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公開番号2025043391
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-31
出願番号2024159995
出願日2024-09-17
発明の名称カルコゲナイド基盤のメモリ物質、並びにそれを含むメモリ素子及び電子装置
出願人三星電子株式会社,Samsung Electronics Co.,Ltd.
代理人個人,個人
主分類H10B 63/10 20230101AFI20250324BHJP()
要約【課題】カルコゲナイド基盤のメモリ物質、並びにそれを含むメモリ素子及び電子装置を提供する。
【解決手段】カルコゲナイド基盤のメモリ物質、並びにそれを含むメモリ素子及び電子装置が開示され、当該のカルコゲナイド基盤のメモリ物質は、オボニック閾値スイッチング特性を有し、印加される電圧の極性及び強度により、閾値電圧が変化するように構成され、当該のカルコゲナイド基盤のメモリ物質は、X_aY_bSe_c(X≠Y,a+b+c=1,a>0.12,b>0.18,c≧0.4)の組成を有する三元系半導体化合物を含み、X元素及びY元素のそれぞれは、In、Sb、Ga、Sn、Al、Ge、Si及びPのうち一つにもなる。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
オボニック閾値スイッチング特性を有し、
印加される電圧の極性及び強度により、閾値電圧が変化するように構成され、
Ｘ
ａ
Ｙ
ｂ
Ｓｅ
ｃ
（Ｘ≠Ｙ，ａ＋ｂ＋ｃ＝１，ａ＞０．１２，ｂ＞０．１８，ｃ≧０．４）の組成を有する三元系半導体化合物を含み、
前記Ｘ元素及びＹ元素のそれぞれは、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｉ及びＰのうち一つである、カルコゲナイド基盤のメモリ物質。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｘ元素の濃度は、１２ａｔ％より高く、４０ａｔ％以下である、請求項１に記載のカルコゲナイド基盤のメモリ物質。
【請求項３】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｙ元素の濃度は、１８ａｔ％より高く、４０ａｔ％以下である、請求項１に記載のカルコゲナイド基盤のメモリ物質。
【請求項４】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｓｅ元素の濃度は、４０ａｔ％以上であり、７５ａｔ％より低い、請求項１に記載のカルコゲナイド基盤のメモリ物質。
【請求項５】
複数のメモリセルを含むメモリ素子において、
前記各メモリセルは、
互いに離隔されて対向して配される第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配されるものであり、オボニック閾値スイッチング特性を有し、印加される電圧の極性及び強度により、閾値電圧が変化するように構成されたメモリ層と、を含み、
前記メモリ層は、Ｘ
ａ
Ｙ
ｂ
Ｓｅ
ｃ
（Ｘ≠Ｙ，ａ＋ｂ＋ｃ＝１，ａ＞０．１２，ｂ＞０．１８，ｃ≧０．４）の組成を有する三元系半導体化合物を含み、前記Ｘ元素及びＹ元素のそれぞれは、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｉ及びＰのうち一つである、カルコゲナイド基盤のメモリ物質を含むメモリ素子。
【請求項６】
前記メモリセルのリセット（RESET）動作により、前記メモリ層に形成される空間電荷領域の幅は、２ｎｍ以上である、請求項５に記載のメモリ素子。
【請求項７】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｘ元素の濃度は、１２ａｔ％より高く、４０ａｔ％以下である、請求項５に記載のメモリ素子。
【請求項８】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｙ元素の濃度は、１８ａｔ％より高く、４０ａｔ％以下である、請求項５に記載のメモリ素子。
【請求項９】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｓｅ元素の濃度は、４０ａｔ％以上であり、７５ａｔ％より低い、請求項５に記載のメモリ素子。
【請求項１０】
前記メモリ層は、第１閾値電圧を有する第１状態、及び該第１閾値電圧より高い第２閾値電圧を有する第２状態のうちいずれか１つの状態を有する、請求項５に記載のメモリ素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルコゲナイド基盤のメモリ物質、並びにそれを含むメモリ素子及び電子装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電子製品の軽薄短小化傾向により、メモリ素子の高集積化を求める要求が増大している。クロスポイント（cross―point）構造のメモリ素子は、ワードラインとビットラインとが垂直に交差し、当該交差された領域に、メモリセルが配された構造を有する。そのような構造は、平面上に、小さいメモリセルを有するという長所を有している。一般的に、クロスポイント構造のメモリ素子のメモリセルは、隣接メモリセル間の漏れ電流（sneak current）を防止するために、互いに直列連結された２端子セレクタ（2―terminal selector）と、メモリ素子とを含む。それにより、単位メモリセルの縦横比が大きくなり、メモリセルの製造工程が複雑となり、該メモリ素子のメモリ容量を増大させるのに限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、カルコゲナイド基盤のメモリ物質、並びにそれを含むメモリ素子及び電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一側面において、
オボニック閾値スイッチング（ＯＴＳ：ovonic threshold switching）特性を有し、
印加される電圧の極性及び強度により、閾値電圧が変化するように構成され、
Ｘ
ａ
Ｙ
ｂ
Ｓｅ
ｃ
（Ｘ≠Ｙ，ａ＋ｂ＋ｃ＝１，ａ＞０．１２，ｂ＞０．１８，ｃ≧０．４）の組成を有する三元系半導体化合物を含み、
前述のＸ元素及びＹ元素のそれぞれは、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｉ及びＰのうち一つであるカルコゲナイド基盤のメモリ物質が提供される。
【０００５】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｘ元素の濃度は、１２ａｔ％より高く、４０ａｔ％以下にもなる。
【０００６】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｙ元素の濃度は、１８ａｔ％より高く、４０ａｔ％以下にもなる。
【０００７】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｓｅ元素の濃度は、４０ａｔ％以上であり、７５ａｔ％よりも低い。
【０００８】
他の側面において、
複数のメモリセルを含むメモリ素子において、
前記各メモリセルは、
互いに離隔されて対向して配される第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配されるものであり、オボニック閾値スイッチング特性を有し、印加される電圧の極性及び強度により、閾値電圧が変化するように構成されたメモリ層と、を含み、
前記メモリ層は、Ｘ
ａ
Ｙ
ｂ
Ｓｅ
ｃ
（Ｘ≠Ｙ，ａ＋ｂ＋ｃ＝１，ａ＞０．１２，ｂ＞０．１８，ｃ≧０．４）の組成を有する三元系半導体化合物を含み、前述のＸ元素及びＹ元素のそれぞれは、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｉ及びＰのうち一つであるカルコゲナイド基盤のメモリ物質を含むメモリ素子が提供される。
【０００９】
前記メモリセルのリセット（RESET）動作により、前記メモリ層に形成される空間電荷領域（space charge region）の幅は、２ｎｍ以上にもなる。
【００１０】
前記三元系半導体化合物において、前記Ｘ元素の濃度は、１２ａｔ％より高く、４０ａｔ％以下にもなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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