JP2009524210A - ゲルマニウムまたはテルル含有量の少ないカルコゲナイドデバイス及びカルコゲナイド材料 - Google Patents
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Abstract
本発明のカルコゲナイド材料を含む電気デバイスは、リセット状態とセット状態の間の抵抗比が高い場合に、リセット状態からの迅速な変化ができるようにする。本発明のデバイスは、デバイスの高速動作スピードを保ちつつ、メモリ状態の高い抵抗比及び改良された読み出し性を提供する。カルコゲナイド材料は、Ge、Sb及びTeを含み、Ge及び/またはTeの含有量が一般的に用いられるGe2Sb2Te5カルコゲナイド組成に比較して少ない。本発明の一実施形態においては、Ge、Sb、Teの含有量は、Geが11〜22原子%、Sbが22〜65原子%、Teが28〜55原子%である。好ましい実施形態においては、Ge、Sb、Teの含有量は、Geが15〜18原子%、Sbが32〜35原子%、そして、Teが48〜51原子%である。
Description
本発明は、基礎出願とする米国特許出願No.11/200,466の一部継続出願であり、その開示は本発明で引用され、本発明の一部をなす。
この実施例では、本発明に基づいた活性なカルコゲナイド層を有するメモリデバイスの作製について述べる。このデバイス構造は、通常用いられる2端子デバイス設計となっており、上部電極及び下部電極と電気的に接触している、孔を配置した活性カルコゲナイド層を有する。2つの異なるデバイス構成が使われており、各々について同様の結果が達成された。どちらの設計も、厚いSiO2表面酸化物層を有するSiウェーハに堆積させた。
実施例2では、本発明によるカルコゲナイド材料を含むデバイスの改良された結晶化速度について説明する。実施例2で用いたデバイス構造は、実施例1で述べた上記の構造に対応する。実施例1に示したカルコゲナイド組成物のいくつかを含むデバイスの結晶化速度を測定した。測定においては、デバイスに電流パルスを印加し、カルコゲナイドを応答曲線のグレースケール部分の初期状態に変化させた。初期状態の抵抗を記録した。実験の次のステップにおいて、デバイスにエネルギーを印加し、そして、デバイスをセット状態にするのに必要な時間を記録した。印加エネルギーは、一定の振幅と変動幅を有する電流パルスの形である。パルスのエネルギーは、デバイスの抵抗‐電流プロットの蓄積反応型において、デバイスが作動するようなものである(図1参照)。デバイスの抵抗は、デバイスに20nsから5μsまでの変動パルス巾でパルスを印加した場合の時間の関数として、モニタした。セット状態への変化は、先に図1に関連して述べたような抵抗の減少によって示された。セット状態を達成するのに必要なパルス時間を記録した。各デバイスについて、広範の抵抗にわたっているグレースケール型においていくつかの異なる初期状態を設定して実験を繰り返し、そして、初期状態の抵抗とデバイスをセット状態にするのに必要なパルス時間との関係を決定した。
Claims (17)
- Geを11〜21原子%、及び、Sbを22〜65原子%含むことを特徴とする前記カルコゲナイド材料。
- Geを13〜20原子%、及び、Sbを28〜43原子%含むことを特徴とする請求項1に記載のカルコゲナイド材料。
- Sbを32〜35原子%含むことを特徴とする請求項2に記載のカルコゲナイド材料。
- Geを15〜18原子%含むことを特徴とする請求項2に記載のカルコゲナイド材料。
- Sbを32〜35原子%含むことを特徴とする請求項4に記載のカルコゲナイド材料。
- 28〜55原子%のTeをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のカルコゲナイド材料。
- 43〜55原子%のTeをさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のカルコゲナイド材料。
- 48〜51原子%のTeをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のカルコゲナイド材料。
- 請求項1に記載のカルコゲナイド材料と、
前記カルコゲナイド材料と電気的な接続をする第1電極と、
前記カルコゲナイド材料と電気的な接続をする第2電極と、
を含むことを特徴とする、電気デバイス。 - カルコゲナイド材料と、前記カルコゲナイド材料と電気的に接続する第1端子と、前記カルコゲナイド材料と電気的に接続する第2端子とから成る電気デバイスであって、
前記デバイスは第1リセット状態と第2リセット状態を有し、
前記第1リセット状態の抵抗が第2リセット状態の抵抗より3倍以上大きく、
前記第1リセット状態のセットパルス時間が前記第2リセット状態のセットパルス時間の20倍以下であることを特徴とする前記電気デバイス。 - 前記第1リセット状態のセットパルス時間が前記第2リセット状態のセットパルス時間の5倍以下であることを特徴とする請求項10に記載の電気デバイス。
- 前記第1リセット状態の抵抗が前記第2リセット状態の抵抗より10倍以上大きいことを特徴とする請求項10に記載の電気デバイス。
- 前記第1リセット状態のセットパルス時間が前記第2リセット状態のセットパルス時間の10倍以下であることを特徴とする請求項12に記載の電気デバイス。
- 前記第1リセット状態のセットパルス時間が前記第2リセット状態のセットパルス時間の5倍以下であることを特徴とする請求項12に記載の電気デバイス。
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- 前記第1リセット状態のセットパルス時間が前記第2リセット状態のセットパルス時間の10倍以下であることを特徴とする請求項15に記載の電気デバイス。
- 前記第1リセット状態のセットパルス時間が前記第2リセット状態のセットパルス時間の5倍以下であることを特徴とする請求項15に記載の電気デバイス。
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