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제1 전극층과, 상기 제1 전극층 위에 형성된 발열성 금속 전극층과, 상기 발열성 금속 전극층 위에 형성되고 상기 발열성 금속 전극층의 일부인 제1 영역을 노출시키는 개구가 형성되어 있는 절연막 패턴과, 상기 제1 영역중 일부 영역에서 상기 발열성 금속 전극층과 상기 상변화 재료층과의 전기적 접촉을 막기 위하여 상기 발열성 금속 전극층의 표면에 형성되어 있는 복수의 절연체 나노 도트와, 상기 개구 내에서 상기 복수의 절연체 나노 도트 및 상기 발열성 금속 전극층 위에 형성되어 있고, 상기 제1 영역중 상기 복수의 절연체 나노 도트 사이로 노출되는 접촉 영역에서만 상기 발열성 금속 전극층과 전기적으로 접촉 가능한 상변화 재료층과, 상기 상변화 재료층중 상기 발열성 금속 전극층과 접하는 측의 반대측에 접해 있는 제2 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 발열성 금속 전극층과 상기 상변화 재료층은 상기 복수의 절연체 나노 도트중 상호 인접한 절연체 나노 도트들에 의해 둘러싸이는 부분에서 상호 접촉되는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 절연체 나노 도트는 금속 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 절연체 나노 도트는 실리콘 질화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 복수의 절연체 나노 도트는 각각 반구 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자
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제6항에 있어서, 상기 복수의 절연체 나노 도트는 각각 10 nm 이하의 반경 사이즈를 가지는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자
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제1항에 있어서, 상기 상변화 재료층은 칼코게나이드 계열의 금속 원소의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자
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상면에 제1 전극층이 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 제1 전극층 위에 발열성 금속 전극층을 형성하는 단계와, 상기 발열성 금속 전극층 위에 상기 발열성 금속 전극층의 일부인 제1 영역을 노출시키는 개구가 형성된 절연막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 개구 내에서 상기 발열성 금속 전극층 위에 복수의 절연체 나노 도트를 형성하되, 상기 복수의 절연체 나노 도트중 상호 인접한 절연체 나노 도트들 사이의 접촉 영역에서 상기 발열성 금속 전극층을 노출시키도록 상기 복수의 절연체 나노 도트를 형성하는 단계와, 상기 접촉 영역에서만 상기 발열성 금속 전극층과 전기적 접촉이 가능하도록 상기 복수의 절연체 나노 도트 및 상기 발열성 금속 전극층 위에 상변화 재료층을 형성하는 단계와, 상기 상변화 재료층의 상면에 접하는 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자의 제조 방법
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제9항에 있어서, 복수의 절연체 나노 도트를 형성하는 단계는 상기 제1 영역에서 상기 발열성 금속 전극층 위에 금속층을 형성하는 단계와, 질소(N2) 분위기에서의 열처리에 의해 상기 금속층으로부터 복수의 금속 나노 도트를 형성하는 단계와, 산소(O2) 분위기에서의 열처리에 의해 상기 복수의 금속 나노 도트로부터 상기 복수의 절연체 나노 도트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자의 제조 방법
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제10항에 있어서, 상기 질소(N2) 분위기에서의 열처리 및 산소(O2) 분위기에서의 열처리는 각각 상기 금속층의 구성 물질의 녹는점 보다 낮은 온도에서 행해지는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자의 제조 방법
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제9항에 있어서, 복수의 절연체 나노 도트를 형성하는 단계는 원자층 증착법을 이용하여 상기 제1 영역에서 상기 발열성 금속 전극층 위에 나노 도트 형태의 금속 산화막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자의 제조 방법
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제9항에 있어서, 상기 복수의 절연체 나노 도트를 형성하는 단계는 상기 제1 영역에서 상기 발열성 금속 전극층 위에 복수의 실리콘 나노 도트를 형성하는 단계와, 상기 복수의 실리콘 나노 도트를 질화시켜 복수의 실리콘 질화물 나노 도트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자의 제조 방법
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제13항에 있어서, 상기 복수의 실리콘 나노 도트를 질화시키기 위하여 질소 라디칼을 이용하는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자의 제조 방법
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제9항에 있어서, 상기 복수의 절연체 나노 도트를 형성하는 단계는 화학적 기상 증착법을 이용하여 나노 도트 형태의 실리콘 질화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상변화 메모리 소자의 제조 방법
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