选择器件及利用其的存储器件制造技术

本发明专利技术公开了选择器件及包括其的存储器件。本发明专利技术实施例的选择器件可提供高集成存储单元，因具有高可靠性及高选择率而能够在没有漏电的情况下选择所需的单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择器件及利用其的存储器件
本专利技术涉及选择器件及利用其的存储器件，更详细地，提供如下的选择器件及利用其的存储器件，即，利用掺杂有金属的选择层的金属浓度分布差和用于维持金属浓度分布差的防扩散层来实现高可靠性和高选择率。
技术介绍
迄今为止，半导体相关产业基于20世纪80年代的小型化、集成化及20世纪90年代的超小型化、高集成化已成功发展。这种成功以即使在器件尺寸变小的情况下也能够维持工作原理为基础。因此，在现有技术方式的延伸线上以进一步提高其技术为方向进行了所有研究开发，并且，当前取得了非常大的成功。但是，随着信息化和通信化的快速发展，半导体器件也逐渐需要更快速处理信息的能力及提高系统性能的能力，为此，作为核心部件的存储器件必须实现超高速化、超高集成化及超节电化。因此，对于可超高集成化的非易失性存储器件的需求正逐渐增加，以便存储大容量的信息。最近，作为新一代的非易失性存储器件有相变随机存取存储器(PRAM，PhaseChangeRAM)、纳米晶浮栅存储器(NFGM，NanoFloatingGateMemory)、可变电阻式存储器(ReRAM)、聚合物随机存取存储器(PoRAM，PolymerRAM)、磁随机存储器(MRAM，MagneticRAM)、分子存储器(Molecularmemory)等，而这种新一代存储器的开发正朝着实现动态随机存取存储器(DRAM)的高集成性和低耗电、闪存的非易失性及静态随机存取存储器(SRAM)的工作效率为目的进行发展。虽然为了增加这种新一代非易失性存储器件的集成度，正在开发交叉点(crosspoint)单元阵列，但是，由于交叉点单元阵列的固有特性，使得在相邻单元之间产生因潜电流引起的干扰现象，从而导致在数据的读取工作等产生错误。虽然，为了克服上述问题而向各个单元提供了选择器件，但是，因现有选择器件的低选择率而难以实现存储器件的超高集成。
技术实现思路
技术问题根据本专利技术的一实施例，本专利技术的目的在于，提供如下的选择器件，即，适用于交叉点(cross-point)存储器件，具有107以上的高选择率及1012周期(cycles)以上的高可靠性。根据本专利技术的一实施例，本专利技术的另一目的在于，提供如下的存储器件，即，可通过将具有高选择率及高可靠性的选择器件适用于交叉点存储器件来在没有漏电的情况下大幅提高集成度。技术方案本专利技术一实施例的选择器件包括：第一电极；第二电极，与上述第一电极相向配置；至少一个选择层，配置在上述第一电极与上述第二电极之间，包括金属浓度分布；以及防扩散层，配置在上述第一电极、上述第二电极及上述至少一个选择层之间，用于防止上述金属的扩散。由于上述至少一个选择层分别具有互不相同的金属掺杂浓度，因此，可具有金属浓度分布差。上述防扩散层可通过防止掺杂在上述至少一个选择层的金属扩散至相邻层来维持上述至少一个选择层之间的金属浓度分布差。上述防扩散层可通过调节厚度来控制上述金属浓度分布。上述第一电极及上述第二电极的物质可以为选自铂(Pt)、钨(W)、氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、金(Au)、钌(Ru)、铱(Ir)、钯(Pd)、钛(Ti)、铪(Hf)、钼(Mo)及铌(Nb)中的至少一种。上述选择层的物质可以为选自由硫化锗(GeS)、硒化锗(GeSe)、碲化锗(GeTe)、硫化硅(SiS)、硒化硅(SiSe)、碲化硅(SiTe)、硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)、硫化锑(SbS)、硒化锑(SbSe)及碲化锑(SbTe)组成的硫系(Chalcogenide)物质或由三氧化二铝(Al2O3)、一氧化镁(MgO)、三氧化二铬(Cr2O3)、二氧化锰(MnO2)、三氧化二铁(Fe2O3)、四氧化三钴(Co3O4)、一氧化镍(NiO)、二氧化铈(CeO2)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铜(CuO)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化钛(TiO2)、一氧化锌(ZnO)、二氧化铪(HfO2)、二氧化钼(MoO2)、三氧化二铟(In2O3)、二氧化锡(SnO2)及三氧化二钨(W2O3)组成的二元氧化(binaryoxide)物质中的至少一种。