存储装置制造方法及图纸

根据实施方式，存储装置具有：第1电极、设置在所述第1电极之上且具备具有结晶结构的硫属化合物的电阻变化层、及设置在所述电阻变化层上的第2电极。所述电阻变化层具有将所述第1电极的上表面及所述第2电极的下表面的一者覆盖的第1区域、及所述电阻变化层内的元素浓度低于所述第1区域的第2区域。

【技术实现步骤摘要】
[关联申请案]本申请案享有以美国临时专利申请案62/133143号(申请日：2015年3月13日)作为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
实施方式涉及一种存储装置。
技术介绍
一般而言，在电阻变化型存储装置，以夹隔电阻变化部的形式形成有电极。通过对电阻变化部供给电流，电阻变化部的电阻状态进行变化从而存储信息。在所述电阻变化型存储装置中，期待能够以低电压、低电流进行控制的电阻变化部。
技术实现思路
本专利技术的实施方式是提供一种能够以低电压、低电流控制电阻变化动作的存储装置。根据实施方式，存储装置具有：第1电极、设置在所述第1电极之上且具备具有结晶结构的硫属化合物的电阻变化层、及设置在所述电阻变化层上的第2电极。所述电阻变化层具有将所述第1电极的上表面及所述第2电极的下表面的一者覆盖的第1区域、及元素浓度低于所述第1区域的第2区域。附图说明图1A是第1实施方式的存储装置的电路图，图1B是第1实施方式的存储单元部的示意立体图，图1C是第1实施方式的存储单元部的电路图。图2A及图2B是第1实施方式的电阻变化层的示意剖视图。图3A～图3C是表示第1实施方式的存储装置的制造方法的示意剖视图。图4A及图4B是表示时间与施加至电阻变化层的电压值的关系的图表，图4C是表
示施加至电阻变化层的电压值与电流值的关系的图表。图5A是第1实施方式的存储装置的电路图，图5B是表示时间与施加至电阻变化层的电压值的关系的图表，图5C及图5D是表示施加至电阻变化层的电压值与电流值的关系的图表。图6A及图6B是表示时间与施加至电阻变化层的电压值的关系的图表，图6C是表示施加至电阻变化层的电压值与电流值的关系的图表。图7A及图7B是第1实施方式的电阻变化层的示意剖视图。图8A～图8D是第1实施方式的电阻变化层的示意剖视图。图9A～图9D是第1实施方式的电阻变化层的示意剖视图。图10A～图10E是第1实施方式的电阻变化层的示意剖视图。图11A及图11B是第2实施方式的电阻变化层的示意剖视图。图12A是第3实施方式的存储装置的电路图，图12B是第3实施方式的存储单元部的示意立体图，图12C是第3实施方式的存储单元部的电路图。具体实施方式(第1实施方式)图1A是本实施方式的存储装置1的电路图，图1B是本实施方式的存储单元部100的示意立体图。另外，在图1B中，为便于观图，而将周边的绝缘层等的图示省略。图1C是本实施方式的存储单元部100的电路图。在图1A～图1C中，将相互正交的2方向设为X方向及Y方向，将相对于这些X方向及Y方向(XY面)交叉且叠层有装置的方向设为Z方向。如图1A及图1B所示，本实施方式的存储装置1具有存储单元部100、控制部3、栅极电极解码器2、第1配线层解码器5、第2配线层解码器6、及电源部7。存储单元部100具有电阻变化层30(电阻变化部)、及晶体管Tr。控制部3控制存储装置1的动作。控制部3经由栅极电极解码器2、第1配线层解码器5及第2配线层解码器6，进行存储单元部100的设置动作、重置动作、读出动作等的控制。电源部7基于来自控制部3的信号，对各部供给电压。例如，电源部7对栅极电极解码器2、第1配线层解码器5及第2配线层解码器6供给电压。通过该电压而执行存储单元部100的设置动作、重置动作、及读出动作等。栅极电极解码器2是与存储单元部100的栅极电极12电性连接。第1配线层解码
器5是与存储单元部100的第1配线层25电性连接。第2配线层解码器6是与存储单元部100的第2配线层26电性连接。各解码器2、5、6是对于与多个电阻变化层30及多个晶体管Tr中的经选择的电阻变化层30及晶体管Tr对应的栅极电极12、第1配线层25、及第2配线层26施加特定的电压。由此，便可进行存储在经选择的电阻变化层30中的信息的重写、读出。如图1B所示，在本实施方式的存储单元部100中设置有衬底10。在衬底10上，设置有栅极绝缘膜11。在栅极绝缘膜11上，设置有栅极电极(字线)12。在衬底10的上部，以夹着栅极绝缘膜11的正下方区域的方式设置有源极漏极区域13、14。栅极绝缘膜11、栅极电极12及源极漏极区域13、14构成晶体管Tr。衬底10的源极漏极区域13、14之间的区域作为晶体管Tr的沟道发挥功能。在晶体管Tr的周围，设置有元件分离膜15。元件分离膜15是与源极漏极区域13、14相接。在源极漏极区域13上，介隔接触部16设置有电极层21。在电极层21上，设置有第1电极22。在第1电极22上，设置有电阻变化层30。在电阻变化层30上，设置有第2电极23。在第2电极23上，介隔接触部24设置有第1配线层25(位线)，且该第1配线层25(位线)在Y方向上延伸。即，第1配线层25经由电阻变化层30而与源极漏极区域13电性连接。在源极漏极区域14上，介隔接触部17设置有第2配线层26。即，第2配线层26是电性连接于源极漏极区域14。如下所述，因对电阻变化层30所赋予的电场及应力的至少任一者与热的影响，故电阻变化层30内的状态(下述元素35的浓度分布)产生变化。由此，电阻变化层30的电阻值产生变化，从而可存储数据。即，例如，可通过将电阻变化层30的低电阻状态设为“1”，将高电阻状态设为“0”，而使电阻变化层30存储数据。即，可将电阻变化层30用作存储器。在源极漏极区域14上，介隔接触部17设置有第2配线层26(源极层)。第2配线层26是在X方向上延伸。第2配线层26是与晶体管Tr电性连接。通过所述构成而如图1C所示，在本实施方式的存储单元部100，将1个电阻变化层30及1个晶体管Tr串联地连接于第1配线层25与第2配线层26之间(1T1R结构)。(电阻变化层30的基本构成)使用图2A及图2B，对于电阻变化层30的基本构成及状态进行说明。另外，关于使电阻变化层30的电阻变化的动作方法，将在下文叙述。参照图2A，对电阻变化层30的基本构成进行说明。图2A是本实施方式的电阻变化层30的示意剖视图。另外，在图2A中，将电极层21之下及第2电极23之上的结构省略。如图2A所示，电阻变化层30具有硫属化合物31。而且，电阻变化层30含有元素35。元素35既可以包含在例如硫属化合物31的结晶结构内，也可以在电阻变化层30内析出。电阻变化层30的Z方向的厚度W1为例如50nm以下。硫属化合物31设置在第1电极22上。硫属化合物31具有结晶结构，且具有c轴定向。另外，本实施方式中的“c轴”是例如Z方向。另外，下述电阻变化层30的第1状态F1及第2状态F2均具有结晶结构，且具有c轴定向。硫属化合物31是包含例如选自下述第1群及第2群的1种以上的元素与选自第3群的1种以上的元素的化合物。在本实施方式中，硫属化合物31是例如作为锑与碲的化合物的Sb2Te3。硫属化合物31的电阻率为例如1000μΩ·cm以下。第1群含有例如锗、硅及碳的各者。第2群含有例如钛、钒、铜、锌、铬、锆、铂、钯、钼、镍、锰、铪、铋及锑的各者。第3群含有例如硫、硒及碲的各者。元素35含有例如锗、硅及碳的至少任一者。在本实施方式中，元素35为锗。第1电极22及第2电极23含有例如元素35的扩散系数较低的材料，例如含有氮化钛。(电阻变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储装置，其特征在于具有：第1电极；电阻变化层，设置在所述第1电极之上，且具有具备结晶结构的硫属化合物；及第2电极，设置在所述电阻变化层上；所述电阻变化层含有锗、硅、或碳的至少任一个元素，且具有：第1区域，将所述第1电极的上表面及所述第2电极的下表面的一者覆盖；及第2区域，所述元素的浓度低于所述第1区域。

