KR101211027B1 - 저항 변화 메모리 소자 및 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이 - Google Patents
저항 변화 메모리 소자 및 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이 Download PDFInfo
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Abstract
저항 변화 메모리 소자 및 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이를 제공한다. 상기 저항 변화 메모리 소자는 하부 전극과 상부 전극을 구비한다. 상기 하부 및 상부 전극들 사이에 노드가 배치된다. 상기 하부 전극과 상기 노드에 각각 접속된 양단들을 갖는 하부 가변저항체가 제공된다. 상기 노드와 상기 상부 전극에 각각 접속된 양단들을 갖는 상부 가변저항체가 제공된다. 상기 가변저항체들 중 어느 하나는 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제1 양의 전계에서 저저항 상태로 셋되고 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제1 음의 전계에서 고저항상태로 리셋되고, 나머지 하나는 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제2 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제2 양의 전계에서 고저항상태로 리셋된다. 이러한 저항 변화 메모리 소자는 크로스 포인트 어레이를 구현하는 경우에, 선택 소자를 형성하지 않더라도 셀간 간섭없이 데이터를 프로그래밍할 수 있고 또한 셀간 간섭없이 프로그래밍된 데이터를 읽어낼 수 있다.
Description
본 발명은 비휘발성 메모리 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저항 변화 메모리 소자에 관한 것이다.
현재 비휘발성 메모리로 상용화된 플래시 메모리의 경우, 전하저장층 내에 전하를 저장 또는 제거함에 따른 문턱 전압의 변화를 사용한다. 상기 전하저장층은 폴리 실리콘막인 부유 게이트 또는 실리콘 질화막인 전하 트랩층일 수 있다. 최근, 상기 플래시 메모리 소자에 비해 소비전력이 낮고 집적도가 높은 새로운 차세대 비휘발성 메모리 소자들이 연구되고 있다. 상기 차세대 비휘발성 메모리 소자들의 예로는 상변화형 메모리 소자(phase change RAM; PRAM), 자기 메모리 소자(magnetic RAM; MRAM) 및 저항 변화 메모리 소자(resistance change RAM; ReRAM)가 있다.
상기 차세대 비휘발성 메모리 소자들 중 PRAM이 가장 먼저 상용화되었으나, 상기 PRAM은 집적도를 향상시키기 어려운 문제점에 직면하고 있다. 이에 대한 대안으로 ReRAM이 개발되고 있으나, 아직 집적도를 향상시키기 위한 연구가 부족한 상황이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 집적도를 향상시킬 수 있는 저항 변화 메모리 소자 및 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이를 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 저항 변화 메모리 소자의 일 실시예를 제공한다. 상기 저항 변화 메모리 소자는 하부 전극과 상부 전극을 구비한다. 상기 하부 및 상부 전극들 사이에 노드가 배치된다. 상기 하부 전극과 상기 노드에 각각 접속된 양단들을 갖는 하부 가변저항체가 제공된다. 상기 노드와 상기 상부 전극에 각각 접속된 양단들을 갖는 상부 가변저항체가 제공된다. 상기 가변저항체들 중 어느 하나는 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제1 양의 전계에서 저저항 상태로 셋되고 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제1 음의 전계에서 고저항상태로 리셋되고, 나머지 하나는 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제2 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제2 양의 전계에서 고저항상태로 리셋된다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 저항 변화 메모리 소자의 다른 실시예를 제공한다. 상기 저항 변화 메모리 소자는 하부 접촉 영역을 구비하는 하부 전극을 갖는다. 상부 접촉 영역을 구비하는 상부 전극이 제공된다. 상기 하부 및 상부 전극들 사이에 노드가 배치된다. 상기 하부 전극과 상기 노드 사이에서 상기 하부 접촉 영역에 접하는 하부 금속 산화물막이 배치된다. 상기 노드와 상기 상부 전극 사이에서 상기 상부 접촉 영역에 접하는 상부 금속 산화물막이 배치된다. 상기 하부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다. 상기 상부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 저항 변화 메모리 소자의 다른 실시예를 제공한다. 상기 저항 변화 메모리 소자는 하부 전극과 상부 전극을 구비한다. 상기 하부 및 상부 전극들 사이에 하부 접촉 영역 및 상부 접촉 영역을 구비하는 노드가 배치된다. 상기 하부 전극과 상기 노드 사이에서 상기 하부 접촉 영역에 접하는 하부 금속 산화물막이 제공된다. 상기 노드와 상기 상부 전극 사이에서 상기 상부 접촉 영역에 접하는 상부 금속 산화물막이 제공된다. 상기 하부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다. 상기 상부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이를 제공한다. 상기 어레이는 다수 개의 워드라인들을 갖는다. 상기 워드라인들을 다수 개의 비트라인들이 가로지른다 상기 각 워드라인과 상기 각 비트라인 사이에 이들에 각각 접속된 양단들을 갖는 단위 셀이 배치된다. 상기 단위 셀은 노드, 상기 워드라인과 상기 노드 사이에 각각 접속된 양단들을 갖는 제1 가변저항체, 및 상기 노드와 상기 비트라인 사이에 각각 접속된 양단들을 갖는 제2 가변저항체를 구비한다. 상기 가변저항체들 중 어느 하나는 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제1 양의 전계에서 저저항상태로 셋(set)되고 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제1 음의 전계에서 고저항상태로 리셋(reset)되고, 나머지 하나는 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제2 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제2 양의 전계에서 고저항상태로 리셋된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 선택 소자를 구비하지 않더라도, 셀간 간섭없이 데이터를 프로그래밍할 수 있고 또한 셀간 간섭없이 프로그래밍된 데이터를 읽어낼 수 있는 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이를 구현할 수 있으므로, 소자 집적도가 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자는 소자의 동작 주기가 1㎲로 매우 빠른 경우에도 충분한 스위칭 특성을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 포밍방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 포밍단계에서의 전류-전압 그래프이다.
도 6a 내지 도 6f는 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 특성을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 그래프이다.
도 8은 도 3을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이를 나타낸 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이의 프로그래밍 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이의 읽기 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 단면도이다.
도 11a 내지 도 11f는 도 10을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 포밍방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12a 내지 도 12f는 도 11a 내지 도 11f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 특성을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13은 도 10을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이를 나타낸 사시도이다.
도 14는 제조예에 따른 저항 변화 메모리 소자에 인가하는 전압의 펄스 갯수에 따른 전류변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 포밍방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 포밍단계에서의 전류-전압 그래프이다.
도 6a 내지 도 6f는 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 특성을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 그래프이다.
도 8은 도 3을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이를 나타낸 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이의 프로그래밍 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이의 읽기 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 단면도이다.
도 11a 내지 도 11f는 도 10을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 포밍방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12a 내지 도 12f는 도 11a 내지 도 11f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 특성을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13은 도 10을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이를 나타낸 사시도이다.
도 14는 제조예에 따른 저항 변화 메모리 소자에 인가하는 전압의 펄스 갯수에 따른 전류변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
본 실시예들에서 "상부" 또는 "하부"는 그 위치를 한정하려는 것은 아니며, 다만 구성요소들을 구별하기 위한 용어로서 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 회로도이다.
도 1을 참조하면, 저항 변화 메모리 단위 소자는 하부 전극(E1, 10)과 상부 전극(E2, 50)을 구비한다. 상기 하부 및 상부 전극들(E1, E2) 사이에 노드(N, 30)가 배치된다. 상기 하부 전극(E1)과 상기 노드(N) 사이에 상기 하부 전극(E1)과 상기 노드(N)에 각각 접속된 양단들을 갖는 하부 가변저항체(R1, 20)가 배치되고, 상기 상부 전극(E2)과 상기 노드(N) 사이에 상기 상부 전극(E2)과 상기 노드(N)에 각각 접속된 양단들을 갖는 상부 가변저항체(R2, 40)가 배치된다.
상기 가변저항체들(R1, R2)중 어느 하나는 상기 상부전극(E2)과 상기 하부 전극 (E1)사이의 제1 양의 전계(Vset(+))에서 저저항 상태(LRS)로 셋(set)되고 상기 상부전극(E2)과 상기 하부 전극(E1) 사이의 제1 음의 전계(Vreset(-))에서 고저항 상태(HRS)로 리셋(reset)되고, 나머지 하나는 상기 상부전극(E2)과 상기 하부 전극(E1) 사이의 제2 음의 전계(Vset(-))에서 저저항 상태(LRS)로 셋되고 상기 상부전극(E2)과 상기 하부 전극(E1) 사이의 제2 양의 전계(Vreset(+))에서 고저항 상태(HRS)로 리셋된다. 상기 제2 양의 전계는(Vreset(+)) 상기 제1 양의 전계(Vset(+))에 비해 클 수 있고, 상기 제1 음의 전계(Vreset(-))의 절대값은 상기 제2 음의 전계(Vset(-))의 절대값에 비해 클 수 있다.
만약, 상기 상부 가변저항체(R2)가 상기 제1 양의 전계(Vset(+))에서 저저항 상태(LRS)로 셋(set)되고 상기 제1 음의 전계(Vreset(-))에서 고저항 상태(HRS)로 리셋(reset)되고, 상기 하부 가변저항체(R1)가 상기 제2 음의 전계(Vset(-))에서 저저항 상태(LRS)로 셋되고 상기 제2 양의 전계(Vreset(+))에서 고저항 상태(HRS)로 리셋되는 소자의 경우에, 이 소자를 포밍할 때 상기 가변저항체들(R1, R2)의 상태는 다음 표 1과 같이 정리될 수 있다. 또한, 이 소자가 포밍된 후 이 소자에 전압을 인가할 때 상기 가변저항체들(R1, R2)의 상태는 다음 표 2와 같이 정리될 수 있다.
| 전계 | 0 ~ < Vset(+) |
Vset(+) ~ < Vreset(+) |
Vreset(+) ~ 0 |
0 ~ > Vset(-) |
Vset(-) ~ > Vreset(-) |
Vreset(-) ~ 0 |
| 상부 가변저항체(R2) 상태 |
HRS | LRS | LRS | LRS | LRS | HRS |
| 하부 가변저항체(R1) 상태 |
HRS | HRS | HRS | HRS | LRS | LRS |
| 전계 | 0 ~ < Vset(+) |
Vset(+) ~ < Vreset(+) |
Vreset(+) ~ 0 |
0 ~ > Vset(-) |
Vset(-) ~ > Vreset(-) |
Vreset(-) ~ 0 |
| 상부 가변저항체(R2) 상태 |
HRS | LRS | LRS | LRS | LRS | HRS |
| 하부 가변저항체(R1) 상태 |
LRS | LRS | HRS | HRS | LRS | LRS |
| 소자 전체 상태 |
HRS | LRS | HRS | HRS | LRS | HRS |
표 2를 참조하면, 소자에 0 내지 제1 양의 전계(Vset(+))(또는 제2 음의 전계(Vset(-)) 미만(절대값 기준)이 인가될 때 소자는 HRS 상태를 유지하고, 제1 양의 전계(Vset(+))(또는 제2 음의 전계(Vset(-)) 이상(절대값 기준)이 인가될 때 소자는 LRS 상태를 나타낸다. 이는 저항 변화 메모리 소자에 선택소자가 연결되었을 때의 특성과 유사하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이를 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 다수 개의 워드라인들(Wn, Wn+1, Wn+2)이 일 방향으로 평행하게 배치된다. 다수 개의 비트라인들(Bn, Bn+1, Bn+2)이 상기 워드라인들(Wn, Wn+1, Wn+2)을 가로지르며 평행하게 배치된다.
상기 각 워드라인과 상기 각 비트라인 사이에 각각 접속된 양단들을 갖는 단위 셀(UC)이 배치된다. 상기 단위 셀(UC)은 노드(N), 상기 워드라인(Wn, Wn+1, Wn+2)과 상기 노드(N) 사이에 각각 접속된 양단들을 갖는 제1 가변저항체(R1), 및 상기 노드(N)와 상기 비트라인(Bn, Bn+1, Bn+2) 사이에 각각 접속된 양단들을 갖는 제2 가변저항체 (R2)를 구비한다. 상기 가변저항체들 중 어느 하나는 양의 전계에서 저저항상태로 셋(set)되고 음의 전계에서 고저항상태로 리셋(reset)되고, 나머지 하나는 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 양의 전계에서 고저항상태로 리셋된다.
상기 워드라인들(Wn, Wn+1, Wn+2), 상기 비트라인들(Bn, Bn+1, Bn+2), 상기 제1 가변저항체(R1), 및 상기 제2 가변저항체 (R2)는 각각 도 1을 참조하여 설명한 하부 전극(E1), 상부 전극(E2), 하부 가변저항체(R1), 및 상부 제2 가변저항체 (R2)에 대응될 수 있다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 저항 변화 메모리 소자 즉, 상기 단위 셀(UC)은 선택소자를 형성하지 않은 상태에서도, 0 내지 제1 양의 전계(Vset(+))(또는 제2 음의 전계(Vset(-)) 미만(절대값 기준)이 인가될 때 HRS 상태를 유지하고, 제1 양의 전계(Vset(+)(또는 제2 음의 전계(Vset(-)) 이상(절대값 기준)이 인가될 때 LRS 상태를 나타낼 수 있으므로, 위와 같이 크로스 포인트 어레이로 구성하였을 때에 셀간 간섭없이 데이터를 프로그래밍할 수 있고 또한 셀간 간섭없이 프로그래밍된 데이터를 읽어낼 수 있다. 따라서, 선택소자를 형성하지 않을 수 있어 소자 집적도가 크게 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자는 도 1을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 일 구체예일 수 있다.
도 3을 참조하면, 저항 변화 메모리 단위 소자는 하부 접촉 영역(13)을 구비하는 하부 전극(10)과 상부 접촉 영역(53)을 구비하는 상부 전극(50)을 포함한다. 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 노드(30)가 배치된다. 상기 하부 전극(10)과 상기 노드(30) 사이에 상기 하부 접촉 영역(13)과 상기 노드(30)에 각각 접하는 하부 금속 산화물막(20)이 배치된다. 상기 노드(30)와 상기 상부 전극(50) 사이에 상기 노드(30)와 상기 상부 접촉 영역(53)에 각각 접하는 상부 금속 산화물막(40)이 배치된다.
상기 하부 전극(20)은 상기 하부 접촉 영역(13) 하부에 하부 신호선 영역(11)을 구비할 수 있다. 상기 하부 신호선 영역(11)은 직접 신호선의 역할을 하거나 또는 다른 신호선에 접속될 수 있다. 상기 하부 신호선 영역(11)은 도전막으로서, 구체적으로는 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막일 수 있다.
상기 상부 전극(50) 상기 상부 접촉 영역(53) 상부에 상부 신호선 영역(51)을 구비할 수 있다. 상기 상부 신호선 영역(51)은 직접 신호선의 역할을 하거나 또는 다른 신호선에 접속될 수 있다. 상기 상부 신호선 영역(51)은 도전막으로서, 구체적으로는 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막일 수 있다.
상기 하부 금속 산화물막(20)은 이성분계 금속산화물막, 구체적으로 하프늄 산화물막(예를 들어, HfOx, 1.5≤x≤2), 탄탈륨 산화물막(예를 들어, Ta2Oy, 2≤y≤5), 지르코늄 산화물막(예를 들어, ZrOx, 1.5≤x≤2), 아연 산화물막(예를 들어, ZnOx, 0.5≤x≤1), 티타늄 산화물막(예를 들어, TiOx, 1.5≤x≤2), 몰리브덴 산화물막(예를 들어, MoOx, 2≤x≤3), 텅스텐 산화물막(예를 들어, WOx, 2≤x≤3), 니켈 산화물막(예를 들어, NiOx, 0.5≤x≤1), 알루미늄 산화물막(예를 들어, Al2Ox, 2≤x≤3), 실리콘 산화물막(예를 들어, SiOx, 1.5≤x≤2)일 수 있다.
상기 하부 접촉 영역(13)은 상기 하부 금속 산화물막(20)에 접하며, 도전성 금속막, 구체적으로는 전이 금속막으로 형성될 수 있는데, 상기 하부 접촉 영역(13)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다. 상기 하부 접촉 영역(13)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 낮은 경우에, 또는 같은 경우라 하더라도 소정의 열처리가 가해진 경우에는, 상기 하부 접촉 영역(13)이 금속막으로 형성되더라도 상기 하부 금속 산화물막(20)과 접촉한 후에는 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소 이온은 상기 하부 접촉 영역(13)으로 이동할 수 있고, 상기 하부 접촉 영역(13)은 이동된 산소 이온과 반응하여 하부 산화물 영역으로 변화될 수 있다. 이 때, 상기 하부 산화물 영역은 이동된 산소 이온과 반응하여 형성된 산화물 영역으로서, 금속 리치(metal rich)할 수 있다. 따라서, 상기 하부 산화물 영역은 전도성을 유지할 수 있다. 한편, 상기 하부 접촉 영역(13)이 상기 하부 산화물 영역으로 변화할 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
상기 상부 금속 산화물막(40)은 이성분계 금속산화물막, 구체적으로 하프늄 산화물막(예를 들어, HfOx, 1.5≤x≤2), 탄탈륨 산화물막(예를 들어, Ta2Oy, 2≤y≤5), 지르코늄 산화물막(예를 들어, ZrOx, 1.5≤x≤2), 아연 산화물막(예를 들어, ZnOx, 0.5≤x≤1), 티타늄 산화물막(예를 들어, TiOx, 1.5≤x≤2), 몰리브덴 산화물막(예를 들어, MoOx, 2≤x≤3), 텅스텐 산화물막(예를 들어, WOx, 2≤x≤3), 니켈 산화물막(예를 들어, NiOx, 0.5≤x≤1), 알루미늄 산화물막(예를 들어, Al2Ox, 2≤x≤3), 실리콘 산화물막(예를 들어, SiOx, 1.5≤x≤2)일 수 있다. 상기 하부 금속 산화물막(20)과 상기 상부 금속 산화물막(40)은 동일한 물질막일 수 있다.
상기 상부 접촉 영역(53)은 상기 상부 금속 산화물막(40)에 접하며, 도전성 금속막, 구체적으로는 전이 금속막으로 형성될 수 있는데, 상기 상부 접촉 영역(53)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다. 상기 상부 접촉 영역(53)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 낮은 경우에, 또는 같은 경우라 하더라도 소정의 열처리가 가해진 경우에는, 상기 상부 접촉 영역(53)이 금속막으로 형성되더라도 상기 상부 금속 산화물막(40)과 접촉한 후에는 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소 이온은 상기 상부 접촉 영역(53)으로 이동할 수 있고, 상기 상부 접촉 영역(53)은 이동된 산소 이온과 반응하여 상부 산화물 영역으로 변화될 수 있다. 이 때, 상기 싱부 산화물 영역은 이동된 산소 이온과 반응하여 형성된 산화물 영역으로서, 금속 리치(metal rich)할 수 있다. 따라서, 상기 상부 산화물 영역은 전도성을 유지할 수 있다. 한편, 상기 상부 접촉 영역(53)이 상기 상부 산화물 영역으로 변화할 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 하프늄 산화물막 또는 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 하부 접촉 영역(13)은 지르코늄막으로 형성할 수 있고, 또한 상기 상부 금속 산화물막(40)이 하프늄 산화물막 또는 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 상부 접촉 영역(53)은 지르코늄막으로 형성할 수 있다. 이 때, 지르코늄은 하프늄 또는 티타늄에 비해 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 낮으므로(ZrO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -1037.3kJ/mol, HfO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -1010.8kJ/mol, TiO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -888kJ/mol), 상기 하프늄 산화물막 또는 상기 티타늄 산화물막 내의 산소 이온은 상기 지르코늄막 내로 이동하여, 상기 지르코늄은 지르코늄 산화물막으로 변하고 상기 하프늄 산화물막 또는 상기 티타늄 산화물막 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 하부 접촉 영역(13)은 티타늄막으로 형성할 수 있고, 또한 상기 상부 금속 산화물막(40)이 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 상부 접촉 영역(53)은 티타늄막으로 형성할 수 있다. 이 경우, 소자를 형성한 후 열처리하여 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 티타늄 산화물막 내의 산소 이온을 상기 접촉 영역들(13, 53)인 티타늄막 내로 이동시켜, 상기 접촉 영역들(13, 53)인 티타튬막은 티타늄 산화물막으로 변하고 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 티타늄 산화물막 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 알루미늄 산화물막인 경우에, 상기 하부 접촉 영역(13)은 알루미늄막으로 형성할 수 있고, 또한 상기 상부 금속 산화물막(40)이 알루미늄 산화물막인 경우에, 상기 상부 접촉 영역(53)은 알루미늄막으로 형성할 수 있다. 이 경우, 소자를 형성한 후 열처리하여 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 알루미늄 산화물막 내의 산소 이온을 상기 접촉 영역들(13, 53)인 알루미늄막 내로 이동시켜, 상기 접촉 영역들(13, 53)인 알루미늄막은 알루미늄 산화물막으로 변하고 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 알루미늄 산화물막 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
상기 노드(30)는 상기 하부 금속 산화물막(20)과 상기 상부 금속 산화물막(40) 사이의 계면이거나, 상기 하부 금속 산화물막(20)과 상기 상부 금속 산화물막(40) 사이에 위치한 도전막일 수 있다. 상기 노드(30)가 도전막인 경우에, 상기 노드(30)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 및 상부 금속 산화물막들(20, 40) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 높다. 따라서, 이 경우 상기 노드(30)가 상기 하부 및 상부 금속 산화물막들(20, 40)과 접하고 있음에도 불구하고, 상기 하부 또는 상부 금속 산화물막들(20, 40) 내의 산소 이온과 반응하지 않을 수 있다. 이를 고려하여, 노드(30)로 사용되는 도전막은 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막 중에서 적절히 선택될 수 있다.
구체적으로, 상기 하부 및 상부 금속 산화물막(20, 40)이 하프늄 산화물막들이고 상기 노드(30)가 Ti막 또는 Pt막인 경우, Ti 또는 Pt는 하프늄에 비해 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 높으므로(TiO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -888kJ/mol, PtO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -164.4kJ/mol, HfO2 생성을 위한 깁스 자유 에지: -1010.8kJ/mol), 상기 하프늄 산화물막 내의 산소 이온은 상기 Pt 또는 Ti와 반응하기 어렵다.
도 4a 내지 도 4f는 도 3을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 포밍방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 5는 포밍단계에서의 전류-전압 그래프이다.
도 4a 및 도 5를 참조하면, 하부 전극(10) 구체적으로는 하부 신호선 영역(11)에 기준전압 예를 들어, 그라운드 전압(V0)을 인가한 상태에서, 상부 전극(50) 구체적으로는 상부 신호선 영역(51)에 OV에서 제1 셋 전압(Vset(+)) 미만까지의 양의 스윕(sweep) 전압(Vp)을 인가한다(P1). 이 때, 상기 하부 전극(10)의 하부 접촉 영역(13) 내의 산소이온은 하부 금속 산화물막(20) 내로 되돌아가 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소공공을 산화시킨다. 따라서, 하부 가변저항체인 상기 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소이온은 상기 상부 전극(50)의 상부 접촉 영역(53)으로 추가적으로 이동하여 상기 상부 접촉 영역(53)을 산화시키고, 이와 동시에 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 많아진 산소공공은 축적되어 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에서 도전성을 갖는 상부 산소공공 필라멘트(F2)를 형성하나, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 상기 상부 접촉 영역(53)에 접촉할 수 있을 정도로 성장하지는 못한다. 따라서, 상부 가변저항체인 상기 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 기둥(F2p)과 기둥(F2p)에서 여러 갈래로 자란 가지(F2b)를 포함할 수 있고, 이는 기둥(F2p)이 생성된 후 기둥(F2p)에 집중된 전계로 인해 가지(F2b)가 여러 갈래로 자란 것으로 추정되나, 이러한 추정에 한정되는 것은 아니다.
도 4b 및 도 5를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제1 셋전압(Vset(+))에서 제1 셋전압(Vset(+))이상의 특정 전압(VH(+))까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P2). 상기 상부 전극(50)에 제1 셋전압(Vset(+))이 인가될 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 상부 산소공공 필라멘트(F2) 즉, 가지(F2b)가 상기 상부 접촉 영역(53)에 접촉하게 되고, 이에 따라 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭된다. 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)는 유지된다. 한편, 상기 하부 접촉 영역(13) 내의 산소이온은 하부 금속 산화물막(20) 내로 계속하여 되돌아가 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소공공을 산화시킨다. 따라서, 하부 가변저항체인 상기 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다.
도 4c 및 도 5를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 상기 특정 전압(VH(+))에서 0V까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P3). 이 때, 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 양의 전계는 고저항 상태(HRS)에 있는 하부 금속 산화물막(20)에 집중되고, 이에 따라 상기 하부 접촉 영역(13) 내의 산소이온은 상기 하부 금속 산화물막(20) 내로 계속하여 되돌아가 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소공공을 산화시킨다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 상기 상부 금속 산화물막(40)에는 양의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
도 4d 및 도 5을 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 OV에서 제2 셋 전압(Vset(-)) 미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P4). 이 때, 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 음의 전계는 고저항 상태(HRS)에 있는 상기 하부 금속 산화물막(20)에 집중되고, 이에 따라 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소이온은 상기 하부 접촉 영역(13)으로 이동하여 상기 하부 접촉 영역(13)을 산화시킨다. 이와 동시에 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 많아진 산소공공은 축적되어 도전성을 갖는 하부 산소공공 필라멘트(F1)를 형성하나, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 상기 하부 접촉 영역(13)에 접촉할 정도로 성장하지는 못한다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 기둥(F1p)과 기둥(F1p)에서 여러 갈래로 자란 가지(F1b)를 포함할 수 있고, 이는 기둥(F1p)이 생성된 후 기둥(F1p)에 집중된 전계로 인해 가지(F1b)가 여러 갈래로 자란 것으로 추정되나, 이러한 추정에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 저저항 상태에 있는 상부 금속 산화물막(40)에는 유효한 음의 전계가 인가되지 못하여 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 끊어지지 않고 유지될 수 있다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 4e 및 도 5을 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제2 셋 전압(Vset(-))에서 리셋 전압(Vreset(-)) 미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P5). 상기 상부 전극(50)에 제2 셋 전압(Vset(-))이 인가될 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 하부 산소공공 필라멘트(F1) 즉, 가지(F1p)가 상기 하부 접촉 영역(13)에 접촉하게 되고, 이에 따라 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)가 유지된다. 한편, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)이 저저항 상태(LRS)로 스위칭 된 후에는, 상기 상부 금속 산화물막(40)에도 유효한 음의 전계가 인가되어 상기 상부 접촉 영역(53) 내의 산소이온은 상기 상부 금속 산화물막(40)으로 이동하여 상부 산소공공 필라멘트(F2)를 산화하나, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 상기 상부 접촉 영역(53)으로부터 완전히 떨어지지는 못한다. 그 결과, 상기 상부 가변 저항인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 4f 및 도 5를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 리셋 전압(Vreset(-))에서 0V까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P6). 상기 상부 전극(50)에 리셋전압(Vreset(-))이 인가될 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 끝단은 완전히 산화되어 상기 상부 접촉 영역(53)으로부터 떨어진다. 구체적으로, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 가지(F2b)는 산화되어 없어지고, 기둥(2p)만 남게된다. 이에 따라 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 고저항 상태(HRS)가 유지된다. 한편, 하부 금속 산화물막(20)에는 음의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
도 6a 내지 도 6f는 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 특성을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 7은 소자 동작단계에서의 전류-전압 그래프이다.
도 6a 및 도 7을 참조하면, 하부 전극(10) 구체적으로 하부 신호선 영역(11)에 기준전압 예를 들어, 그라운드 전압(V0)을 인가한 상태에서, 상부 전극(50)에 OV에서 제1 셋전압(Vset(+)) 미만까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P1). 이 때, 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 양의 전계는 고저항 상태(HRS)에 있는 상부 금속 산화물막(40)에 집중되고, 이에 따라 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소이온은 상기 상부 전극(50)의 상부 접촉 영역(53)으로 이동하여 상기 상부 접촉 영역(53)을 산화시킨다. 이와 동시에 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 유입된 산소공공은 전계가 집중되고 있는 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 기둥(F2p)에 연결되어 가지(F2b)를 형성하나, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2) 즉, 가지(F2b)는 상기 상부 접촉 영역(53)에 접촉할 수 있을 정도로는 성장하지 못한다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 저저항 상태(LRS)에 있는 하부 금속 산화물막(20)에는 유효한 양의 전계가 인가되지 못하여, 하부 금속 산화물막(20) 내의 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 상기 하부 접촉 영역(13)으로부터 떨어지지 않고 유지될 수 있다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 6b 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제1 셋 전압(Vset(+))에서 제2 리셋 전압(Vreset(+)) 미만까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P2). 상기 상부 전극(50)에 제1 셋전압(Vset(+))이 인가될 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 상부 산소공공 필라멘트(F2)가 상기 상부 접촉 영역(53)에 접촉하게 되고, 이에 따라 상부 가변저항체인 상기 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭된다. 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)가 유지된다. 한편, 상기 상부 금속 산화물막(40)이 저저항 상태(LRS)로 스위칭 된 후에는, 상기 하부 금속 산화물막(20)에도 유효한 양의 전계가 인가되어 상기 하부 접촉 영역(13) 내의 산소이온은 상기 하부 금속 산화물막(20)으로 이동하여 하부 산소공공 필라멘트(F1)를 산화하나, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 상기 하부 접촉 영역(13)으로부터 완전히 떨어지지는 못한다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 6c 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제1 리셋 전압(Vreset(+))에서 0V까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P3). 상기 상부 전극(50)에 제1 리셋 전압(Vreset(+))이 인가될 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 끝단은 완전히 산화되어 상기 하부 접촉 영역(13)으로부터 떨어진다. 구체적으로, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 가지(F1b)는 산화되어 없어지고, 기둥(F1p)만 남게된다. 이에 따라 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 고저항 상태(HRS)가 유지된다. 한편, 상부 금속 산화물막(40)에는 양의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
도 6d 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 OV에서 제2 셋전압(Vset(-))미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P4). 이 때, 상하부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 음의 전계는 고저항 상태에 있는 하부 금속 산화물막(20)에 집중되고, 이에 따라 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소이온은 상기 하부 접촉 영역(13)으로 이동하여 상기 하부 접촉 영역(13)을 산화시킨다. 이와 동시에 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 유입된 산소공공은 전계가 집중되고 있는 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 기둥(F1p)에 연결되어 가지(F1b)를 형성하나, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1) 즉, 가지(F1b)는 상기 하부 접촉 영역(13)에 접촉할 수 있을 정도로는 성장하지 못한다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 상기 저저항 상태에 있는 상부 금속 산화물막(40)에는 유효한 음의 전계가 인가되지 못하여 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 상기 상부 접촉 영역(53)으로부터 떨어지지 않고 유지될 수 있다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 6e 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제2 셋 전압(Vset(-))에서 제2 리셋 전압(Vreset(-)) 미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P5). 상기 상부 전극(50)에 제2 셋 전압(Vset(-))이 인가될 때, 상기 하부 금속 산화물막(40) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 하부 산소공공 필라멘트(F1)가 상기 하부 접촉 영역(13)에 접촉하게 되고, 이에 따라 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭된다. 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)가 유지된다. 한편, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 저저항 상태(LRS)로 스위칭 된 후에는, 상기 상부 금속 산화물막(40)에도 유효한 음의 전계가 인가되어 상기 상부 접촉 영역(53) 내의 산소이온은 상기 상부 금속 산화물막(40)으로 이동하여 상부 산소공공 필라멘트(F2)를 산화하나, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 상기 상부 접촉 영역(53)으로부터 완전히 떨어지지는 못한다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 6f 및 도 7을 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제2 리셋 전압(Vreset(-))에서 0V까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P6). 상기 상부 전극(50)에 제2 리셋 전압(Vreset(-))이 인가될 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 끝단은 완전히 산화되어 상기 상부 접촉 영역(53)으로부터 떨어진다. 구체적으로, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 가지(F2b)는 산화되어 없어지고, 기둥(F2p)만 남게된다. 이에 따라 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 고저항 상태(HRS)가 유지된다. 한편, 하부 금속 산화물막(20)에는 양의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
다시 도 3 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자의 동작방법을 설명한다.
하부 전극(10)에 그라운드 전압을 인가한 상태에서 상부 전극(50)에 양의 리셋 전압(Vreset(+))보다 큰 양의 쓰기 전압(Vwrite(+))을 인가하면, 하부 금속 산화물막(20)은 고저항상태(HRS)에 있고 상부 금속 산화물막(40)은 저저항상태(LRS)에 있는 제1 상태(S1)에 있을 수 있다. 이 후, 상부 전극(50)에 음의 셋 전압(Vset(-))과 음의 리셋 전압(Vreset(-)) 사이의 읽기 전압(Vread)를 인가하면, 전류는 I1 즉, 데이터 1로 읽혀진다.
한편, 상부 전극에 음의 리셋 전압(Vreset(-))보다 작은(절대값을 기준으로 하면 "큰") 음의 쓰기 전압(Vwrite(-))을 인가하면 하부 금속 산화물막(20)은 저저항상태(LRS)에 있고 상부 금속 산화물막(40)은 고저항상태(HRS)에 있는 제2 상태(S2)에 있을 수 있다. 이 후, 상부 전극(50)에 상기 읽기 전압(Vread)를 인가하면, 전류는 I2 즉, 데이터 0로 읽혀진다.
도 8는 도 3을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이를 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 기판(미도시) 상에 일 방향으로 하부 전극들(20) 구체적으로 하부 신호선들(11)이 평행하게 배열될 수 있다. 상기 하부 신호선들(11)은 워드라인들(Wn, Wn+1,..Wn+4)일 수 있다. 상기 하부 신호선들(11)을 가로지르는 방향으로 상부 전극들(50) 구체적으로 상부 신호선들(51)이 평행하게 배열될 수 있다. 상기 상부 신호선들(51)은 비트라인들(Bm, Bm+1,..Bm+4)일 수 있다. 상기 하부 신호선들(11)과 상기 상부 신호선들(51)이 교차하는 각 영역에서, 상기 각 하부 신호선들(11)과 상기 각 상부 신호선들(51) 사이에 하부 금속 산화물막(20), 상부 금속 산화물막(40), 및 상기 상하부 금속 산화물막들(20, 40) 사이에 개재된 노드(30)가 배치될 수 있다. 상기 하부 전극(10)은 상기 하부 금속 산화물막(20)에 접하는 하부 접촉 영역(13)을 구비하고, 상기 상부 전극(50)은 상기 상부 금속 산화물막(40)에 접하는 상부 접촉 영역(53)을 구비한다. 상기 상하부 금속 산화물막들(20, 40), 상기 노드(30), 및 상기 상하부 전극들(10, 50)에 대한 구체적 설명은 도 3을 참조하여 설명한 부분을 참조하기로 한다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이의 쓰기 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9a를 참조하면, 비트라인들 중 선택된 비트라인(Bm+1)에 Vwrite(+)를 인가하고, 선택되지 않은 비트라인들(Bm, Bm+2)은 플로팅시킨다. 워드라인들 중 선택된 워드라인(Wn+1)에 그라운드 전압을 인가하고, 선택되지 않은 워드라인들(Wn, Wn+2)은 플로팅시킨다. 상기 Vwrite(+)는 도 6a 내지 도 6f, 및 도 7을 참조하여 설명한 제1 리셋 전압(Vset(+)) 이상의 전압으로 설정된다. 그 결과, 선택된 비트라인(Bm+1)과 선택된 워드라인(Wn+1) 사이의 Vwrite(+)가 인가된 선택된 셀은 하부 금속 산화물막(20)은 고저항상태(HRS)에 있고 상부 금속 산화물막(40)은 저저항상태(LRS)에 있는 제1 상태(S1)로 변화될 수 있다. 그러나, 접속하는 비트라인과 워드라인 중 적어도 어느 하나가 플로팅된 선택되지 않은 셀들은 종전의 상태를 유지할 수 있다.
한편, 비트라인들 중 선택된 비트라인(Bm+1)에 Vwrite(-)를 인가하고, 선택되지 않은 비트라인들(Bm, Bm+2)은 플로팅시킨다. 워드라인들 중 선택된 워드라인(Wn+1)에 그라운드 전압을 인가하고, 선택되지 않은 워드라인들(Wn, Wn+2)은 플로팅시킨다. 상기 Vwrite(-)는 도 6a 내지 도 6f, 및 도 7을 참조하여 설명한 제2 리셋 전압(Vset(-)) 이하(절대값 기준으로 하면 "이상")의 전압으로 설정된다. 그 결과, 선택된 비트라인(Bm+1)과 선택된 워드라인(Wn+1) 사이의 Vwrite(-)가 인가된 선택된 셀은 하부 금속 산화물막(20)은 저저항상태(LRS)에 있고 상부 금속 산화물막(40)은 고저항상태(HRS)에 있는 제2 상태(S2)로 변화될 수 있다. 그러나, 접속하는 비트라인과 워드라인 중 적어도 어느 하나가 플로팅된 선택되지 않은 셀들은 종전의 상태를 유지할 수 있다.
이와 같이, 저항 변화 메모리 소자를 선택 소자 없이 크로스 포인트 어레이로 형성하더라도, 셀간 간섭없이 데이터를 프로그래밍할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 비트라인들 중 선택된 비트라인(Bm+1)에 1/2 Vread를 인가하고, 선택되지 않은 비트라인들(Bm, Bm+2)에는 그라운드 전압을 인가한다. 워드라인들 중 선택된 워드라인(Wn+1)에 -1/2 Vread를 인가하고, 선택되지 않은 워드라인들(Wn, Wn+2)에는 그라운드 전압을 인가한다. 이 때, Vread는 도 6a 내지 도 6f, 및 도 7을 참조하여 설명한 제1 셋 전압(Vset(+))(또는 제2 셋 전압(Vset(-)))과 제1 리셋 전압(Vreset(+))(또는 제2 리셋 전압(Vreset(-))) 사이의 전압이면서, 제1 셋 전압(Vset(+))(또는 제2 셋 전압(Vset(-)))의 두 배보다 작은(절대값 기준) 범위에서 설정된다.
그 결과, 선택된 비트라인(Bm+1)과 선택된 워드라인(Wn+1) 사이의 선택된 셀에는 Vread가 인가되고, 선택되지 않은 셀들에는 1/2 Vread 또는 OV가 인가될 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 만약 Vread가 제2 셋 전압(Vset(-))과 제2 리셋 전압(Vreset(-)) 사이의 전압이면서 제2 셋 전압(Vset(-))의 두 배보다 작은 범위(절대값 기준)인 경우에, 선택된 셀이 제1 상태(S1)로 프로그래밍되었다면 Vread가 인가된 선택된 셀에 흐르는 전류는 I1(데이터 1)이다. 한편, 제2 셋 전압(Vset(-))보다 작은(절대값 기준) 1/2 Vread가 인가되는 선택되지 않은 셀들에 흐르는 전류는 I0이고, OV가 인가되는 선택되지 않은 셀들에는 흐르는 전류는 거의 O 에 가깝다. 여기서, 선택되지 않은 셀들에 흐르는 전류(I0 또는 0)에 비한 선택된 셀에 흐르는 전류(I1)의 차이가 커서, 상기 선택된 비트라인(Bm+1) 끝단에서 상기 선택된 셀에 흐르는 전류를 안정적으로 센싱할 수 있다.
이와 같이, 저항 변화 메모리 소자를 선택 소자 없이 크로스 포인트 어레이로 형성하더라도, 셀간 간섭없이 프로그래밍된 데이터를 읽어낼 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 따른 저항 변화 메모리 단위 소자는 도 1을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 일 구체예일 수 있다.
도 10을 참조하면, 저항 변화 메모리 소자는 하부 전극(10)과 상부 전극(50)을 구비한다. 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 하부 접촉 영역(31) 및 상부 접촉 영역(35) 및 상기 상하부 접촉 영역들(31, 35) 사이의 중간 영역(33)을 구비하는 노드(30)가 배치된다. 상기 하부 전극(10)과 상기 노드(30) 사이에 상기 하부 전극(10)과 상기 하부 접촉 영역(31)에 각각 접하는 하부 금속 산화물막(20)이 배치된다. 상기 노드(30)와 상기 상부 전극(50) 사이에 상기 상부 접촉 영역(35)과 상기 상부 전극(50)에 각각 접하는 상부 금속 산화물막(40)이 배치된다.
상기 하부 전극(10)은 도전막으로서, 직접 신호선의 역할을 하거나 또는 다른 신호선에 접속될 수 있다. 상기 상부 전극(50)은 도전막으로서, 직접 신호선의 역할을 하거나 또는 다른 신호선에 접속될 수 있다.
상기 하부 금속 산화물막(20)은 이성분계 금속산화물막, 구체적으로 하프늄 산화물막(예를 들어, HfOx, 1.5≤x≤2), 탄탈륨 산화물막(예를 들어, Ta2Oy, 2≤y≤5), 지르코늄 산화물막(예를 들어, ZrOx, 1.5≤x≤2), 아연 산화물막(예를 들어, ZnOx, 0.5≤x≤1), 티타늄 산화물막(예를 들어, TiOx, 1.5≤x≤2), 몰리브덴 산화물막(예를 들어, MoOx, 2≤x≤3), 텅스텐 산화물막(예를 들어, WOx, 2≤x≤3), 니켈 산화물막(예를 들어, NiOx, 0.5≤x≤1), 알루미늄 산화물막(예를 들어, Al2Ox, 2≤x≤3), 실리콘 산화물막(예를 들어, SiOx, 1.5≤x≤2)일 수 있다.
상기 상부 금속 산화물막(40)은 이성분계 금속산화물막, 구체적으로 하프늄 산화물막(예를 들어, HfOx, 1.5≤x≤2), 탄탈륨 산화물막(예를 들어, Ta2Oy, 2≤y≤5), 지르코늄 산화물막(예를 들어, ZrOx, 1.5≤x≤2), 아연 산화물막(예를 들어, ZnOx, 0.5≤x≤1), 티타늄 산화물막(예를 들어, TiOx, 1.5≤x≤2), 몰리브덴 산화물막(예를 들어, MoOx, 2≤x≤3), 텅스텐 산화물막(예를 들어, WOx, 2≤x≤3), 니켈 산화물막(예를 들어, NiOx, 0.5≤x≤1), 알루미늄 산화물막(예를 들어, Al2Ox, 2≤x≤3), 실리콘 산화물막(예를 들어, SiOx, 1.5≤x≤2)일 수 있다. 상기 하부 금속 산화물막(20)과 상기 상부 금속 산화물막(40)은 동일한 물질막일 수 있다.
상기 노드(30)의 중간 영역(33)은 상기 상하부 접촉 영역들(31, 35) 사이의계면이거나, 상기 상하부 접촉 영역들(31, 35) 사이에 위치한 도전막, 구체적으로는 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막일 수 있다.
상기 노드(30)의 하부 접촉 영역(31)은 상기 하부 금속 산화물막(20)에 접하며, 도전성 금속막, 구체적으로는 전이 금속막으로 형성될 수 있는데, 상기 하부 접촉 영역(31)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다. 상기 하부 접촉 영역(31)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 낮은 경우에, 또는 같은 경우라 하더라도 소정의 열처리가 가해진 경우에는, 상기 하부 접촉 영역(31)이 금속막으로 형성되더라도 상기 하부 금속 산화물막(20)과 접촉한 후에는 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소 이온은 상기 하부 접촉 영역(31)으로 이동할 수 있고, 상기 하부 접촉 영역(31)은 이동된 산소 이온과 반응하여 하부 산화물 영역으로 변화될 수 있다. 이 때, 상기 하부 산화물 영역은 이동된 산소 이온과 반응하여 형성된 산화물 영역으로서, 금속 리치(metal rich)할 수 있다. 따라서, 상기 하부 산화물 영역은 전도성을 유지할 수 있다. 한편, 상기 하부 접촉 영역(31)이 상기 하부 산화물 영역으로 변화할 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
상기 노드(30)의 상부 접촉 영역(35)은 상기 상부 금속 산화물막(40)에 접하며, 도전성 금속막, 구체적으로는 전이 금속막으로 형성될 수 있는데, 상기 상부 접촉 영역(35)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮다. 상기 상부 접촉 영역(35)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 낮은 경우에, 또는 같은 경우라 하더라도 소정의 열처리가 가해진 경우에는, 상기 상부 접촉 영역(35)이 금속막으로 형성되더라도 상기 상부 금속 산화물막(40)과 접촉한 후에는 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소 이온은 상기 상부 접촉 영역(35)으로 이동할 수 있고, 상기 상부 접촉 영역(35)은 이동된 산소 이온과 반응하여 상부 산화물 영역으로 변화될 수 있다. 이 때, 상기 싱부 산화물 영역은 이동된 산소 이온과 반응하여 형성된 산화물 영역으로서, 금속 리치(metal rich)할 수 있다. 따라서, 상기 상부 산화물 영역은 전도성을 유지할 수 있다. 한편, 상기 상부 접촉 영역(35)이 상기 상부 산화물 영역으로 변화할 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 하프늄 산화물막 또는 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 하부 접촉 영역(31)은 지르코늄막으로 형성할 수 있고, 또한 상기 상부 금속 산화물막(40)이 하프늄 산화물막 또는 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 상부 접촉 영역(35)은 지르코늄막으로 형성할 수 있다. 이 때, 지르코늄은 하프늄 또는 티타늄에 비해 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 낮으므로(ZrO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -1037.3kJ/mol, HfO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -1010.8kJ/mol, TiO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -888kJ/mol), 상기 하프늄 산화물막 또는 상기 티타늄 산화물막 내의 산소 이온은 상기 지르코늄막 내로 이동하여, 상기 지르코늄은 지르코늄 산화물막으로 변하고 상기 하프늄 산화물막 또는 상기 티타늄 산화물막 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 하부 접촉 영역(31)은 티타늄막으로 형성할 수 있고, 또한 상기 상부 금속 산화물막(40)이 티타늄 산화물막인 경우에, 상기 상부 접촉 영역(35)은 티타늄막으로 형성할 수 있다. 이 경우, 소자를 형성한 후 열처리하여 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 티타늄 산화물막 내의 산소 이온을 상기 접촉 영역들(31, 35)인 티타늄막 내로 이동시켜, 상기 접촉 영역들(31, 35)인 티타튬막은 티타늄 산화물막으로 변하고 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 티타늄 산화물막 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 알루미늄 산화물막인 경우에, 상기 하부 접촉 영역(31)은 알루미늄막으로 형성할 수 있고, 또한 상기 상부 금속 산화물막(40)이 알루미늄 산화물막인 경우에, 상기 상부 접촉 영역(35)은 알루미늄막으로 형성할 수 있다. 이 경우, 소자를 형성한 후 열처리하여 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 알루미늄 산화물막 내의 산소 이온을 상기 접촉 영역들(31, 35)인 알루미늄막 내로 이동시켜, 상기 접촉 영역들(31, 35)인 알루미늄막은 알루미늄 산화물막으로 변하고 상기 금속 산화물막들(20, 40)인 알루미늄 산화물막 내에는 산소 공공이 축적될 수 있다.
상기 하부 및 상부 전극들(10, 50)은 상기 하부 및 상부 금속 산화물막들(20, 40)에 각각 접하나, 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50)에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 및 상부 금속 산화물막들(20, 40) 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 높다. 따라서, 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50)은 상기 하부 및 상부 금속 산화물막들(20, 40)과 접하고 있음에도 불구하고, 상기 하부 또는 상부 금속 산화물막들(20, 40) 내의 산소 이온과 반응하지 않을 수 있다. 이를 고려하여, 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50)은 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막 중에서 적절히 선택될 수 있다.
구체적으로, 상기 하부 및 상부 금속 산화물막(20, 40)이 하프늄 산화물막들이고 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50)이 Ti막 또는 Pt막인 경우, Ti 또는 Pt는 하프늄에 비해 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지가 높으므로(TiO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -888kJ/mol, PtO2 생성을 위한 깁스 자유 에너지: -164.4kJ/mol, HfO2 생성을 위한 깁스 자유 에지: -1010.8kJ/mol), 상기 하프늄 산화물막 내의 산소 이온은 상기 Pt 또는 Ti와 반응하기 어렵다.
도 11a 내지 도 11f는 도 10을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 단위 소자의 포밍방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11a를 참조하면, 하부 전극(10)에 기준전압 예를 들어, 그라운드 전압(V0)을 인가한 상태에서, 상부 전극(50)에 OV에서 제1 셋전압(Vset(+)) 미만까지의 양의 스윕(sweep) 전압(Vp)을 인가한다(P1). 이 때, 노드(30)의 상부 접촉 영역(35) 내의 산소이온은 상부 금속 산화물막(40) 내로 되돌아가 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소공공을 산화시킨다. 따라서, 상부 가변저항체인 상기 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소이온은 상기 노드(30)의 하부 접촉 영역(31)으로 추가적으로 이동하여 상기 하부 접촉 영역(31)을 산화시키고, 이와 동시에 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 많아진 산소공공은 축적되어 도전성을 갖는 하부 산소공공 필라멘트(F1)를 형성하나, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 상기 하부 접촉 영역(31)에 접촉할 수 있을 정도로 성장하지는 못한다. 따라서, 하부 가변저항체인 상기 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 기둥(F1p)과 기둥(F1p)에서 여러 갈래로 자란 가지(F1b)를 포함할 수 있고, 이는 기둥(F1p)이 생성된 후 기둥(F1p)에 집중된 전계로 인해 가지(F1b)가 여러 갈래로 자란 것으로 추정되나, 이러한 추정에 한정되는 것은 아니다.
도 11b를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제1 셋 전압(Vset(+))에서 제1 셋전압(Vset(+))이상의 특정 전압(VH(+))까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P2). 상기 상부 전극(50)에 제1 셋 전압(Vset(+))이 인가될 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 하부 산소공공 필라멘트(F1) 즉, 가지(F1b)가 상기 하부 접촉 영역(31)에 접촉하게 되고, 이에 따라 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭된다. 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)는 유지된다. 한편, 상기 상부 접촉 영역(35) 내의 산소이온은 상부 금속 산화물막(40) 내로 계속하여 되돌아가 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소공공을 산화시킨다. 따라서, 상부 가변저항체인 상기 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다.
도 11c를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 상기 특정 전압(VH(+))에서 0V까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P3). 이 때, 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 양의 전계는 고저항 상태(HRS)에 있는 상부 금속 산화물막(40)에 집중되고, 이에 따라 상기 상부 접촉 영역(35) 내의 산소이온은 상기 상부 금속 산화물막(40) 내로 계속하여 되돌아가 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소공공을 산화시킨다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 상기 하부 금속 산화물막(20)에는 양의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
도 11d를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 OV에서 제1 셋전압(Vset(-)) 미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P4). 이 때, 상기 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 음의 전계는 고저항 상태(HRS)에 있는 상기 상부 금속 산화물막(40)에 집중되고, 이에 따라 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소이온은 상기 상부 접촉 영역(35)으로 이동하여 상기 상부 접촉 영역(35)을 산화시킨다. 이와 동시에 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 많아진 산소공공은 축적되어 도전성을 갖는 상부 산소공공 필라멘트(F2)를 형성하나, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 상기 상부 접촉 영역(35)에 접촉할 정도로 성장하지는 못한다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 기둥(F2p)과 기둥(F2p)에서 여러 갈래로 자란 가지(F2b)를 포함할 수 있고, 이는 기둥(F2p)이 생성된 후, 기둥(F2p)에 집중된 전계로 인해 가지(F2b)가 여러 갈래로 자란 것으로 추정되나, 이러한 추정에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 저저항 상태(LRS)에 있는 하부 금속 산화물막(20)에는 유효한 음의 전계가 인가되지 못하여 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 끊어지지 않고 유지될 수 있다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 11e를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제2 셋전압 (Vset(-))에서 제2 리셋전압(Vreset(-)) 미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P5). 상기 상부 전극(50)에 제2 셋 전압 (Vset(-))이 인가될 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 상부 산소공공 필라멘트(F2) 즉, 가지(F2p)가 상기 상부 접촉 영역(35)에 접촉하게 되고, 이에 따라 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)가 유지된다. 한편, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)이 저저항 상태(LRS)로 스위칭 된 후에는, 상기 하부 금속 산화물막(20)에도 유효한 음의 전계가 인가되어 상기 하부 접촉 영역(31) 내의 산소이온은 상기 하부 금속 산화물막(20)으로 이동하여 하부 산소공공 필라멘트(F1)를 산화하나, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 상기 하부 접촉 영역(31)으로부터 완전히 떨어지지는 못한다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 11f를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제2 리셋 전압(Vreset(-))에서 0V까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P6). 상기 상부 전극(50)에 제2 리셋전압(Vreset(-))이 인가될 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 끝단은 완전히 산화되어 상기 하부 접촉 영역(31)으로부터 떨어진다. 구체적으로, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 가지(F1b)는 산화되어 없어지고, 기둥(F1p)만 남게된다. 이에 따라 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 고저항 상태(HRS)가 유지된다. 한편, 상부 금속 산화물막(40)에는 음의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
도 12a 내지 도 12f는 도 11a 내지 도 11f를 참조하여 설명한 포밍단계를 거친 저항 변화 메모리 단위 소자의 전류-전압 특성을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12a를 참조하면, 하부 전극(10)에 기준전압 예를 들어, 그라운드 전압(V0)을 인가한 상태에서, 상부 전극(50)에 OV에서 제1 셋전압(Vset(+)) 미만까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P1). 이 때, 하부 및 상부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 양의 전계는 고저항 상태(HRS)에 있는 하부 금속 산화물막(20)에 집중되고, 이에 따라 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 산소이온은 상기 노드(30)의 하부 접촉 영역(31)으로 이동하여 상기 하부 접촉 영역(31)을 산화시킨다. 이와 동시에 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에 유입된 산소공공은 전계가 집중되고 있는 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 기둥(F1p)에 연결되어 가지(F1b)를 형성하나, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1) 즉, 가지(F1b)는 상기 하부 접촉 영역(31)에 접촉할 수 있을 정도로는 성장하지 못한다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 저저항 상태(LRS)에 있는 상부 금속 산화물막(40)에는 유효한 양의 전계가 인가되지 못하여, 상부 금속 산화물막(40) 내의 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 상기 상부 접촉 영역(35)으로부터 떨어지지 않고 유지될 수 있다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 12b를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제1 셋전압(Vset(+))에서 제2 리셋전압(Vreset(+)) 미만까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P2). 상기 상부 전극(50)에 제1 셋전압(Vset(+))이 인가될 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 하부 산소공공 필라멘트(F1)가 상기 하부 접촉 영역(31)에 접촉하게 되고, 이에 따라 하부 가변저항체인 상기 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭된다. 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)가 유지된다. 한편, 상기 하부 금속 산화물막(20)이 저저항 상태(LRS)로 스위칭 된 후에는, 상기 상부 금속 산화물막(40)에도 유효한 양의 전계가 인가되어 상기 상부 접촉 영역(35) 내의 산소이온은 상기 상부 금속 산화물막(40)으로 이동하여 상부 산소공공 필라멘트(F2)를 산화하나, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)는 상기 상부 접촉 영역(35)으로부터 완전히 떨어지지는 못한다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 12c를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제1 리셋전압(Vreset(+))에서 0V까지의 양의 스윕 전압(Vp)을 인가한다(P3). 상기 상부 전극(50)에 제1 리셋 전압(Vreset(+))이 인가될 때, 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 끝단은 완전히 산화되어 상기 상부 접촉 영역(35)으로부터 떨어진다. 구체적으로, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 가지(F2b)는 산화되어 없어지고, 기둥(F2p)만 남게된다. 이에 따라 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 고저항 상태(HRS)가 유지된다. 한편, 하부 금속 산화물막(20)에는 양의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
도 12d를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 OV에서 제2 셋전압(Vset(-)) 미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P4). 이 때, 상하부 전극들(10, 50) 사이에 걸린 음의 전계는 고저항 상태에 있는 상부 금속 산화물막(40)에 집중되고, 이에 따라 상기 상부 금속 산화물막(40) 내의 산소이온은 상기 상부 접촉 영역(35)으로 이동하여 상기 상부 접촉 영역(35)을 산화시킨다. 이와 동시에 상기 상부 금속 산화물막(40) 내에 유입된 산소공공은 전계가 집중되고 있는 상부 산소공공 필라멘트(F2)의 기둥(F2p)에 연결되어 가지(F2b)를 형성하나, 상기 상부 산소공공 필라멘트(F2) 즉, 가지(F2b)는 상기 상부 접촉 영역(35)에 접촉할 수 있을 정도로는 성장하지 못한다. 그 결과, 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 고저항 상태(HRS)를 유지한다. 한편, 상기 저저항 상태에 있는 하부 금속 산화물막(20)에는 유효한 음의 전계가 인가되지 못하여 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 상기 하부 접촉 영역(31)으로부터 떨어지지 않고 유지될 수 있다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 12e를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제2 셋전압(Vset(-))에서 제2 리셋전압(Vreset(-)) 미만(절대값 기준)까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P5). 상기 상부 전극(50)에 제2 셋전압(Vset(-))이 인가될 때, 상기 상부 금속 산화물막(20) 내에는 축적된 산소공공으로 인해 상부 산소공공 필라멘트(F2)가 상기 상부 접촉 영역(35)에 접촉하게 되고, 이에 따라 상기 상부 가변저항체인 상부 금속 산화물막(40)은 저저항 상태(LRS)로 스위칭된다. 그 후에도 이러한 저저항 상태(LRS)가 유지된다. 한편, 상기 상부 금속 산화물막(40)이 저저항 상태(LRS)로 스위칭 된 후에는, 상기 하부 금속 산화물막(20)에도 음의 전계가 인가되어 상기 하부 접촉 영역(31) 내의 산소이온은 상기 하부 금속 산화물막(20)으로 이동하여 하부 산소공공 필라멘트(F1)를 산화하나, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)는 상기 하부 접촉 영역(31)으로부터 완전히 떨어지지는 못한다. 그 결과, 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 저저항 상태(LRS)를 유지한다.
도 12f를 참조하면, 상기 상부 전극(50)에 제2 리셋전압(Vreset(-))에서 0V까지의 음의 스윕 전압(Vm)을 인가한다(P6). 상기 상부 전극(50)에 제2 리셋 전압(Vreset(-))이 인가될 때, 상기 하부 금속 산화물막(20) 내의 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 끝단은 완전히 산화되어 상기 하부 접촉 영역(31)으로부터 떨어진다. 구체적으로, 상기 하부 산소공공 필라멘트(F1)의 가지(F1b)는 산화되어 없어지고, 기둥(F1p)만 남게된다. 이에 따라 상기 하부 가변저항체인 하부 금속 산화물막(20)은 고저항 상태(HRS)로 스위칭되고, 그 후에도 이러한 고저항 상태(HRS)가 유지된다. 한편, 상부 금속 산화물막(40)에는 양의 전계가 인가되므로 저저항 상태(LRS)가 유지된다.
도 13은 도 10을 참조하여 설명한 저항 변화 메모리 소자의 크로스 포인트 어레이를 나타낸 사시도이다.
도 13을 참조하면, 기판(미도시) 상에 일 방향으로 하부 전극들(10)이 평행하게 배열될 수 있다. 상기 하부 전극들(10)은 워드라인들(Wn, Wn+1,..Wn+4)일 수 있다. 상기 하부 전극들(10)을 가로지르는 방향으로 상부 전극들(50)이 평행하게 배열될 수 있다. 상기 상부 전극들(50)은 비트라인들(Bm, Bm+1,..Bm+4)일 수 있다. 상기 하부 전극들(10)과 상기 상부 전극들(50)이 교차하는 각 영역에서, 상기 각 하부 전극(10)과 상기 각 상부 전극(50) 사이에 하부 금속 산화물막(20), 상부 금속 산화물막(40), 및 상기 상하부 금속 산화물막들(20, 40) 사이에 개재된 노드(30)이 배치될 수 있다. 상기 노드(30)은 상기 하부 금속 산화물막(20)에 접하는 하부 접촉 영역(31), 상기 상부 금속 산화물막(40)에 접하는 상부 접촉 영역(35), 및 상기 상하부 접촉 영역들(31, 35) 사이에 위치하는 중간 영역(33)을 구비한다. 상기 상하부 금속 산화물막들(20, 40), 상기 노드(30), 및 상기 상하부 전극들(10, 50)에 대한 구체적 설명은 도 10을 참조하여 설명한 부분을 참조하기로 한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실험예들; examples>
<제조예>
기판 상에 RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 Pt막(하부 신호선 영역)을 50nm의 두께로 형성하고, 상기 Pt막 상에 원자층 증착법을 사용하여 Zr막(하부 접촉 영역)을 5nm의 두께로 형성하여, 하부 전극을 형성하였다. 상기 Zr막 상에 원자층 증착법을 사용하여 HfO2막을 3nm의 두께로 형성하여 하부 금속 산화물막을 형성하였다. 상기 HfO2막 상에 RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 Pt막을 50nm의 두께로 형성하여 노드을 형성하였다. 상기 Pt막 상에 원자층 증착법을 사용하여 HfO2막을 3nm의 두께로 형성하여 상부 금속 산화물막을 형성하였다. 그 후, 상기 HfO2막 상에 원자층 증착법을 사용하여 Zr막(상부 접촉 영역)을 5nm의 두께로 형성하고, 상기 Zr막 상에 RF 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 Pt막(상부 신호선 영역)을 50nm의 두께로 형성하여, 상부 전극을 형성하였다.
앞서 설명한 도 5 및 도 7은 각각 제조예에 따른 저항 변화 메모리 소자의 포밍단계의 전류-전압 그래프와 포밍단계 후의 전류-전압 그래프이다.
도 14는 제조예에 따른 저항 변화 메모리 소자에 인가하는 전압의 펄스 갯수에 따른 전류변화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로, 제조예의 하부 전극에 그라운드 전압을 인가한 상태에서, 상부 전극에 -1.5V의 전압을 인가하여 소자에 데이터 1(또는 0)을 프로그래밍한 후 0.8V를 인가한 상태에서 소자에 흐르는 전류를 읽는 단계와 상부 전극에 1.5V의 전압을 인가하여 소자에 데이터 0(또는 1)을 프로그래밍한 후 0.8V를 인가한 상태에서 소자에 흐르는 전류를 읽는 단계를 반복하여 수행한 결과를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 펄스의 폭이 1us로 매우 짧은 경우에도 10배 정도의 저항 변화비를 나타냄을 알 수 있다. 따라서, 소자의 동작 주기가 1㎲로 매우 빠른 경우에도 충분한 스위칭 특성을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10: 하부 전극 50: 상부전극
20: 하부 금속 산화물막 40: 상부 금속 산화물막
30: 노드 13, 31: 하부 접촉 영역
53, 35: 상부 접촉 영역
20: 하부 금속 산화물막 40: 상부 금속 산화물막
30: 노드 13, 31: 하부 접촉 영역
53, 35: 상부 접촉 영역
Claims (22)
- 하부 전극;
상부 전극;
상기 하부 및 상부 전극들 사이에 배치된 노드;
상기 하부 전극과 상기 노드에 각각 접속된 양단들을 갖는 하부 가변저항체;
상기 노드와 상기 상부 전극에 각각 접속된 양단들을 갖는 상부 가변저항체를 포함하고,
상기 가변저항체들 중 어느 하나는 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제1 양의 전계에서 저저항상태로 셋(set)되고 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제1 음의 전계에서 고저항상태로 리셋(reset)되고, 나머지 하나는 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제2 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 상부전극과 상기 하부 전극 사이의 제2 양의 전계에서 고저항상태로 리셋되고,
상기 제2 양의 전계는 상기 제1 양의 전계에 비해 크고,
상기 제1 음의 전계의 절대값은 상기 제2 음의 전계의 절대값에 비해 큰 저항 변화 메모리 소자. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 상부 가변저항체는 상기 제1 양의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 제1 음의 전계에서 고저항상태로 리셋되고,
상기 하부 가변저항체는 상기 제2 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 제2 양의 전계에서 고저항상태로 리셋되는 저항 변화 메모리 소자. - 제3항에 있어서,
상기 하부 전극은 하부 접촉 영역을 구비하고,
상기 상부 전극은 상부 접촉 영역을 구비하고,
상기 하부 가변저항체는 상기 하부 접촉 영역에 접하는 하부 금속 산화물막이고,
상기 상부 가변저항체는 상기 상부 접촉 영역에 접하는 상부 금속 산화물막이고,
상기 하부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮고,
상기 상부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮은 저항 변화 메모리 소자. - 제1항에 있어서,
상기 하부 가변저항체는 상기 제1 양의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 제1 음의 전계에서 고저항상태로 리셋되고,
상기 상부 가변저항체는 상기 제2 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 제2 양의 전계에서 고저항상태로 리셋되는 저항 변화 메모리 소자. - 제5항에 있어서,
상기 노드는 하부 접촉 영역 및 상부 접촉 영역을 구비하고,
상기 하부 가변저항체는 상기 하부 접촉 영역에 접하는 하부 금속 산화물막이고,
상기 상부 가변저항체는 상기 상부 접촉 영역에 접하는 상부 금속 산화물막이고,
상기 하부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮고,
상기 상부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮은 저항 변화 메모리 소자. - 제4항 또는 제6항에 있어서,
상기 하부 금속 산화물막과 상기 상부 금속 산화물막은 동일한 물질막인 저항 변화 메모리 소자. - 제7항에 있어서,
상기 하부 금속 산화물막과 상기 상부 금속 산화물막은 하프늄 산화물막, 탄탈륨 산화물막, 지르코늄 산화물막, 아연 산화물막, 티타늄 산화물막, 텅스텐 산화물막, 니켈 산화물막, 알루미늄 산화물막, 실리콘 산화물막, 또는 몰리브덴 산화물막인 저항 변화 메모리 소자. - 제4항 또는 제6항에 있어서,
상기 하부 접촉 영역과 상기 상부 접촉 영역은 동일한 물질막인 저항 변화 메모리 소자. - 제4항 또는 제6항에 있어서,
상기 하부 접촉 영역은 금속 리치한 하부 산화물 영역이고,
상기 상부 접촉 영역은 금속 리치한 상부 산화물 영역인 저항 변화 메모리 소자. - 제10항에 있어서,
상기 하부 접촉 영역과 상기 상부 접촉 영역은 지르코늄, 티타늄 또는 알루미늄을 함유하는 저항 변화 메모리 소자. - 제4항에 있어서,
상기 하부 전극은 상기 하부 접촉 영역 하부에 하부 신호선 영역을 더 구비하고, 상기 하부 신호선 영역은 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막인 저항 변화 메모리 소자. - 제4항에 있어서,
상기 상부 전극은 상기 상부 접촉 영역 상부에 상부 신호선 영역을 더 구비하고, 상기 상부 신호선 영역은 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막인 저항 변화 메모리 소자. - 제4항에 있어서,
상기 노드는 도전막인 저항 변화 메모리 소자. - 제14항에 있어서,
상기 노드는 상기 하부 및 상부 금속 산화물막들과 접하고,
상기 노드에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 및 상부 금속 산화물막들 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 높은 저항 변화 메모리 소자. - 제6항에 있어서,
상기 하부 전극은 상기 하부 금속 산화물막에 접하고,
상기 하부 전극에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 높은 저항 변화 메모리 소자. - 제6항에 있어서,
상기 상부 전극은 상기 상부 금속 산화물막에 접하고,
상기 상부 전극에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 높은 저항 변화 메모리 소자. - 제6항에 있어서,
상기 노드는 상기 하부 접촉 영역과 상기 상부 접촉 영역 사이의 중간 영역을 더 포함하고,
상기 노드의 중간 영역은 Pt 막, W 막, Ti 막, Al막, TiN막, TaN막, 또는 Ni막인 저항 변화 메모리 소자. - 하부 접촉 영역을 구비하는 하부 전극;
상부 접촉 영역을 구비하는 상부 전극;
상기 하부 및 상부 전극들 사이에 배치된 노드;
상기 하부 전극과 상기 노드 사이에서 상기 하부 접촉 영역에 접하는 하부 금속 산화물막; 및
상기 노드와 상기 상부 전극 사이에서 상기 상부 접촉 영역에 접하는 상부 금속 산화물막을 포함하고,
상기 하부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮고,
상기 상부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮은 저항 변화 메모리 소자. - 하부 전극과 상부 전극;
상기 하부 및 상부 전극들 사이에 배치되고, 하부 접촉 영역 및 상부 접촉 영역을 구비하는 노드;
상기 하부 전극과 상기 노드 사이에서 상기 하부 접촉 영역에 접하는 하부 금속 산화물막; 및
상기 노드와 상기 상부 전극 사이에서 상기 상부 접촉 영역에 접하는 상부 금속 산화물막을 포함하고,
상기 하부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 하부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮고,
상기 상부 접촉 영역에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지는 상기 상부 금속 산화물막 내에 함유된 금속의 산화물 생성을 위한 깁스 자유 에너지에 비해 같거나 낮은 저항 변화 메모리 소자. - 다수 개의 워드라인들;
상기 워드라인들을 가로지르는 다수 개의 비트라인들; 및
상기 각 워드라인과 상기 각 비트라인 사이에 각각 접속된 양단들을 갖는 단위 셀을 포함하고,
상기 단위 셀은 노드, 상기 워드라인과 상기 노드에 각각 접속된 양단들을 갖는 제1 가변저항체, 및 상기 노드와 상기 비트라인에 각각 접속된 양단들을 갖는 제2 가변저항체를 구비하고,
상기 가변저항체들 중 어느 하나는 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제1 양의 전계에서 저저항상태로 셋(set)되고 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제1 음의 전계에서 고저항상태로 리셋(reset)되고, 나머지 하나는 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제2 음의 전계에서 저저항상태로 셋되고 상기 비트라인과 상기 워드라인 사이의 제2 양의 전계에서 고저항상태로 리셋되고,
상기 제2 양의 전계는 상기 제1 양의 전계에 비해 크고,
상기 제1 음의 전계의 절대값은 상기 제2 음의 전계의 절대값에 비해 큰 저항 변화 메모리 소자 크로스 포인트 어레이. - 삭제
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