비휘발성 전기적 상변화 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,계면 제어층이, 접촉 구멍의 상단부 또는 하단부에서 상변화 물질층과 접촉하는 하부 전극 물질의 산화물 또는 상변화 물질층과는 다른 Ge-Sb-Te 계열 물질인 것을 특징으로 하는 메모리 소자
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제 2 항에 있어서,전극 물질의 산화물이 Ti, TiN, TiAlN, W 및 WN으로 이루어진 군에서 선택된 물질의 산화물인 것을 특징으로 하는 메모리 소자
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제 1 항에 있어서,계면 제어층은 두께가 20 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 메모리 소자
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1) 실리콘 기판 위에 제 1 층간 절연층 및 하부 전극층을 차례로 증착하고 그 위에 다시 제 2 층간 절연층을 증착한 후, 포토 및 식각 공정을 통해서 상기 제 2 층간 절연층에 접촉 구멍을 형성하여 하부 전극을 노출시키거나 또는 형성된 접촉 구멍 안에 하부 전극 물질을 충진하여, 접촉 구멍의 하단부 또는 상단부에 접촉면을 형성하는 단계;2) 상기 접촉 구멍 내의 접촉면에, 상변화 물질과의 화학적 결합력이 크고 하부 전극 물질에 비해 전기적 비저항 및 열전도도가 낮은 계면 제어층을 형성하는 단계; 및3) 상기 계면 제어층을 포함하는 제 2 층간 절연층 위에 상변화 물질층과 상부 전극층을 차례로 증착하고 각각 포토 및 식각 공정을 통해 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비휘발성 전기적 상변화 메모리 소자의 제조방법
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제 5 항에 있어서,계면 제어층이, 접촉면의 노출된 전극을 산소 분위기 하에서 열처리하거나 산소 플라즈마에 의해 산화시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 5 항에 있어서,계면 제어층이, 접촉면의 노출된 전극에 이온을 주입하여 전극 산화물을 증착시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법
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8
제 5 항에 있어서,계면 제어층이, 접촉면의 노출된 전극 상에 별도의 전극 산화물을 증착시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 5 항에 있어서,계면 제어층이, 접촉면의 노출된 전극 상에 Ge-Sb-Te 계열의 상변화 물질을 증착시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법
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제 6 내지 8 항 중 어느 한 항에 있어서,전극 산화물이, Ti, TiN, TiAlN, W 및 WN으로 이루어진 군에서 선택된 물질의 산화물인 것을 특징으로 하는 제조방법
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