【技术特征摘要】
2015.03.13 US 62/133,143;2015.07.24 US 14/808,5841.一种存储装置，其特征在于具有：第1电极；电阻变化层，设置在所述第1电极之上，且具有具备结晶结构的硫属化合物；及第2电极，设置在所述电阻变化层上；所述电阻变化层含有锗、硅、或碳的至少任一个元素，且具有：第1区域，将所述第1电极的上表面及所述第2电极的下表面的一者覆盖；及第2区域，所述元素的浓度低于所述第1区域。2.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于所述第1区域是与所述第1电极及所述第2电极的一者相接，且所述第2区域是与所述第1区域所未相接的所述第1电极及所述第2区域的一者相接。3.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于所述硫属化合物具有c轴定向。4.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于所述元素包含在所述硫属化合物的结晶结构内。5.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于所述硫属化合物是选自具有锗、硅及碳的各者的第1群及具有钛、钒、铜、锌、铬、锆、铂、钯、钼、镍、锰、铪、铋及锑的各者的第2群中的1种以上的元素、与选自具有硫、硒及碲的各者的第3群中的1种以上的元素的化合物。6.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于所述硫属化合物含有锑及碲的化合物。7.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于所述电阻变化层具有相较所述第1区域的所述浓度低且相较所述第2区域的所述浓度高的第3区域。8.根据权利要求1的存储装置，其特征在于更具备具有第1单元与第2单元的存储单元，且所述第1单元具有：第1下部电极；第1电阻变化层，设置在所述第1下部电极上，且具有所述第1区域与所述第2区域；及第1上部电极，设置在所述第1电阻变化层上；所述第2单元具有：第2下部电极；第2电阻变化层，设置在所述第2下部电极上，且具有所述元素的浓度低于所述第1区域且高于所述第2区域的第4区域；及第2上部电极，设置在所述第2电阻变化层上。9.一种存储装置，其特征在于具有：第1电极；电阻变化层，设置在所述第1电极之上，且具有具备结晶结构的硫属化合物；及第2电极，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木都文，山本和彦，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP