发明名称 非挥发性半导体记忆装置
摘要 本发明之非挥发性记忆元件(10),其系依序积层下部电(7)、可变电阻体(8)与上部电极(9)而构成,可变电阻体(8)系以结晶与非结晶混合在一起的状态成膜,以形成非挥发性记忆元件(10)。更佳系可变电阻体(8)为以350℃~500℃范围内之成膜温度所成膜之以通式Pr1-xCaxMnO3所示的 Pr/Ca/Mn氧化物。或可变电阻体(8)以非结晶状态或结晶与非结晶混合在一起的状态之成膜温度成膜后,以较成膜温度高温且可变电阻体(8)在可维持结晶与非结晶混合在一起的状态之温度范围进行退火处理而形成。
申请公布号 TWI255035 申请公布日期 2006.05.11
申请号 TW094100523 申请日期 2005.01.07
申请人 夏普股份有限公司 发明人 川添豪哉;玉井幸夫;岛冈笃志;萩原直人;增田秀俊;铃木利昌
分类号 H01L27/10 主分类号 H01L27/10
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种非挥发性半导体记忆装置,其系具备可变电 阻元件,而该可变电阻元件系具有包含钙钛矿型金 属氧化膜之可变电阻体,且前述可变电阻体系以结 晶与非结晶混合在一起的状态成膜。 2.如请求项1之非挥发性半导体记忆装置,其中前述 可变电阻元件系依序积层下部电极、前述可变电 阻体与上部电极而成者。 3.如请求项1之非挥发性半导体记忆装置,其中前述 可变电阻体为以350℃-500℃范围内之成膜温度所成 膜之以通式Pr1-xCaxMnO3所示的Pr/Ca/Mn氧化物。 4.如请求项1之非挥发性半导体记忆装置,其中前述 可变电阻体系形成于比最下层之金属配线层更上 层。 5.如请求项1之非挥发性半导体记忆装置,其中前述 可变电阻体以非结晶状态或结晶与非结晶混合在 一起的状态之成膜温度成膜后,以较前述成膜温度 高温且前述可变电阻体在可维持结晶与非结晶混 合在一起的状态之温度范围进行退火处理而形成 者。 6.如请求项5之非挥发性半导体记忆装置,其中前述 成膜温度为500℃以下。 7.如请求项5之非挥发性半导体记忆装置,其中前述 可变电阻体为以通式Pr1-xCaxMnO3所示的Pr/Ca/Mn氧化 物。 图式简单说明: 图1系表示具备本发明之钙钛矿型金属氧化膜,其 可变电阻元件之初期电阻値与是否可开关动作之 关系图。 图2系模式地表示用于本发明之非挥发性半导体记 忆装置的可变电阻元件之基本构造的剖面图。 图3系表示形成PCMO膜作为钙钛矿型结晶构造之可 变电阻体的一例时,其溅镀成膜温度与PCMO膜的电 阻率之关系的特性图。 图4系表示用于本发明之非挥发性半导体记忆装置 的记忆胞之一构成例的等价电路图(A)及模式地表 示其段面构造之剖面图(B)。 图5系表示用以制作本发明之非挥发性半导体记忆 装置的记忆胞之第1层金属配线,其形成步骤以后 的步骤例之步骤表。 图6系藉溅镀法在300℃下形成PCMO膜后,在氧气氛中 以500℃退火15分钟所形成时之可变电阻元件的剖 面TEM图像。 图7系藉溅镀法在300℃下形成PCMO膜后,在氮气氛中 以525℃退火15分钟所形成时之可变电阻元件的剖 面TEM图像。 图8系表示图6所示之可变电阻元件的开关动作例 之图。 图9系表示本发明之非挥发性半导体记忆装置的全 体构成之区块图。 图10系模式地表示用于本发明之非挥发性半导体 记忆装置的记忆胞构造之另一例的剖面图。 图11系表示本发明之非挥发性半导体记忆装置的 记忆阵列之一构成例的电路图。
地址 日本