掺杂在掺杂有上述金属的选择层的上述金属可以为选自银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)及钛(Ti)中的至少一种。上述防扩散层可以为选自氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、氮化钨(WN)、氮化硅(SiN)、氮化铝(AlN)及氮化铪(HfN)中的至少一种。根据本专利技术另一实施例的存储器件包括：相互交叉的多个第一配线及多个第二配线；多个存储层，形成在上述多个第一配线与上述多个第二配线相互交叉的位置；以及多个权利要求1至8所述的选择器件，形成在上述多个存储层与上述多个第一配线之间或上述多个存储层与上述多个第二配线之间。上述存储器件可以为相变存储器(PCRAM，Phase-ChangedRAM)、阻变存储器(RRAM，ResistiveRAM)或磁随机存储器(MagneticRAM)。专利技术的效果根据本专利技术的一实施例，本专利技术提供的选择器件具有如下效果，即，适用于交叉点(cross-point)存储器件，具有107以上的高选择率及1012周期(cycles)以上的高可靠性。根据本专利技术一实施例，本专利技术提供的存储器件具有如下效果，即，可通过将具有高选择率及高可靠性的选择器件适用于交叉点(cross-point)存储器件来在没有漏电的情况下大幅提高集成度。附图说明图1为示出本专利技术一实施例的选择器件的图；图2为示出通过二次离子质谱分析(SIMS，SecondaryIonMassSpectrometry)来分析本专利技术一实施例的选择器件的曲线图；图3为将通过二次离子质谱分析(SIMS，SecondaryIonMassSpectrometry)来按照本专利技术一实施例的选择器件的深度分析的铜浓度的曲线图与选择器件重叠示出的图；图4为示出本专利技术一实施例的选择器件的电流-电压(I-V)的曲线图；图5a及图5b为示出在本专利技术一实施例的选择器件中随着防扩散层的厚度变化产生改变的铜浓度分布的图；图6为示出在本专利技术一实施例的选择器件中随着写入耐久性周期变化的电流的图；图7a及图7b为示出在本专利技术一实施例的选择器件中随着单元的直径尺寸产生变化的本专利技术的选择器件的门槛电压、截止(off)电流及选择率特性的曲线图；图8a及图8b为示出在本专利技术一实施例的选择器件中随着第二选择层的厚度变化产生的本专利技术的选择器件的门槛电压、截止电流及选择率特性的曲线图；图9为示出本专利技术另一实施例的存储器件的图。具体实施方式以下，虽然参照附图及附图中所记载的内容详细说明了本专利技术的一实施例，但是，本专利技术并不受限于或限定于实施例。本说明书使用的术语仅用于说明实施例，并不具有限制本专利技术的含义。在本说明书中，除非存在特别的含义，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择器件，其特征在于，包括：/n第一电极；/n第二电极，与上述第一电极相向配置；/n至少一个选择层，配置在上述第一电极与上述第二电极之间，包括金属浓度分布；以及/n防扩散层，配置在上述第一电极、上述第二电极及上述至少一个选择层之间，用于防止上述金属的扩散。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181219 KR 10-2018-01656931.一种选择器件，其特征在于，包括：
第一电极；
第二电极，与上述第一电极相向配置；
至少一个选择层，配置在上述第一电极与上述第二电极之间，包括金属浓度分布；以及
防扩散层，配置在上述第一电极、上述第二电极及上述至少一个选择层之间，用于防止上述金属的扩散。


2.根据权利要求1所述的选择器件，其特征在于，
上述至少一个选择层由至少一个第一选择层及至少一个第二选择层组成，
上述至少一个第一选择层及上述至少一个第二选择层分别具有互不相同的金属掺杂浓度，具有金属浓度分布差。


3.根据权利要求1所述的选择器件，其特征在于，上述防扩散层通过防止掺杂在上述至少一个选择层的金属扩散至相邻层来维持上述至少一个选择层之间的金属浓度分布差。


4.根据权利要求1所述的选择器件，其特征在于，上述防扩散层能够通过调节厚度来控制上述金属浓度分布。


5.根据权利要求1所述的选择器件，其特征在于，上述第一电极及上述第二电极的物质为选自铂、钨、氮化钛、氮化钽、金、钌、铱、钯、钛、铪、钼及铌中的至少一种。


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【专利技术属性】
技术研发人员：朴在勤，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR