JP7271057B2 - Chalcogenide memory device components and compositions - Google Patents

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Description

以下は、全般に亘ってメモリデバイスに関連し、より具体的には、カルコゲナイド(カルコゲナイドガラス)メモリデバイスの構成要素及び化学構造に関連する。 The following relates generally to memory devices, and more specifically to the components and chemistries of chalcogenide (chalcogenide glass) memory devices.

メモリデバイスは、コンピュータ、無線通信機器、カメラ、デジタルディスプレイ、及びそのようなものなどの様々な電子機器に情報を記憶するために広く使用されている。情報は、メモリデバイスの異なる状態をプログラミングすることによって記憶される。例えば、バイナリデバイスには2つの状態があり、多くの場合、論理「1」又は論理「0」で表される。他のシステムでは、2つよりも多い状態が記憶されることがある。記憶された情報にアクセスするために、電子デバイスの構成要素は、メモリデバイスの記憶状態を読出し、又は検知することができる。情報を記憶するために、電子デバイスの構成要素は、メモリデバイス内の状態を、書込み、又はプログラムすることができる。 Memory devices are widely used to store information in various electronic devices such as computers, wireless communication devices, cameras, digital displays, and the like. Information is stored by programming different states of the memory device. For example, binary devices have two states, often represented by a logic '1' or a logic '0'. Other systems may store more than two states. To access the stored information, components of the electronic device can read or sense the memory state of the memory device. To store information, the components of the electronic device can write or program states in the memory device.

磁気ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックRAM(DRAM)、同期ダイナミックRAM(SDRAM)、強誘電体RAM(FeRAM)、磁気RAM(MRAM)、抵抗RAM(RRAM)、読出し専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、相変化メモリ(PCM)、およびその他のものなど、様々な種類のメモリデバイスが存在する。メモリデバイスは、揮発性又は不揮発性であってよい。不揮発性メモリ、例えばFeRAMは、外部電源がない場合でも、記憶された論理状態を長時間維持することができる。揮発性メモリデバイス、例えばDRAMは、外部電源によって定期的にリフレッシュされない限り、時間の経過とともに保存状態が失われることがある。メモリデバイスの進歩は、数ある指標の中で、メモリセル密度の増加、読出し/書込み速度の向上、信頼性の向上、データ保持力の向上、消費電力の削減、又は製造コストの削減を含む。 Magnetic Hard Disk, Random Access Memory (RAM), Dynamic RAM (DRAM), Synchronous Dynamic RAM (SDRAM), Ferroelectric RAM (FeRAM), Magnetic RAM (MRAM), Resistive RAM (RRAM), Read Only Memory (ROM), There are various types of memory devices such as flash memory, phase change memory (PCM), and others. Memory devices may be volatile or non-volatile. Non-volatile memories, such as FeRAM, can maintain stored logic states for long periods of time even in the absence of an external power source. Volatile memory devices, such as DRAM, can lose their stored state over time unless they are periodically refreshed by an external power source. Advances in memory devices include, among other measures, increased memory cell density, increased read/write speed, increased reliability, increased data retention, reduced power consumption, or reduced manufacturing costs.

カルコゲナイド材料組成物は、PCMデバイスの構成部品又は素子に使用することができる。これらの組成物は、それらが導電性になる閾値電圧を持つことができる(即ち、それらはスイッチオンして通電させる)。閾値電圧は時間の経過とともに変化し、ドリフトと呼ばれることがある。電圧ドリフトの傾向が高い組成物は、これらの組成物を用いたデバイスの有用性と性能を制限する可能性がある。 The chalcogenide material composition can be used in components or elements of PCM devices. These compositions can have a threshold voltage at which they become conductive (ie, they switch on and conduct electricity). The threshold voltage changes over time, sometimes called drift. Compositions that are highly prone to voltage drift can limit the usefulness and performance of devices using these compositions.

本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素をサポート又は採用する一つのメモリアレイの一例を示している。1 illustrates an example of one memory array that supports or employs chalcogenide memory device components according to embodiments of the present disclosure. 本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素をサポート又は採用するメモリアレイ例を示している。1 illustrates an example memory array that supports or employs chalcogenide memory device components, according to embodiments of the present disclosure. 本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素及び組成物の特性のプロットを示す。4 shows plots of properties of components and compositions of chalcogenide memory devices, according to embodiments of the present disclosure. 本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素及び組成物の特性のプロットを示す。4 shows plots of properties of components and compositions of chalcogenide memory devices, according to embodiments of the present disclosure. 本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素をサポート又は採用しているメモリアレイを含むシステムを示す。1 illustrates a system including a memory array that supports or employs chalcogenide memory device components, according to embodiments of the present disclosure;

メモリセル内のセレクタデバイスにおける電圧ドリフトの効果は、セレクタデバイスの組成物中に安定性を高める元素を導入することによって、軽減されるようにすることができる。例えば、周期表のIII族(ホウ素属及び第13族とも称する)からの元素は、そのような元素を含まない組成物に対して、セレクタデバイスの電圧ドリフトを安定化又は制限することができる。III族(又はホウ素属)元素は、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、及びタリウム(Tl)を含む。 The effects of voltage drift in a selector device within a memory cell can be mitigated by introducing stability-enhancing elements into the composition of the selector device. For example, elements from Group III of the Periodic Table (also referred to as the Boron genus and Group 13) can stabilize or limit the voltage drift of the selector device for compositions that do not contain such elements. Group III (or boron group) elements include boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl).

例えば、セレクタデバイス(又は他のメモリエレメント)のためのカルコゲナイド材料組成物は、セレン(Se)、ヒ素(As)、及びゲルマニウム(Ge)を含むことができる。この組合せ又は素子は、SAGと呼ばれることがある。メモリストレージ素子及びセレクタデバイスを含むことができるメモリセル内においては、カルコゲナイド組成物又はカルコゲナイド材料は、記憶保持素子又はセレクタデバイスの、何れか又は両方に使用できる。セレクタデバイスは、安定した閾値電圧及び比較的望ましいリーク特性を有していてもよい、SAG組成物を有することができる。いくつかのケースでは、ケイ素(Si)がSAG組成物中に導入されて、ドリフトや閾値電圧漏洩を損なわずに、セレクタデバイスの熱安定性を高めることができる。しかし、SAGシステム中へのSiの実装は、その技術の規模を拡大できるのに十分なだけドリフトを改善することはできない可能性がある。 For example, a chalcogenide material composition for a selector device (or other memory element) can include selenium (Se), arsenic (As), and germanium (Ge). This combination or element is sometimes called a SAG. Within memory cells, which can include memory storage elements and selector devices, the chalcogenide compositions or materials can be used for either or both of the storage elements or selector devices. Selector devices can have SAG compositions that can have stable threshold voltages and relatively desirable leakage characteristics. In some cases, silicon (Si) can be introduced into the SAG composition to enhance the thermal stability of selector devices without compromising drift or threshold voltage leakage. However, implementation of Si into SAG systems may not improve drift sufficiently to allow the technology to be scaled.

セレクタデバイス中でのGeのより高い濃度は、閾値電圧を上昇させ、セレクタデバイスの安定性を損なわせる可能性がある。例えば、Ge原子は、ピラミッド型結合の構成から四面体結合の構成に遷移することがある。この遷移は、バンドギャップの拡大を促進し、セレクタデバイスの閾値電圧を増加させる可能性がある。 A higher concentration of Ge in the selector device can raise the threshold voltage and compromise the stability of the selector device. For example, Ge atoms may transition from a pyramidal bonding configuration to a tetrahedral bonding configuration. This transition can help widen the bandgap and increase the threshold voltage of the selector device.

ここで説明したように、III族元素は、カルコゲナイド材料組成物中に導入されて、セレクタデバイスにおけるGeの存在感を制限することができる。例えば、III族元素は、セレクタデバイスの組成において、Geの一部又は全部を置換することができる。いくつかのケースでは、III族元素は、安定した、III族元素中心の既存の要素(即ちSe、As、及び/又はSi)との四面体結合構造を形成することができる。カルコゲナイド材料組成物にIII族元素を組み込むことは、セレクタデバイスを安定化させて、技術規模の拡大と、増加したクロスポイント技術開発(例えば、3次元クロスポイントのアーキテクチャ、RAMの開発、ストレージの開発、又はそのようなもの)を可能にすることができる。 As described herein, Group III elements can be introduced into the chalcogenide material composition to limit the presence of Ge in the selector device. For example, Group III elements can replace some or all of Ge in the composition of the selector device. In some cases, the group III element can form stable tetrahedral bond structures with existing elements (ie, Se, As, and/or Si) of the group III element center. Incorporation of group III elements into the chalcogenide material composition stabilizes the selector device, allowing for increased technology scale and increased cross-point technology development (e.g., three-dimensional cross-point architectures, RAM development, storage development, etc.). , or the like).

上記で紹介した機能と技法については、メモリアレイの説明で後述する。次に、他のデバイスや組成物に対して低い電圧ドリフトを提供するカルコゲナイドメモリデバイスの構成要素及び組成物について、具体例を示す。開示のこれら及びその他の機能は、更に、装置図、システム図、及び不揮発性メモリセルの読出し又は書込みに関連するフローチャートによって示され、またそれらを参照して説明される。 The features and techniques introduced above are described later in the description of the memory array. Specific examples are now provided of chalcogenide memory device components and compositions that provide low voltage drift relative to other devices and compositions. These and other features of the disclosure are further illustrated by, and described with reference to, device diagrams, system diagrams, and flow charts associated with reading or writing non-volatile memory cells.

図1は、本開示の種々の実施形態による、メモリアレイ100の一例を示している。メモリアレイ100は、電子メモリ装置とも称することがある。メモリアレイ100には、異なる状態を記憶するためにプログラム可能なメモリセル105が含まれている。各メモリセル105は、論理「0」と論理「1」で示される2つの状態を記憶するようにプログラム可能である。いくつかのケースでは、メモリセル105は、2つよりも多い論理状態を記憶するように構成されている。メモリセル105は、キャパシタにプログラム可能な状態を表す電荷を記憶することができ、例えば、充電されたキャパシタ及び充電されていないキャパシタはそれぞれ2つの論理状態を表すことができる。DRAMのアーキテクチャは、一般的にこのような設計を使用することができ、それに採用されるキャパシタは絶縁体として線形又は常誘電性の電気分極特性を持つ誘電体材料を含むことができる。これに対して、強誘電体メモリセルは、絶縁材料として、強誘電性を有するキャパシタを含んでいてもよい。強誘電体キャパシタの電荷の異なるレベルは、異なる論理状態を表すことができる。強誘電体材料は非線形な分極特性を有する。強誘電体メモリセル105のいくつかの詳細と利点については、以下で説明する。また、いくつかのケースでは、カルコゲナイドベース及び/又はPCMが採用されてもよい。ここで説明するカルコゲナイドは、PCM記憶装置又はセレクタデバイスの何れか又はその両方に使用することができる。 FIG. 1 illustrates an example memory array 100, according to various embodiments of the present disclosure. Memory array 100 may also be referred to as an electronic memory device. Memory array 100 includes memory cells 105 that are programmable to store different states. Each memory cell 105 is programmable to store two states indicated by logic "0" and logic "1". In some cases, memory cell 105 is configured to store more than two logic states. Memory cells 105 can store charges representing programmable states in capacitors, for example, a charged capacitor and an uncharged capacitor can each represent two logic states. DRAM architectures can generally use such designs, and the capacitors employed therein can include dielectric materials with linear or paraelectric electrical polarization properties as insulators. In contrast, a ferroelectric memory cell may include a ferroelectric capacitor as an insulating material. Different levels of charge in the ferroelectric capacitor can represent different logic states. Ferroelectric materials have nonlinear polarization characteristics. Some details and advantages of ferroelectric memory cell 105 are discussed below. Also, in some cases, a chalcogenide base and/or PCM may be employed. The chalcogenides described herein can be used in either or both PCM storage devices or selector devices.

メモリアレイ100は、2次元(2D)メモリアレイが互いの上に形成される3次元(3D)メモリアレイであるようにすることができる。これは、2Dアレイと比較して、1つのダイ又は基板上に形成されるメモリセルの数を増加させることができ、これによって今度は、生産コストを削減し、メモリアレイのパフォーマンスを向上させることの何れか又はその両方を行うことが可能となる。図1に示される例によれば、メモリアレイ100は、2つのレベルのメモリセル105を含み、従って3次元メモリアレイとみなすことができる。ただし、レベルの数は2つに限定されない。各レベルは、メモリセル105は、メモリセルスタック145を形成し、各レベルにわたって互いにほぼ整列することができるように、整列又は配置することができる。メモリアレイ100は、Se、As、Ge、Si、B、Al、Ga、In、又はTl、或いはこれらの元素の組合せの組成物を含むことができる。 Memory array 100 may be a three-dimensional (3D) memory array in which two-dimensional (2D) memory arrays are formed on top of each other. This can increase the number of memory cells formed on a single die or substrate compared to 2D arrays, which in turn reduces production costs and improves memory array performance. It is possible to do either or both. According to the example shown in FIG. 1, memory array 100 includes two levels of memory cells 105 and can therefore be considered a three-dimensional memory array. However, the number of levels is not limited to two. Each level can be aligned or arranged such that the memory cells 105 can form a memory cell stack 145 and be substantially aligned with each other across each level. Memory array 100 may include compositions of Se, As, Ge, Si, B, Al, Ga, In, or Tl, or combinations of these elements.

メモリセル105の各ロウ(行)はアクセス線110に接続され、メモリセル105の各カラムはビットライン115に接続されている。アクセス線110はワードライン110として、またビットライン115はデジットライン115として知られていてもよい。ワードライン及びビットライン等についての呼称は、理解や操作を損なうことなく交換可能である。ワードライン110及びビットライン115は、アレイを生成するために、互いにほぼ垂直になる場合がある。メモリセルスタック145における2つのメモリセル105は、デジットライン115などの共通の導電性線を共有してもよい。即ち、デジットライン115は、下側メモリセル105の上部電極と上側メモリセル105の底部電極との電子通信を行うことができる。例えば第3の層が下位層とワードライン110を共有する可能性がある、他の構成も可能である。 Each row of memory cells 105 is connected to an access line 110 and each column of memory cells 105 is connected to a bitline 115 . Access lines 110 may be known as wordlines 110 and bitlines 115 may be known as digitlines 115 . The designations for wordlines, bitlines, etc. are interchangeable without impairing understanding or operation. Wordlines 110 and bitlines 115 may be substantially perpendicular to each other to create an array. Two memory cells 105 in memory cell stack 145 may share a common conductive line, such as digit line 115 . That is, digit line 115 can provide electronic communication between the top electrode of lower memory cell 105 and the bottom electrode of upper memory cell 105 . Other configurations are possible, for example, the third layer may share wordlines 110 with lower layers.

一般に、1つのメモリセル105は、ワードライン110やビットライン115などの2つの導電性線の交点に配置されていてもよい。この交点は、メモリセルのアドレスと呼ばれてよい。対象となるメモリセル105は、通電されたワードライン110とビットライン115の交点に位置するメモリセル105であってもよい。即ち、ワードライン110とビットライン115は、それらの交点でメモリセル105を読み書きするために通電されてもよい。同じワードライン110又はビットライン115で電子通信を行っている(例えば、接続されている)他のメモリセル105は、対象外のメモリセル105と称することがある。 In general, one memory cell 105 may be located at the intersection of two conductive lines, such as wordline 110 and bitline 115 . This intersection may be called the address of the memory cell. The memory cell 105 of interest may be the memory cell 105 located at the intersection of the energized wordline 110 and bitline 115 . That is, wordline 110 and bitline 115 may be energized to read and write memory cell 105 at their intersection. Other memory cells 105 in electronic communication (eg, connected) on the same wordline 110 or bitline 115 may be referred to as non-target memory cells 105 .

上記で説明したように、電極は、メモリセル105と、ワードライン110又はビットライン115に結合されるようにすることができる。電極という用語は、電気導体を指してよく、いくつかのケースでは、メモリセル105への電気的接点として用いられてよい。電極は、メモリアレイ100の素子又は構成要素間に導通経路を提供する、トレース、ワイヤ、導電性線、導電層等を含むことができる。 As explained above, the electrodes may be coupled to memory cells 105 and wordlines 110 or bitlines 115 . The term electrode may refer to an electrical conductor and, in some cases, may be used as an electrical contact to memory cell 105 . Electrodes can include traces, wires, conductive lines, conductive layers, etc. that provide conductive paths between elements or components of memory array 100 .

読み書きなどの操作は、ワードライン110とビットライン115を活性化又は選択することによってメモリセル105に対して実行され、それぞれのラインに電圧又は電流を印加することを含んでよい。ワードライン110及びビットライン115は、金属(例えば、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、タングステン(W)、チタン(Ti)など)、金属合金、炭素、導電的にドープされた半導体、又はその他の導電性材料、合金、又は化合物のような、導電性材料からなるものであってよい。メモリセル105を選択すると、その結果として得られる信号を、記憶されている論理状態を判定するために利用することができる。例えば、電圧が印加されるようにすることができ、得られた電流が相変化材料の抵抗状態を区別するために使用されるようにすることができる。セレクタデバイスがバイアスされたときに、セル105が選択されるようにすることができる。セル105の選択はセレクタデバイスの閾値電圧の関数であるようにすることができ、このことは今度は、セレクタデバイスがIII族元素を含む組成物を有する場合にはより予測可能な値を有するようにすることができる。これにより、セレクタデバイスが、純粋にSAG組成物又はSi-SAG組成物を有している場合よりも、III族元素を含む組成物を有する場合には、セル105のセレクタデバイスの電圧ドリフトが少ないようにすることができる。 Operations such as reading and writing are performed on memory cells 105 by activating or selecting wordlines 110 and bitlines 115, which may involve applying voltages or currents to the respective lines. Wordlines 110 and bitlines 115 may be made of metals (eg, copper (Cu), aluminum (Al), gold (Au), tungsten (W), titanium (Ti), etc.), metal alloys, carbon, conductively doped It may be of a conductive material, such as a semiconductor or other conductive material, alloy, or compound. When memory cell 105 is selected, the resulting signal can be used to determine the stored logic state. For example, a voltage can be applied and the resulting current can be used to distinguish the resistance states of the phase change material. Cell 105 may be selected when the selector device is biased. The selection of cells 105 can be made a function of the threshold voltage of the selector device, which in turn has a more predictable value when the selector device has a composition comprising group III elements. can be This results in less voltage drift in the selector device of cell 105 when the selector device has a composition containing group III elements than when the selector device has a pure SAG composition or a Si-SAG composition. can be made

メモリセル105へのアクセスは、ロウデコーダ120及びカラムデコーダ130を介して制御することができる。例えば、ロウデコーダ120は、メモリコントローラ140からロウアドレスを受け取り、受信したロウアドレスに基づいて適切なワードライン110をアクティブにすることができる。同様に、カラムデコーダ130は、メモリコントローラ140からカラムアドレスを受け取り、適切なビットライン115をアクティブにする。このように、ワードライン110とビットライン115を活性化することにより、メモリセル105にアクセスすることができる。 Access to memory cells 105 can be controlled via row decoder 120 and column decoder 130 . For example, row decoder 120 may receive a row address from memory controller 140 and activate the appropriate word line 110 based on the received row address. Similarly, column decoder 130 receives column addresses from memory controller 140 and activates the appropriate bit lines 115 . Thus, memory cell 105 can be accessed by activating word line 110 and bit line 115 .

アクセスにおいて、メモリセル105は、センスコンポーネント125によって読出し又は検知が行われるようにすることができる。例えば、センスコンポーネント125は、メモリセル105にアクセスすることにより生成された信号に基づいて、メモリセル105の記憶された論理状態を判定するように構成されるようにすることができる。その信号は電圧又は電流を含み、センスコンポーネント125は、電圧検知アンプ又は電流検知アンプ、或いはその両方を含むことができる。例えば、電圧が(対応するワードライン110及びビットライン115を使用して)メモリセル105に印加されるようにし、得られた電流の大きさがメモリセル105の電気的抵抗に依存するようにすることができる。同様に、電流がメモリセル105に印加されるようにし、その電流を生成する電圧の大きさがメモリセル105の電気的抵抗に依存するようにすることができる。センスコンポーネント125は、信号を検出及び増幅するために各種のトランジスタ又はアンプを含んでもよく、これはラッチ(latching)と呼ばれることがある。メモリセル105の検出された論理状態が出力135として出力されるようにすることができる。いくつかのケースでは、センスコンポーネント125は、カラムデコーダ130又はロウデコーダ120の一部であってもよい。又は、センスコンポーネント125は、カラムデコーダ130又はロウデコーダ120に接続され、又はそれらと電子通信を行って接続してもよい。 Upon access, memory cell 105 may be read or sensed by sense component 125 . For example, sense component 125 may be configured to determine the stored logic state of memory cell 105 based on signals generated by accessing memory cell 105 . The signal may include voltage or current, and sense component 125 may include voltage sense amplifiers or current sense amplifiers, or both. For example, a voltage may be applied to memory cell 105 (using corresponding wordline 110 and bitline 115) and the magnitude of the resulting current may depend on the electrical resistance of memory cell 105. be able to. Similarly, a current may be applied to memory cell 105 and the magnitude of the voltage producing that current may depend on the electrical resistance of memory cell 105 . Sense component 125 may include various transistors or amplifiers to detect and amplify signals, sometimes referred to as latching. The detected logic state of memory cell 105 may be output as output 135 . In some cases, sense component 125 may be part of column decoder 130 or row decoder 120 . Alternatively, sense component 125 may be connected to or in electronic communication with column decoder 130 or row decoder 120 .

メモリセル105は、関連するワードライン110及びビットライン115を同様に活性化することによって、設定又は書込みが行われるようにすることができる。例えば、論理値がメモリセル105に記憶されるようにすることができる。カラムデコーダ130又はロウデコーダ120は、メモリセル105に書き込まれる、例えば入力/出力135であるデータを受け付けることができる。相変化メモリのケースでは、メモリセル105は、例えばメモリ素子を介して電流を流してメモリ素子を加熱することによって、書込みが行われる。このプロセスについては、以下で詳しく説明する。 A memory cell 105 can be set or written to by similarly activating the associated wordline 110 and bitline 115 . For example, a logical value may be stored in memory cell 105 . Column decoder 130 or row decoder 120 can accept data, eg, input/output 135 , to be written to memory cells 105 . In the case of a phase change memory, memory cell 105 is written, for example, by passing a current through the memory element to heat it. This process is described in detail below.

メモリセル105はそれぞれ、各セレクタデバイスが、セレン、ヒ素、並びに、B、Al、Ga、In、及びTlのうちの少なくとも1つの組成物を有するカルコゲナイド材料を含む、メモリ素子及びセレクタデバイスを有することができる。いくつかのケースでは、カルコゲナイド材料の組成物は、ゲルマニウム又はケイ素、或いはその両方を含む。 each memory cell 105 having memory elements and selector devices, each selector device comprising a chalcogenide material having a composition of selenium, arsenic, and at least one of B, Al, Ga, In, and Tl; can be done. In some cases, the chalcogenide material composition includes germanium or silicon, or both.

いくつかのメモリアーキテクチャでは、メモリセル105にアクセスすることが、記憶されている論理状態を低下させ又は破壊することがあり、元の論理状態を上記メモリセル105に戻すために、再書込み又は更新操作が実行されるようにすることができる。例えば、DRAMでは、論理記憶キャパシタがある検知動作中に部分的又は完全に放電され、記憶された論理状態が破損する可能性がある。従って、論理状態は、検知動作の後に再書込みされるようにすることができる。更に、1つのワードライン110をアクティブにすると、そのロウ内の全てのメモリセルが放電される結果になる可能性があるため、上記ロウ内の全てのメモリセル105が再書込みされる必要がある可能性がある。しかし、カルコゲナイドベースやPCMなどの不揮発性メモリでは、メモリセル105にアクセスすることが論理状態を破壊しないようにすることができ、従って、メモリセル105はアクセス後に再書込みを必要としないようにすることができる。 In some memory architectures, accessing a memory cell 105 may degrade or destroy the stored logic state, and a rewrite or update process is performed to restore the original logic state to said memory cell 105. Operations can be performed. For example, in a DRAM, a logic storage capacitor can be partially or completely discharged during a sensing operation, corrupting the stored logic state. Therefore, the logic state can be rewritten after a sensing operation. Furthermore, activating one word line 110 can result in all memory cells in that row being discharged, so all memory cells 105 in that row must be rewritten. there is a possibility. However, non-volatile memories, such as chalcogenide-based or PCM, can prevent accessing memory cell 105 from corrupting the logic state, and thus memory cell 105 does not need to be rewritten after being accessed. be able to.

DRAMを含む一部のメモリアーキテクチャでは、外部電源によって定期的にリフレッシュされない限り、時間の経過とともにそれらの記憶状態を失う可能性がある。例えば、充電されたキャパシタは、リーク電流によって時間の経過とともに放電し、記憶情報が失われることがある。これらのいわゆる揮発性メモリデバイスのリフレッシュレートは比較的高い可能性があり、例えば、DRAMに対して毎秒10回のリフレッシュ操作が行われるため、大幅な消費電力が発生する可能性がある。メモリアレイの増大に伴い、電力消費の増加により、特にバッテリなどの有限電源に依存するモバイルデバイスのためのメモリアレイのデプロイメント又は操作が阻害される可能性がある(例えば、電源、発熱、材料限界など)。後述するように、不揮発性カルコゲナイドベース又はPCMセルは、他のメモリアーキテクチャに比べて、パフォーマンスが改善する可能性がある有益な特性を有することができる。例えば、カルコゲナイドベース又はPCMは、DRAMと同等の読出し/書込み速度を提供できるが、不揮発性であり、増加されたセル密度を可能にする。 Some memory architectures, including DRAM, can lose their storage state over time unless they are periodically refreshed by an external power source. For example, a charged capacitor can discharge over time due to leakage currents and lose stored information. The refresh rate of these so-called volatile memory devices can be relatively high, for example ten refresh operations per second for a DRAM, which can result in significant power consumption. As memory arrays grow, increased power consumption can hamper deployment or operation of memory arrays, especially for mobile devices that rely on finite power sources such as batteries (e.g., power supply, heat generation, material limitations). Such). As discussed below, non-volatile chalcogenide-based or PCM cells can have beneficial properties that can improve performance over other memory architectures. For example, chalcogenide-based or PCM can provide similar read/write speeds to DRAM, but are non-volatile and allow for increased cell density.

メモリコントローラ140は、例えば、ロウデコーダ120、カラムデコーダ130、及びセンスコンポーネント125である、種々の構成要素を介してメモリセル105の動作(読出し、書込み、再書込み、リフレッシュ、放電等)を制御することができる。いくつかのケースでは、1つ以上のロウデコーダ120、カラムデコーダ130、及びセンスコンポーネント125が、メモリコントローラ140と共に配置されていてもよい。メモリコントローラ140は、所望のワードライン110及びビットライン115をアクティブにするために、ロウアドレス信号及びカラムアドレス信号を生成することができる。メモリコントローラ140はまた、メモリアレイ100の動作中に使用される様々な電位又は電流を生成及び制御することができる。例えばそれは、1つ又は複数のメモリセル105にアクセスした後に、ワードライン110又はビットライン115に放電電圧を印加することができる。 Memory controller 140 controls the operation (read, write, rewrite, refresh, discharge, etc.) of memory cells 105 through various components, such as row decoder 120, column decoder 130, and sense component 125. be able to. In some cases, one or more of row decoder 120, column decoder 130, and sense component 125 may be collocated with memory controller 140. FIG. The memory controller 140 can generate row and column address signals to activate the desired wordlines 110 and bitlines 115 . Memory controller 140 may also generate and control various potentials or currents used during operation of memory array 100 . For example, it can apply a discharge voltage to wordline 110 or bitline 115 after accessing one or more memory cells 105 .

一般に、本明細書に記載されている印加される電圧又は電流の振幅、形状、又は持続時間は、メモリアレイ100の操作において論じられる種々の操作に対して、調整又は変化させることができ、異なるようにすることができる。更に、メモリアレイ100内の1つ、複数、又は全てのメモリセル105が、同時にアクセスされるようにすることができる。例えば、メモリアレイ100中の複数又は全てのセルは、全てのメモリセル105又は或るグループのメモリセル105が単一の論理状態に設定されるというリセット操作中に、同時にアクセスされるようにすることができる。セル105にアクセスするために必要な電圧がセル105の寿命において比較的一定のままであるため、各セル105のセレクタデバイスの閾値電圧ドリフトが減少するにつれて、メモリコントローラ140がセル105にアクセスすることができる信頼性は増加するようにすることができる。 In general, the amplitude, shape, or duration of the applied voltages or currents described herein can be adjusted or varied for the various operations discussed in operating memory array 100, and can vary. can be made Further, one, multiple, or all memory cells 105 within memory array 100 may be accessed simultaneously. For example, multiple or all cells in memory array 100 may be accessed simultaneously during a reset operation in which all memory cells 105 or a group of memory cells 105 are set to a single logic state. be able to. Because the voltage required to access a cell 105 remains relatively constant over the lifetime of the cell 105, the memory controller 140 will be able to access the cell 105 as the threshold voltage drift of the selector device of each cell 105 decreases. can be made to increase reliability.

図2は、本開示の種々の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素及び組成物をサポートするメモリアレイ200の例を示している。メモリアレイ200は、図1を参照して説明したメモリアレイ100の一例であってもよい。 FIG. 2 illustrates an example memory array 200 that supports chalcogenide memory device components and compositions, according to various embodiments of the present disclosure. Memory array 200 may be an example of memory array 100 described with reference to FIG.

メモリアレイ200は、メモリセル105-a、第1アクセス線110-a(例えば、ワードライン110-a)、及び第2アクセス線115-a(例えば、ビットライン115-a)を含み、これらは、図1を参照して説明したメモリセル105、ワードライン110、及びビットライン115の例であってよい。メモリセル105-aは、電極205、電極205-a、及びメモリ素子220を含み、これらは強誘電体材料であってよい。メモリセル105-aの電極205-aは、中間電極205-aと称されてもよい。メモリアレイ200はまた、底部電極210やセレクタデバイス215を含んでいてもよく、これらはまた選択コンポーネントとも称されてもよい。いくつかのケースでは、複数のメモリアレイ200を互いに積み重ねて、3次元(3D)メモリアレイが形成されるようにすることができる。2つの積層アレイは、いくつかの例では、各レベルが図1を参照して説明したようにワードライン110又はビットライン115を共有することができるような共通の導電性線を有することができる。メモリセル105-aは、対象となるメモリセルであってもよい。 Memory array 200 includes memory cells 105-a, first access lines 110-a (eg, word lines 110-a), and second access lines 115-a (eg, bit lines 115-a), which are , may be examples of the memory cells 105, word lines 110, and bit lines 115 described with reference to FIG. Memory cell 105-a includes electrode 205, electrode 205-a, and memory element 220, which may be ferroelectric materials. Electrode 205-a of memory cell 105-a may be referred to as intermediate electrode 205-a. Memory array 200 may also include bottom electrode 210 and selector device 215, which may also be referred to as select components. In some cases, multiple memory arrays 200 may be stacked together such that a three-dimensional (3D) memory array is formed. The two stacked arrays may, in some examples, have common conductive lines such that each level may share wordlines 110 or bitlines 115 as described with reference to FIG. . Memory cell 105-a may be the target memory cell.

メモリアレイ200は、クロスポイントアーキテクチャと呼ばれることがある。それはまた、ピラー構造と称されることもある。例えば、図2に示すように、ピラーは、第1導電性線(第1アクセス線110-a)及び第2導電性線(第2アクセス線115-a)と接するようにすることができ、ここで、そのピラーは、第1電極(底部電極210)、セレクタデバイス215、及び強誘電体メモリセル105-aを備え、強誘電体メモリセル105-aは、第2電極(電極205-a)、メモリ素子220、及び第3電極(電極205)を備えている。いくつかのケースでは、電極205-aを中間電極と称する場合がある。いくつかのケースでは、第1アクセス線110-aは、メモリセル105-aを介して第2アクセス線115-aと電子通信することができる。第1アクセス線110-a及び第2アクセス線115-aは、3次元のクロスポイント構成で配置されるようにすることができ、複数のメモリセル105-aと電子通信することができる。 Memory array 200 is sometimes referred to as a crosspoint architecture. It is also sometimes referred to as a pillar structure. For example, as shown in FIG. 2, a pillar can contact a first conductive line (first access line 110-a) and a second conductive line (second access line 115-a), Here, the pillar comprises a first electrode (bottom electrode 210), a selector device 215, and a ferroelectric memory cell 105-a, which has a second electrode (electrode 205-a ), a memory element 220, and a third electrode (electrode 205). In some cases, electrode 205-a may be referred to as an intermediate electrode. In some cases, the first access line 110-a can be in electronic communication with the second access line 115-a through the memory cell 105-a. A first access line 110-a and a second access line 115-a can be arranged in a three-dimensional cross-point configuration and can be in electronic communication with a plurality of memory cells 105-a.

そのようなピラーアーキテクチャは、他のメモリアーキテクチャに比べて低生産コストで比較的高密度のデータストレージを提供することができる。例えば、クロスポイントアーキテクチャは、他のアーキテクチャに比べて、縮小された領域を有しその結果として増大したメモリセル密度を有する、メモリセルを有することができる。例えば、そのアーキテクチャは、Fを最小加工寸法として、3端子選択を有するような6F2 のメモリセル領域を有する他のアーキテクチャと比較して、4F2 のメモリセル領域を有することができる。例えば、DRAMは、各メモリセルの選択コンポーネントとして3端子デバイスであるトランジスタを使用することがあり、ピラーアーキテクチャに比べてより大きなメモリセル領域を有することがある。 Such pillar architectures can provide relatively high densities of data storage at low production costs compared to other memory architectures. For example, a crosspoint architecture may have memory cells with reduced area and consequently increased memory cell density compared to other architectures. For example, the architecture may have a memory cell area of 4F 2 , where F is the minimum feature size, compared to other architectures having a memory cell area of 6F 2 such as with 3-terminal select. For example, DRAMs may use transistors, which are three-terminal devices, as the select component of each memory cell, and may have larger memory cell areas than pillar architectures.

セレクタデバイス215は、いくつかのケースでは、メモリセル105と導電性線との間、例えば、メモリセル105-aと第1アクセス線110-a又は第2アクセス線115-aの少なくとも1つとの間で、直列に接続されるようにすることができる。例えば、図2に示されるように、セレクタデバイス215は、電極205-aと底部電極210の間に配置されていてもよい。このように、セレクタデバイス215は、メモリセル105-aと第1アクセス線110-aとの間に直列に配置されている。他の構成も可能である。例えば、セレクタデバイス215は、メモリセル105-aと第2アクセス線115-aとの間に直列に配置されていてもよい。その選択コンポーネントは、特定のメモリセル105-aを選択するのを助けるか、又は選択されたメモリセル105-aに隣接する選択されていないメモリセル105-aを介して浮遊電流が流れるのを防ぐのを助けることができる。例えば、セレクタデバイス215は、閾値電圧が満たされたとき又は超えたときにセレクタデバイス215に電流が流れるような閾値電圧を有することができる。 Selector device 215 is, in some cases, between memory cell 105 and a conductive line, for example, memory cell 105-a and at least one of first access line 110-a or second access line 115-a. can be connected in series between them. For example, selector device 215 may be positioned between electrode 205-a and bottom electrode 210, as shown in FIG. Thus, selector device 215 is arranged in series between memory cell 105-a and first access line 110-a. Other configurations are also possible. For example, selector device 215 may be placed in series between memory cell 105-a and second access line 115-a. The select component either helps select a particular memory cell 105-a or prevents stray current from flowing through unselected memory cells 105-a adjacent to the selected memory cell 105-a. can help prevent. For example, the selector device 215 can have a threshold voltage such that current flows through the selector device 215 when the threshold voltage is met or exceeded.

セレクタデバイス215は、メモリ素子220と結合されていてもよい。セレクタデバイス215及びメモリ素子220は、第1アクセス線110-aと第2アクセス線115
-aとの間で直列構成で配置されるようにすることができる。セレクタデバイス215は、Se、As、並びに、B、Al、Ga、In、及びTlの少なくとも1つを含む組成物からなる第1のカルコゲナイド材料を含むことができる。いくつかのケースでは、セレクタデバイス215は、第1のカルコゲナイド材料を備えていてよく、メモリ素子220は、セレクタデバイス215とは異なる組成物(例えば、第2のカルコゲナイド材料)を備えていてもよい。ただし、示さないが、いくつかのケースでは、セル105は、分かれたメモリ素子及びセレクタデバイスを使用しなくてもよい。このタイプのメモリアーキテクチャは自己選択メモリ(SSM)と呼ぶことができ、セレクタデバイス215はメモリストレージ素子として機能することができる。従って、メモリデバイスは、自己選択メモリデバイスを備えるメモリセルを含んでいてもよい。例えば、カルコゲナイド材料を含む単一の素子は、分離されたセレクタデバイスが不要であるような、メモリ素子とセレクタデバイスの両方として機能されるようにすることができる。いくつかのケースでは、メモリ素子220は、相変化材料ではなく、強誘電体キャパシタ又はメモリスタを備えていてもよい。
Selector device 215 may be coupled with memory element 220 . Selector device 215 and memory element 220 are connected to first access line 110-a and second access line 115-a.
-a in a serial configuration. Selector device 215 can include a first chalcogenide material of a composition including Se, As, and at least one of B, Al, Ga, In, and Tl. In some cases, selector device 215 may comprise a first chalcogenide material and memory element 220 may comprise a different composition than selector device 215 (eg, a second chalcogenide material). . However, although not shown, in some cases cell 105 may not use separate memory elements and selector devices. This type of memory architecture can be called a self-selecting memory (SSM), and selector device 215 can function as a memory storage element. Thus, a memory device may include memory cells with self-selecting memory devices. For example, a single element comprising chalcogenide material can function as both a memory element and a selector device such that a separate selector device is not required . In some cases, memory element 220 may comprise a ferroelectric capacitor or memristor rather than a phase change material.

セレクタデバイス215は、中間電極205-aによってメモリ素子220から分離されていてもよい。このように、中間電極205-aは電気的に浮遊することがあり、即ち、電気的アース又は電気的に接地することができる構成要素に直結しないことがあるため、電荷が蓄積することがある。メモリ素子220は、セレクタデバイス215を介してアクセスされるようにすることができる。例えば、セレクタデバイス215の両端の電圧が閾値に達すると、メモリ素子220を介してアクセス線110-aと115-aの間に、電流が流れるようにすることができる。この電流の流れは、メモリ素子220に記憶されている論理値を読み取るために使用することができる。電流が流れ始めるセレクタデバイス215の両端の閾値電圧は、セレクタデバイス215の組成物の関数とすることができる。同様に、セレクタデバイス215の組成物は、セレクタデバイス215の閾値電圧が経時的に変化する可能性があるか否か及びその大きさに影響を及ぼす可能性がある。 Selector device 215 may be separated from memory element 220 by intermediate electrode 205-a. As such, intermediate electrode 205-a may be electrically floating, i.e., not directly connected to electrical ground or a component that may be electrically grounded, and thus charge may accumulate. . Memory element 220 may be accessed via selector device 215 . For example, when the voltage across selector device 215 reaches a threshold, current may flow through memory element 220 between access lines 110-a and 115-a. This current flow can be used to read the logic value stored in memory element 220 . The threshold voltage across selector device 215 at which current begins to flow can be a function of the composition of selector device 215 . Similarly, the composition of selector device 215 can affect whether and how much the threshold voltage of selector device 215 can change over time.

ここで説明したように、時間の経過による閾値電圧の変化は、閾値電圧ドリフトと呼ばれることがある。閾値電圧ドリフトは、セレクタデバイスの閾値電圧が変化するので好ましくない場合があり、操作(例えば、セレクタデバイスを介して電流を流させるために必要な電圧の印加)が変化することがある。これは、デバイスの読出し又は書込みを複雑にする可能性があり、不正確な読出し又は書込みにつながる可能性があり、メモリ素子の読出し又は書込みに必要な電力の増加を引き起こす可能性がある等である。ここで説明したように、セレクタデバイス215にとって閾値電圧ドリフトの可能性又は程度を制限する材料の組成を採用することが、デバイス性能の改善に役立つようにすることができる。このように、セレクタデバイス215は、以下に説明するように閾値電圧ドリフトを制限できる、1つ以上のIII族元素を含む組成物を具備することができる。 As described herein, changes in threshold voltage over time are sometimes referred to as threshold voltage drift. Threshold voltage drift may be undesirable as the threshold voltage of the selector device changes, and operation (eg, application of the voltage required to drive current through the selector device) may change. This can complicate reading or writing the device, can lead to inaccurate reading or writing, can cause an increase in the power required to read or write the memory element, and so on. be. As described herein, employing a material composition that limits the likelihood or degree of threshold voltage drift for selector device 215 can help improve device performance. As such, the selector device 215 can comprise a composition that includes one or more Group III elements that can limit threshold voltage drift as described below.

メモリアレイ200は、材料の形成と除去の様々な組合せによって作製することができる。例えば、第1のアクセス線110-a、底部電極210、セレクタデバイス215、電極205-a、メモリ素子220、及び電極205に対応する材料層が、堆積されるようにすることができる。その後、図2に示すピラー構造などの所望の機能を作成するために、材料を選択的に除去することができる。例えば、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジストをパターン化することで機能が定義されるようにすることができ、それで、エッチングなどの技法によって材料が除去されるようにすることができる。第2アクセス線115-aは、例えば材料層を堆積し選択的にエッチングして図2に示される線構造を形成することにより、その後に形成されるようにすることができる。いくつかのケースでは、電気的に絶縁された領域又は層が、形成され又は堆積されてもよい。電気的に絶縁された領域には、酸化ケイ素、窒化珪素、又はその他の電気絶縁性材料などの、酸化物又は窒化物材料が含まれていてもよい。 Memory array 200 can be fabricated by various combinations of material formation and removal. For example, material layers corresponding to first access line 110-a, bottom electrode 210, selector device 215, electrode 205-a, memory element 220, and electrode 205 may be deposited. Material can then be selectively removed to create desired features, such as the pillar structure shown in FIG. For example, features can be defined by patterning photoresist using photolithographic techniques, and material can then be removed by techniques such as etching. A second access line 115-a may then be formed, for example, by depositing and selectively etching a layer of material to form the line structure shown in FIG. In some cases, electrically insulating regions or layers may be formed or deposited. The electrically isolated regions may include oxide or nitride materials such as silicon oxide, silicon nitride, or other electrically insulating materials.

様々な技法が、メモリアレイ200の材料又は組成物を形成するために使用されるようにすることができる。これらは、数ある薄膜成長技法の中で、例えば、化学気相成長法(CVD)、有機金属気相成長法(MOCVD)、物理気相成長法(PVD)、スパッタ堆積法、原子層堆積法(ALD)、分子線エピタキシー法(MBE)を含むことができる。材料は、例えば、化学エッチング(「ウェットエッチング」とも呼ばれる)、プラズマエッチング(「ドライエッチング」とも呼ばれる)、又は化学機械平坦化を含むことができる、多くの技法を用いて除去されるようにすることができる。 Various techniques may be used to form the materials or compositions of memory array 200 . These are, for example, chemical vapor deposition (CVD), metalorganic vapor deposition (MOCVD), physical vapor deposition (PVD), sputter deposition, atomic layer deposition, among other thin film growth techniques. (ALD), molecular beam epitaxy (MBE). The material is caused to be removed using a number of techniques, which can include, for example, chemical etching (also called "wet etching"), plasma etching (also called "dry etching"), or chemical-mechanical planarization. be able to.

図3は、本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素及び組成物の特性のプロット300を示す。本明細書で説明されるように、図3は、III族元素を含んだ組成物を含む、カルコゲナイド材料組成物の比較を示している。図3はこのように、組成物3(Comp.3)として描かれている、Se、As、及びIII族元素からなる組成物の比較的低い電圧ドリフトを示している。 FIG. 3 shows a plot 300 of chalcogenide memory device component and composition properties, according to an embodiment of the present disclosure. As described herein, FIG. 3 shows a comparison of chalcogenide material compositions, including compositions containing Group III elements. FIG. 3 thus illustrates the relatively low voltage drift of a composition consisting of Se, As, and group III elements, depicted as composition 3 (Comp.3).

例えば、組成物3は、組成物の総重量に対して、約53重量%のSe、約23重量%のAs、約13重量%のGe、及び約11重量%のInであるようにすることができる。ポイント305における組成物3は、摂氏90度で3日後に、250ミリボルト未満の電圧ドリフトを有することができる。 For example, Composition 3 should be about 53 wt% Se, about 23 wt% As, about 13 wt% Ge, and about 11 wt% In, based on the total weight of the composition. can be done. Composition 3 at point 305 can have a voltage drift of less than 250 millivolts after 3 days at 90 degrees Celsius.

組成物3の電圧ドリフトは、一定期間にわたって総電圧ドリフトが少ないようにすることができるため、セレクタデバイスの改善された性能を可能にすることができる。このように、カルコゲナイド組成物へのIn(又は他のIII族元素)の添加は、他のカルコゲナイド材料組成物と比較して、電圧ドリフトを最小化することができる。例えば、組成物1及び2は、純粋なSAG組成物(即ち、Se、As、Geのみを含む)であってよい。組成物4及び5は、純粋なSi-SAG合金(即ち、Se、As、Ge、Siのみを含む)であってよい。いくつかの例では、組成物4及び5は、組成物の総重量に対して、約30重量%のAs、約12重量%のGe、及び約8重量%のSiの量を有することができる。いくつかのケースでは、カルコゲナイド材料組成物(即ち、ポイント310における組成物1、ポイント315における組成物2、ポイント320における組成物4、ポイント325における組成物5)が、摂氏90度で3日後に、500ミリボルト以上ドリフトすることがある。 The voltage drift of composition 3 can result in less total voltage drift over a period of time, which can allow for improved performance of the selector device. Thus, the addition of In (or other Group III elements) to chalcogenide compositions can minimize voltage drift compared to other chalcogenide material compositions. For example, compositions 1 and 2 may be pure SAG compositions (ie containing only Se, As, Ge). Compositions 4 and 5 may be pure Si—SAG alloys (ie containing only Se, As, Ge, Si). In some examples, compositions 4 and 5 can have amounts of about 30 wt% As, about 12 wt% Ge, and about 8 wt% Si, based on the total weight of the composition. . In some cases, the chalcogenide material compositions (i.e., composition 1 at point 310, composition 2 at point 315, composition 4 at point 320, composition 5 at point 325) were reduced after 3 days at 90 degrees Celsius. , can drift by more than 500 millivolts.

本明細書に記載されるように、カルコゲナイド混合物中へのIn(又は他のIII族元素)の添加は、セレクタデバイスの安定性を高めることができる。カルコゲナイド材料組成物(例えば組成物3)は、表1に示される結果を得ることができる。

Figure 0007271057000001
As described herein, the addition of In (or other Group III elements) into the chalcogenide mixture can enhance the stability of selector devices. A chalcogenide material composition (eg Composition 3) can yield the results shown in Table 1.
Figure 0007271057000001

表1に示すように、列見出しVth_FFとVth_SFは、組成物3を有するセレクタデバイスの、第1アクティベーション(即ち「第1発火」)及びその後のアクティベーション(即ち「第2発火」)において読み出される閾値電圧を、それぞれ表すことができる。列見出しVformは、第1発火と第2発火の間の閾値の電圧差を表すことができる。いくつかの例では、列見出しVth_1000は1000サイクル後の閾値電圧を表すことができる。列見出しI@0.8Vtは、セレクタデバイスにおけるサブ閾値電圧リーク電流を表すことができる。列見出しSTDriftは、セレクタデバイスのドリフトを表すことができる。表に示されるように、In又は別のIII族元素(例えば組成物3)を含むカルコゲナイド組成物は、周期動作の間の安定した閾値電圧と一定期間にわたる低いドリフトの結果をもたらすことができる。 As shown in Table 1, the column headings Vth_FF and Vth_SF are read at the first activation (i.e., "first firing") and subsequent activation (i.e., "second firing") of the selector device having composition 3. , can be respectively expressed as: The column heading Vform may represent the threshold voltage difference between the first and second firings. In some examples, the column heading Vth_1000 may represent the threshold voltage after 1000 cycles. The column heading [email protected] Vt may represent the sub-threshold voltage leakage current in the selector device. The column heading STDrift may represent the drift of the selector device. As shown in Table 1 , chalcogenide compositions containing In or another Group III element (e.g. Composition 3) can result in stable threshold voltages during cycling and low drift over time. .

図4は、本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素及び組成物の特性のプロット400を示す。例えば、領域405は、III族元素をドープしてもよいSe、As、及びGeの組成を示す。点線410は、AsSe-GeSe組成ラインを示している。ここで説明するように、低電圧ドリフトを有する組成物は、セレクタデバイス又は他のメモリ素子に有用であるようにすることができ、Se、As、Ge、Si、又はIII族元素のいくつかの組合せを含むことができる。カルコゲナイド材料組成物は、XをIII族元素の一つとして、一般式SeAsGeSiに帰着させることができる。例えば、カルコゲナイド材料組成物は、InをIII族元素の一つとして、式SeAsGeSiInに帰着させることができる。他の例では、カルコゲナイド材料組成物は、BをIII族元素の一つとして、一般式SeAsGeSiBに帰着させることができる。カルコゲナイド材料組成物は、表2に示される組成物から構成されるようにすることができ、それはSe、As、Ge、Si、及びIII族元素の重量百分率により組成範囲を提供することができる。

Figure 0007271057000002
FIG. 4 shows a plot 400 of chalcogenide memory device component and composition properties, according to an embodiment of the present disclosure. For example, region 405 shows compositions of Se, As, and Ge that may be doped with group III elements. Dotted line 410 indicates the As 2 Se 3 -GeSe 2 compositional line. As described herein, compositions with low voltage drift can be useful in selector devices or other memory elements, where Se, As, Ge, Si, or some of the Group III elements Can contain combinations. The chalcogenide material composition can be reduced to the general formula SexAsyGezSiwXu , where X is one of the Group III elements. For example, a chalcogenide material composition can be reduced to the formula Se 4 As 2 GeSiIn, with In as one of the Group III elements. In another example, the chalcogenide material composition can be reduced to the general formula Se 3 As 2 GeSi 2 B, with B being one of the Group III elements. The chalcogenide material composition may consist of the compositions shown in Table 2, which may provide compositional ranges by weight percentages of Se, As, Ge, Si, and Group III elements.
Figure 0007271057000002

いくつかのケースでは、Seが、組成物の総重量に対して40重量%以上の量であってもよい。いくつかのケースでは、Seの量が、組成物の総重量に対して45重量%以上であってもよい。ヒ素は、組成物の総重量に対して10重量%から35重量%の範囲の量であってよい。いくつかのケースでは、Asの量が、組成物の総重量に対して12重量%から32重量%の範囲である。いくつかの例では、Geは、組成物の総重量に対して、1重量%から20重量%の範囲の量であってもよい。 In some cases, Se may amount to 40% or more by weight relative to the total weight of the composition. In some cases, the amount of Se may be 45% or more by weight relative to the total weight of the composition. Arsenic may be present in an amount ranging from 10% to 35% by weight relative to the total weight of the composition. In some cases, the amount of As ranges from 12% to 32% by weight relative to the total weight of the composition. In some examples, Ge may be in an amount ranging from 1 wt% to 20 wt% based on the total weight of the composition.

いくつかの例では、Siは、組成物の総重量に対して、1重量%から15重量%の範囲の量であってもよい。Si、Ge、並びに、B、Al、Ga、In、及びTlからなる群から選択された少なくとも1つの元素の組合せは、組成物の総重量に対して20重量%以上の量とすることができる。 In some examples, Si may be present in an amount ranging from 1% to 15% by weight based on the total weight of the composition. The combination of Si, Ge, and at least one element selected from the group consisting of B, Al, Ga, In, and Tl can be in an amount of 20% or more by weight relative to the total weight of the composition. .

III族元素は、B、Al、Ga、In、及びTlからなる群から選択される少なくとも1つの元素であってもよく、組成物の総重量に対して0.15重量%から35重量%の範囲の量であってよい。いくつかのケースでは、III族元素は、B、Al、Ga、In、及びTからなる群から選択される少なくとも1つの元素であってもよく、組成物の総重量に対して0.15重量%から24重量%の範囲であってよいThe Group III element may be at least one element selected from the group consisting of B, Al, Ga, In, and Tl, and comprises 0.15% to 35% by weight of the total weight of the composition. There may be a range of amounts. In some cases, the Group III element may be at least one element selected from the group consisting of B, Al, Ga, In, and Tl , and the total weight of the composition is 0.15 % to 24% by weight.

表2のカルコゲナイド材料組成物は、摂氏90度で3日後に250ミリボルト以下の閾値電圧ドリフトを有するようにすることができる。いくつかの例では、表2のカルコゲナイド材料組成物は、ガラス転移温度が摂氏280度を超えることがある。ガラス転移温度及びガラス加工条件は、表2によって与えられる範囲内の組成選択に影響を及ぼす可能性がある。 The chalcogenide material compositions of Table 2 can be made to have a threshold voltage drift of 250 millivolts or less after 3 days at 90 degrees Celsius. In some examples, the chalcogenide material compositions of Table 2 may have a glass transition temperature greater than 280 degrees Celsius. Glass transition temperature and glass processing conditions can influence composition selection within the ranges given by Table 2.

本明細書に記載されるように、III族元素は、Se及びAs又はSAG又はSi-SAGの組成物のような材料の組成物に組み入れられて、純粋なSAG又はSi-SAGの組成物を有するセレクタデバイスに関連する種々の問題を緩和するようにすることができる。いくつかのケースでは、少なすぎるGeは、カルコゲナイド材料組成物の熱安定性を損なう可能性がある。一方、15%を超えるGe組成物を有するSAGシステムは、熱的に不安定すぎて、クロスポイントアレイに吸収されてしまう可能性がある。いくつかの例では、Seの高い組成は、高閾値電圧とリークのトレードオフを持続するかもしれない高いバンドギャップエネルギーをもたらす可能性がある。 As described herein, the Group III elements are incorporated into the composition of materials such as Se and As , or SAG , or Si-SAG compositions to produce pure SAG or Si-SAG compositions. Various problems associated with selector devices with objects can be mitigated. In some cases too little Ge can compromise the thermal stability of the chalcogenide material composition. On the other hand, SAG systems with Ge compositions above 15% may be too thermally unstable and absorbed into the crosspoint array. In some instances, a high composition of Se may result in a high bandgap energy that may sustain a trade-off between high threshold voltage and leakage.

前述のように、III族元素は、強力で安定した結合の形成を介して、セレクタデバイスの安定性を高めることができる。いくつかの例では、III族元素は、ドリフトを低下させない可能性がある四面体結合を形成する。低電圧ドリフトは、図3に示されるように、結合構造に直接関係していてもよい。例えば、Al-Se結合解離エネルギーは318kJmol -1 であってよく、また、In-Se結合解離エネルギーは、245kJmol -1 であってよい。より高い結合解離エネルギーは、より強く及びより安定した結合に相関するようにすることができる。 As mentioned above, Group III elements can enhance the stability of selector devices through the formation of strong and stable bonds. In some instances, group III elements form tetrahedral bonds that may not reduce drift. Low voltage drift may be directly related to the coupling structure, as shown in FIG. For example, the Al—Se bond dissociation energy may be 318 kJ · mol −1 and the In—Se bond dissociation energy may be 245 kJ · mol −1 . Higher bond dissociation energies can be correlated with stronger and more stable bonds.

III族元素はまた、セレクタデバイスにおける増加した熱安定性を提供することもできる。例えば、AlSeは3.1eVのバンドギャップエネルギーを有することができ、InSeは2.1eVのバンドギャップエネルギーを有することができる。バンドギャップが広いと、時間の経過に伴って閾値電圧が増加し、セレクタデバイスが高温で動作する可能性がある。例えば、AlSeは、1220Kの融解温度を有することができ、InSeは933Kの融解温度を有することができる。高い融解温度は、セレクタデバイスの熱安定性を増加させることができる。いくつかの例では、カルコゲナイド材料組成物の転移温度が、上昇することもある。 Group III elements can also provide increased thermal stability in selector devices. For example, Al 2 Se 3 can have a bandgap energy of 3.1 eV and In 2 Se 3 can have a bandgap energy of 2.1 eV. A wide bandgap can increase the threshold voltage over time and cause the selector device to operate at high temperatures. For example, Al2Se3 can have a melting temperature of 1220K and In2Se3 can have a melting temperature of 933K . A high melting temperature can increase the thermal stability of the selector device. In some instances, the transition temperature of the chalcogenide material composition may also be increased.

本明細書に記載されるように、セレクタデバイスにおいてカルコゲナイド材料組成物にIII族元素を添加することは、付加的な利点を提供し得る。例えば、セレクタデバイスへのBの導入は、絶縁体としての役目を果たすことができる。従って、B-SAGシステムを備えるセレクタデバイスは、リークの問題を防ぐことができる。いくつかの例では、Alの導入は、クロスポイントアレイへの吸収を容易にする可能性がある。他の例では、Inの導入は、電圧ドリフトを最小限に抑えることができる。カルコゲナイド材料組成物へのIII族元素(例えばB、Al、Ga、In、Tl)の導入は、セレクタデバイスの安定性を増加させることができる。 As described herein, adding group III elements to the chalcogenide material composition in selector devices can provide additional benefits. For example, the introduction of B into the selector device can serve as an insulator. Therefore, a selector device with a B-SAG system can prevent leakage problems. In some instances, the introduction of Al may facilitate absorption into the crosspoint array. In another example, the introduction of In can minimize voltage drift. The introduction of group III elements (eg B, Al, Ga, In, Tl) into the chalcogenide material composition can increase the stability of the selector device.

図5は、本開示の実施形態による、カルコゲナイドメモリデバイスの構成要素をサポート又は採用するメモリアレイを含むシステム500を示す。システム500は、様々な部品を接続又は物理的に支持するプリント回路板であるか又はそれを含む、デバイス505を含むことができる。デバイス505は、メモリアレイ100-aを含むことができ、メモリアレイ100-aは図1に記載のメモリアレイ100の一例であってよい。メモリアレイ100-aは、メモリコントローラ140-a及びメモリセル105-bを含むことができ、これらは、図1を参照して説明したメモリコントローラ140及び図1、図2を参照して説明したメモリセル105の例であってよい。 FIG. 5 illustrates a system 500 including a memory array that supports or employs chalcogenide memory device components, according to an embodiment of the present disclosure. System 500 may include device 505, which is or includes a printed circuit board that connects or physically supports various components. Device 505 may include memory array 100-a, which may be an example of memory array 100 described in FIG. Memory array 100-a can include memory controller 140-a and memory cells 105-b, which are described with reference to memory controller 140 described with reference to FIG. 1 and FIGS. It may be an example of memory cell 105 .

メモリアレイ100-aは、それぞれメモリ素子とセレクタデバイスを有する複数のメモリセル105-aを含むことができ、各セレクタデバイスは、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、又はタリウムのうちの少なくとも1つと、セレンと、ヒ素とからなる組成を有するカルコゲナイド材料を含むことができる。いくつかの例では、カルコゲナイド材料の組成物は、ゲルマニウム又はケイ素、或いはその両方を含む。いくつかのケースでは、カルコゲナイド材料の組成物は、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、又はタリウムのうちの少なくとも1つと、ケイ素と、ゲルマニウムとの組合せを、組成物の総重量に対して20重量%以上の量で含む。メモリアレイ100-aはまた、3次元のクロスポイント構成で配置され、複数のメモリセル105-aと電子通信するように配置された、複数のアクセス線を含んでいてもよい。 Memory array 100-a may include a plurality of memory cells 105-a each having a memory element and a selector device, each selector device comprising at least one of boron , aluminum, gallium, indium, or thallium. Alternatively, a chalcogenide material having a composition of selenium and arsenic can be included. In some examples, the chalcogenide material composition includes germanium or silicon, or both. In some cases, the chalcogenide material composition includes a combination of at least one of boron , aluminum, gallium, indium, or thallium, silicon, and germanium, based on the total weight of the composition. It is contained in an amount of 20% by weight or more. Memory array 100-a may also include a plurality of access lines arranged in a three-dimensional cross-point configuration and arranged in electronic communication with a plurality of memory cells 105-a.

デバイス505はまた、プロセッサ510、BIOSコンポーネント515、周辺コンポーネント520、及び入力/出力制御コンポーネント525を含むこともできる。デバイス505のコンポーネントは、バス530を介して相互に電子通信することができる。 Device 505 may also include processor 510 , BIOS component 515 , peripheral components 520 , and input/output control component 525 . The components of device 505 can be in electronic communication with each other via bus 530 .

プロセッサ510は、メモリコントローラ140-aを介してメモリアレイ100-aを操作するように構成されるようにすることができる。いくつかのケースでは、プロセッサ510は、図1を参照して説明したメモリコントローラ140の機能を実行する。他のケースでは、メモリコントローラ140-aは、プロセッサ510に統合されてよい。プロセッサ510は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、アプリケーション固有集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)又はその他のプログラマブル論理デバイス、離散ゲート又はトランジスタ論理、離散ハードウェアコンポーネントであってよく、又はそれはこれらのタイプのコンポーネントの組合せでもよいし、そして、プロセッサ510は、ここで説明する種々の機能を実行してもよい。プロセッサ510は、例えば、メモリアレイ100-aに記憶されたコンピュータ読出し可能命令を実行するように構成することができ、デバイス505に様々な機能やタスクを実行させる。 Processor 510 may be configured to operate memory array 100-a via memory controller 140-a. In some cases, processor 510 performs the functions of memory controller 140 described with reference to FIG. In other cases, memory controller 140 - a may be integrated into processor 510 . Processor 510 may be a general purpose processor, a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA) or other programmable logic device, discrete gate or transistor logic, discrete hardware components. , or it may be a combination of these types of components, and processor 510 may perform various functions described herein. Processor 510, for example, may be configured to execute computer readable instructions stored in memory array 100-a, causing device 505 to perform various functions and tasks.

BIOSコンポーネント515は、ファームウェアとして動作する基本入力/出力システム(BIOS)を含むソフトウェアコンポーネントであってよく、システム500の様々なハードウェアコンポーネントを初期化して実行することができる。BIOSコンポーネント515はまた、プロセッサ510と、例えば、周辺コンポーネント520、入力/出力制御コンポーネント525などの様々なコンポーネント間のデータフローを管理することもできる。BIOSコンポーネント515には、読出し専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ、又はその他の不揮発性メモリに記憶されているプログラム又はソフトウェアが含まれていてもよい。 BIOS component 515 may be a software component that includes a basic input/output system (BIOS) that operates as firmware and is capable of initializing and running various hardware components of system 500 . BIOS component 515 can also manage data flow between processor 510 and various components such as, for example, peripheral components 520 and input/output control component 525 . BIOS component 515 may include programs or software stored in read-only memory (ROM), flash memory, or other non-volatile memory.

(複数の)周辺コンポーネント520は、デバイス505に統合された任意の入出力デバイス又はそのようなデバイス用のインタフェースであってもよい。その例は、ディスクコントローラ、サウンドコントローラ、グラフィックスコントローラ、イーサネットコントローラ、モデム、ユニバーサルシリアルバス(USB)コントローラ、シリアル又はパラレルポート、或いは、周辺コンポーネント相互接続(PCI)スロット又はアクセラレーテッドグラフィックスポート(AGP)スロットのような周辺カードスロットを含むことができる。 Peripheral component(s) 520 may be any input/output device integrated with device 505 or an interface for such a device. Examples include disk controllers, sound controllers, graphics controllers, Ethernet controllers, modems, universal serial bus (USB) controllers, serial or parallel ports, or peripheral component interconnect (PCI) slots or accelerated graphics ports (AGP). ) slots may include peripheral card slots.

入力/出力制御コンポーネント525は、プロセッサ510と周辺コンポーネント520、入力535デバイス、又は出力540デバイス間のデータ通信を管理することができる。入力/出力制御コンポーネント525は、デバイス505に統合されていない周辺機器を管理することもできる。いくつかのケースでは、入力/出力制御コンポーネント525は、外部周辺機器への物理的な接続又はポートを表す場合がある。 Input/output control component 525 can manage data communication between processor 510 and peripheral components 520, input 535 devices, or output 540 devices. Input/output control component 525 can also manage peripherals that are not integrated with device 505 . In some cases, input/output control components 525 may represent physical connections or ports to external peripherals.

入力535は、デバイス505又はそのコンポーネントへの入力を提供するデバイス505の外部のデバイス又は信号を表すことができる。これは、ユーザインタフェース又は他のデバイス間のインタフェースを含むことができる。いくつかのケースでは、入力535は、周辺コンポーネント520を介してデバイス505とインタフェースする周辺機器であってもよいし、入力/出力制御コンポーネント525によって管理されていてもよい。 Inputs 535 may represent devices or signals external to device 505 that provide inputs to device 505 or components thereof. This may include user interfaces or interfaces between other devices. In some cases, input 535 may be a peripheral interfaced with device 505 via peripheral component 520 or managed by input/output control component 525 .

出力540は、デバイス505又はそのコンポーネントの何れかからの出力を受信するように構成された、デバイス505の外部のデバイス又は信号を表すことができる。出力540の例は、ディスプレイ、オーディオスピーカ、印刷装置、別のプロセッサ又はプリント回路板などに送信されるデータ又は信号を含むことができる。いくつかのケースでは、出力540は、周辺コンポーネント520を介してデバイス505とインタフェースする周辺機器であってもよいし、入力/出力制御コンポーネント525によって管理されていてもよい。 Output 540 may represent a device or signal external to device 505 configured to receive an output from device 505 or any of its components. Examples of output 540 can include data or signals sent to a display, audio speakers, a printing device, another processor or printed circuit board, or the like. In some cases, output 540 may be a peripheral interfaced with device 505 via peripheral component 520 or managed by input/output control component 525 .

メモリコントローラ140-a、デバイス505、及びメモリアレイ100-aのコンポーネントは、それらの機能を実行するように設計された回路で構成されていてもよい。これは、例えば、導電性線、トランジスタ、キャパシタ、インダクタ、抵抗器、アンプ、又はその他のアクティブ又は非アクティブな素子のような、本明細書で説明する機能を実行するように構成された様々な回路素子を含むことができる。 Memory controller 140-a, device 505, and memory array 100-a components may be comprised of circuitry designed to perform their functions. This includes various devices configured to perform the functions described herein, such as, for example, conductive lines, transistors, capacitors, inductors, resistors, amplifiers, or other active or inactive elements. It can include circuit elements.

本明細書の説明は、例であり、請求項に記載されている範囲、適用性、又は例を制限するものではない。変更は、開示の範囲を逸脱することなく、議論された要素の機能及び組合せにおいて行うことができる。種々の実施例では、必要に応じてさまざまなプロシージャやコンポーネントを省略、代用、又は追加できる。また、幾つかの実施例に関して説明した特徴は、他の実施例で組み合わせられてもよい。 The descriptions herein are examples and do not limit the scope, applicability, or examples set forth in the claims. Changes may be made in the function and combination of elements discussed without departing from the scope of the disclosure. Various embodiments may omit, substitute, or add various procedures or components as desired. Also, features described with respect to some embodiments may be combined in other embodiments.

ここに記載されている説明は、添付図面と合わせて、構成例を示し、実装可能な全ての実施例、又はクレームの範囲内にある全ての実施例を表すものではない。本明細書において「実施例」、「例示的な」、及び「実施形態」という用語は、「実施例、インスタンス、又は例示として役立つ」という意味であり、「好ましい」又は「他の例より有利な」ではない。詳細な説明には、表された技術の理解を提供する目的での特定の詳細が含まれる。これらの技術は、しかし、これらの特定の詳細なしに実施することができる。いくつかのインスタンス(例)では、説明された実施例の概念をあいまいにしないようにするために、よく知られている構造やデバイスはブロックダイアグラム形式で示されている。 The description herein, in conjunction with the accompanying drawings, presents example configurations and is not intended to represent all possible implementations or all implementations falling within the scope of the claims. As used herein, the terms "example," "exemplary," and "embodiment" mean "serving as an example, instance, or illustration," and are "preferred" or "advanced over other examples." No. The detailed description includes specific details for the purpose of providing an understanding of the technology represented. These techniques may, however, be practiced without these specific details. In some instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to avoid obscuring the concepts of the described embodiments.

添付の図では、同様のコンポーネント又はフィーチャーが同じ参照ラベルを持つ場合がある。更に、同じタイプの様々なコンポーネントは、参照ラベルの後に同様のコンポーネントの中で区別をつけるダッシュ及び第2のレベルを付けることにより、区別が付けられている。第1の参照ラベルが明細書で使用される場合、その説明は第2の参照ラベルに関係なく同じ第1の参照ラベルを持つ類似のコンポーネントのいずれかに適用される。 In the accompanying figures, similar components or features may have the same reference label. Further, various components of the same type are differentiated by following the reference label with a distinguishing dash and a second level among similar components. Where a first reference label is used in the specification, the discussion applies to any similar component with the same first reference label regardless of the second reference label.

本明細書において、「結合する」とは、互いに実質的に接触している構成要素を示す。いくつかのケースでは、3番目の材料又は構成要素が物理的に分離しても、2つの構成要素が結合されることがある。この3番目の構成要素は、2つの構成要素又はその機能を実質的に変更できない。代わりに、この3番目のコンポーネントは、最初の2つの構成要素の接続を助け又は有効にすることができる。例えば、或る材料は、基板材料に堆積した場合に、しっかりとは付着しないことがある。ラミナ層のような、(例えば、数ナノメートル以下のオーダーで)薄い層は、2つの材料の間でそれらの形成や接続を強化するために使用されることがある。他のケースでは、3番目の材料は、2つの構成要素を化学的に分離するためのバッファとして立ち振る舞うことができる。 As used herein, "coupled" refers to components that are in substantial contact with each other. In some cases, two components may be bonded even though a third material or component is physically separated. This third component cannot substantially change the two components or their function. Alternatively, this third component can help or enable the connection of the first two components. For example, some materials may not adhere well when deposited on the substrate material. A thin layer (eg, on the order of a few nanometers or less), such as a lamina layer, may be used between two materials to enhance their formation or connection. In other cases, the third material can act as a buffer to chemically separate the two components.

本明細書で使用される「層(layer)」という用語は、幾何学的構造の層(stratum)又はシートをいう。各層は、3次元(例えば、高さ、幅、及び奥行き)を有し、表面の一部又は全部を覆うことができる。例えば、層は、2つの次元が3番目の次元よりも大きい3次元構造、例えば、薄いフィルムであってよい。層は、様々な元素、構成要素、及び/又は材料を含むことができる。いくつかのケースでは、1つの層が2つ以上のサブレイヤで構成される場合がある。一部の添付図面では、説明の目的のために、3次元の層の2つの次元が描かれている。しかし、当業者は、層が自然界において3次元的であることを認識するだろう。 As used herein, the term "layer" refers to a geometric structure stratum or sheet. Each layer has three dimensions (eg, height, width, and depth) and can cover some or all of the surface. For example, a layer may be a three-dimensional structure in which two dimensions are greater than the third dimension, eg, a thin film. Layers can include various elements, constituents, and/or materials. In some cases, a layer may consist of more than one sublayer. In some of the accompanying drawings, two dimensions of a three-dimensional layer are depicted for purposes of illustration. However, those skilled in the art will recognize that layers are three-dimensional in nature.

本明細書において、「実質的に」という用語は、修飾された特性(例えば、用語によって実質的に改変された動詞又は形容詞)が絶対的である必要はなく、特性の利点を達成するために十分に近いことを意味する。 As used herein, the term "substantially" means that the modified property (e.g., a verb or adjective substantially modified by the term) need not be absolute, but Means close enough.

本明細書において、「電極」という用語は、電気導体を指すことがあり、いくつかのケースでは、メモリアレイのメモリセル又はその他の構成要素への電気的接触として用いられてもよい。電極は、メモリアレイ100の素子又は構成要素間に導通経路を提供する、トレース、ワイヤ、導電性線、導電層、又はそのようなものを含むことができる。 As used herein, the term "electrode" may refer to an electrical conductor, which in some cases may be used as an electrical contact to a memory cell or other component of a memory array. Electrodes may include traces, wires, conductive lines, conductive layers, or the like that provide conductive paths between elements or components of memory array 100 .

本明細書で使用される「フォトリソグラフィ」という用語は、フォトレジスト材料を用いてパターニングし、電磁波を利用してそのような材料を露光する工程を指すことができる。例えば、フォトレジスト材料は、基材上にフォトレジストをスピンコートするなどして、基材上に形成されてもよい。パターンは、フォトレジストを放射線にさらすことで、フォトレジスト内に作成されるようにすることができる。パターンは、例えば放射線がフォトレジストを露光する場所に空間的に写すフォトマスクによって、定義されるようにすることができる。露光されたフォトレジスト領域は、例えば化学的処理によって、所望のパターンを残して除去することができる。いくつかのケースでは、露光した領域が残り、未露光領域が除去されるようにすることができる。 As used herein, the term "photolithography" can refer to the process of patterning with a photoresist material and exposing such material using electromagnetic waves. For example, a photoresist material may be formed on a substrate, such as by spin-coating the photoresist onto the substrate. A pattern can be created in the photoresist by exposing the photoresist to radiation. The pattern can be defined, for example, by a photomask that spatially maps where the radiation exposes the photoresist. The exposed photoresist areas can be removed, for example by chemical treatment, leaving the desired pattern. In some cases, the exposed areas can remain and the unexposed areas can be removed.

本明細書に記載される情報及び信号は、種々の異なる技術及び技法のいずれを用いても表すことができる。例えば、上記の説明を通して参照される可能性があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場や粒子、光波場や光子、又はそれらの任意の組み合わせによって表される。或る図面は、信号群を1つの信号として示す。しかしそれは、当業者ならば、それは信号群の様々なビット幅を持つことができるバスを表してよいことを理解するだろう。 Information and signals in this specification may be represented using any of a variety of different technologies and techniques. For example, data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, and chips that may be referred to throughout the above description may refer to voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, light wave fields or photons, or any of them. is represented by a combination of Some drawings show groups of signals as one signal. However, those skilled in the art will appreciate that it may represent a bus that can have various bit widths of signal groups.

「電子通信」という用語は、コンポーネント間の電子の流れをサポートするコンポーネント間の関係を指す。これは、コンポーネント間の直接接続を含んでもよく、又は中間コンポーネントを含んでもよい。電子通信のコンポーネントは(例えば、通電回路で)、アクティブに電子や信号を交換できる、又は(例えば、非通電回路で)、アクティブに電子や信号を交換はできないが、通電されている回路上では電子又は信号を交換できるように構成され動作可能としてよい。例として、スイッチ(例えば、トランジスタ)を介して物理的に接続された2つのコンポーネントは、スイッチの状態(つまり、オープン又はクローズ)に関係なく、電子的な通信になっている。 The term "electronic communication" refers to relationships between components that support the flow of electrons between the components. This may involve direct connections between components, or it may involve intermediate components. Electronic communication components can actively exchange electrons or signals (e.g., in powered circuits) or cannot actively exchange electrons or signals (e.g., in non-powered circuits), but can It may be configured and operable to exchange electrons or signals. As an example, two components physically connected via a switch (eg, a transistor) are in electronic communication regardless of the state of the switch (ie, open or closed).

メモリアレイ100を含む本明細書で説明しているデバイスは、ケイ素(Si)、ゲルマニウム、ケイ素ゲルマニウム合金、ガリウムヒ素(GaAs)、窒化ガリウム(GaN)等の半導体基板上に形成することができる。いくつかのケースでは、基板は、半導体ウェーハである。その他のケースでは、基板は、シリコン(ケイ素)・オン・ガラス(SOG)又はシリコン(ケイ素)・オン・サファイア(SOP)などの、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板であってもよいし、又は他の基板上に形成される半導体材料のエピタキシャル層であってもよい。基板又は基板のサブ領域の導電率は、限定されるものではないが、リン、ホウ素、又はヒ素を含む種々の化学種を用いたドーピングを通して制御することができる。ドーピングは、基板の初期形成又は成長の間に、イオン注入、又は他のドーピング手段により実行することができる。メモリアレイ又はメモリ回路を含む基板の一部又は切れ分けたものは、ダイと呼ばれてもよい。 The devices described herein, including memory array 100, can be formed on semiconductor substrates such as silicon (Si), germanium, silicon-germanium alloys, gallium arsenide (GaAs), gallium nitride (GaN), and the like. In some cases, the substrate is a semiconductor wafer. In other cases, the substrate may be a silicon-on-insulator (SOI) substrate, such as silicon-on- glass ( SOG) or silicon -on - sapphire ( SOP). or an epitaxial layer of semiconductor material formed on another substrate. The conductivity of the substrate or subregions of the substrate can be controlled through doping with various chemical species including, but not limited to, phosphorus, boron, or arsenic. Doping can be performed by ion implantation or other doping means during initial formation or growth of the substrate. A portion or slice of a substrate that contains a memory array or circuit may be referred to as a die.

カルコゲナイド材料は、元素S、Se、及びTeの少なくとも1つを含む材料又は合金であってもよい。本明細書で論じた相変化材料は、カルコゲナイド材料であってもよい。カルコゲナイド材料は、S、Se、Te、Ge、As、Al、Sb、Au、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、酸素(O)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)の合金を含むことができる。カルコゲナイド材料及び合金の例は、これらに限られるものではないが、Ge-Te、In-Se、Sb-Te、Ga-Sb、In-Sb、As-Te、Al-Te、Ge-Sb-Te、Te-Ge-As、In-Sb-Te、Te-Sn-Se、Ge-Se-Ga、Bi-Se-Sb、Ga-Se-Te、Sn-Sb-Te、In-Sb-Ge、Te-Ge-Sb-S、Te-Ge-Sn-O、Te-Ge-Sn-Au、Pd-Te-Ge-Sn、In-Se-Ti-Co、Ge-Sb-Te-Pd、Ge-Sb-Te-Co、Sb-Te-Bi-Se、Ag-In-Sb-Te、Ge-Sb-Se-Te、Ge-Sn-Sb-Te、Ge-Te-Sn-Ni、Ge-Te-Sn-Pd、又はGe-Te-Sn-Ptを含むことができる。 The chalcogenide material may be a material or alloy containing at least one of the elements S, Se and Te. The phase change materials discussed herein may be chalcogenide materials. Chalcogenide materials include S, Se, Te, Ge, As, Al, Sb, Au, Indium (In), Gallium (Ga), Tin (Sn), Bismuth (Bi), Palladium (Pd), Cobalt (Co), Alloys of oxygen (O), silver (Ag), nickel (Ni), platinum (Pt) may be included. Examples of chalcogenide materials and alloys include, but are not limited to, Ge--Te, In--Se, Sb--Te, Ga--Sb, In--Sb, As--Te, Al--Te, Ge--Sb--Te , Te—Ge—As, In—Sb—Te, Te—Sn—Se, Ge—Se—Ga, Bi—Se—Sb, Ga—Se—Te, Sn—Sb—Te, In—Sb—Ge, Te -Ge-Sb-S, Te-Ge-Sn-O, Te-Ge-Sn-Au, Pd-Te-Ge-Sn, In-Se-Ti-Co, Ge-Sb-Te-Pd, Ge-Sb -Te-Co, Sb-Te-Bi-Se, Ag-In-Sb-Te, Ge-Sb-Se-Te, Ge-Sn-Sb-Te, Ge-Te-Sn-Ni, Ge-Te-Sn -Pd, or Ge-Te-Sn-Pt.

本明細書で使用されるハイフン付き化学組成表記は、特定の化合物又は合金に含まれる元素を示し、示されている元素に含まれる全てのストイキオメトリを表すものである。例えば、Ge-Teは、xとyを任意の正の整数であってよいとして、GeTeを含むことができる。可変抵抗材料のその他の例は、2種以上の例えば、遷移金属、アルカリ土類金属、及び/又は希土類金属等の金属を含む2成分の金属酸化物材料又は混合原子価酸化物を含むことができる。実施形態は、メモリセルのメモリ素子に関連する特定の1つの可変抵抗材料又は複数の材料に限定されるものではない。例えば、可変抵抗材料の他の例は、メモリ素子を形成するために使用することができ、とりわけカルコゲナイド材料、巨大磁気抵抗材料、又はポリマーベースの材料を含むことができる。 Hyphenated chemical composition designations used herein indicate elements contained in a particular compound or alloy and represent all stoichiometry contained in the indicated element. For example, Ge—Te can include Ge x Te y , where x and y can be any positive integers. Other examples of variable resistance materials can include binary metal oxide materials or mixed valence oxides containing two or more metals, such as transition metals, alkaline earth metals, and/or rare earth metals. can. Embodiments are not limited to a particular variable resistance material or materials associated with the memory elements of the memory cells. For example, other examples of variable resistance materials can be used to form memory elements and can include chalcogenide materials, giant magnetoresistive materials, or polymer-based materials, among others.

本明細書で説明するトランジスタは、電界効果トランジスタ(FET)を表し、ソース、ドレイン、及びゲートを含む3端子デバイスから構成される。端子は、金属などの導電性材料を介して他の電子素子に接続することができる。ソースとドレインは導電性であり、例えば縮退等、高濃度にドープされた、半導体領域を含むことができる。ソースとドレインは、低濃度にドープされた半導体領域又はチャネルによって分離することができる。チャネルがn型(すなわち、大半のキャリアが電子)の場合、FETはn型FETと呼ぶことができる。同様に、チャンネルがpタイプの場合(すなわち、大半のキャリアがホールである場合)、FETはp型FETと呼ぶことができる。チャネルは、絶縁ゲート酸化物によって覆うことができる。チャネルの導電率は、ゲートに電圧を印加することによって制御することができる。例えば、n型FET又はp型FETにそれぞれ正の電圧又は負の電圧を印加すると、チャネルが導電性になり得る。トランジスタの閾値電圧以上の電圧がトランジスタゲートに印加されると、トランジスタは「オン」又は「アクティブ」になることができる。トランジスタの閾値電圧よりも小さい電圧がトランジスタゲートに印加されると、トランジスタは「オフ」又は「非アクティブ」になることができる。 The transistors described herein represent field effect transistors (FETs) and consist of a three-terminal device including a source, a drain, and a gate. The terminals can be connected to other electronic devices via conductive materials such as metals. The source and drain are conductive and can include semiconducting regions that are highly doped, eg, degenerate. The source and drain may be separated by a lightly doped semiconductor region or channel. If the channel is n-type (ie, the carriers are mostly electrons), the FET can be called an n-type FET. Similarly, if the channel is p-type (ie, the majority of carriers are holes), the FET can be called a p-type FET. The channel can be covered by an insulating gate oxide. The conductivity of the channel can be controlled by applying a voltage to the gate. For example, applying a positive or negative voltage to an n-type FET or a p-type FET, respectively, can make the channel conductive. A transistor can be "on" or "active" when a voltage equal to or greater than the threshold voltage of the transistor is applied to the transistor gate. A transistor can be "off" or "inactive" when a voltage less than the threshold voltage of the transistor is applied to the transistor gate.

本明細書の開示に関連して説明されている様々な例示のブロック、コンポーネント、及びモジュールは、汎用プロセッサ、DSP、ASIC、FPGA若しくはその他のプログラマブル論理デバイス、離散ゲート若しくはトランジスタ論理、離散ハードウェアコンポーネント、又は本明細書で説明した機能を実行するように設計されたこれらの任意の組合せを用いて、実装又は実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、その代わりに、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。また、プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ(例えば、DSPとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと組み合わせた1つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成など)として実装することもできる。 Various exemplary blocks, components, and modules described in connection with this disclosure may be general purpose processors, DSPs, ASICs, FPGAs or other programmable logic devices, discrete gate or transistor logic, discrete hardware components , or any combination thereof designed to perform the functions described herein. A general-purpose processor may be a microprocessor, but, in the alternative, the processor may be any conventional processor, controller, microcontroller, or state machine. Also, a processor may be implemented as a combination of computing devices (e.g., a combination DSP and microprocessor, multiple microprocessors, one or more microprocessors in combination with a DSP core, or any other such configuration). You can also

本明細書で説明する機能は、ハードウェア、プロセッサにより実行されるソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組合せに実装することができる。プロセッサにより実行されるソフトウェアに実装される場合、その機能は、コンピュータ読取り可能媒体上に1つ以上の命令又はコードとして保存又は転送することができる。その他の例と実装は、開示及び添付したクレームの範囲内にある。例えば、ソフトウェアの性質上、上記の機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤ接続、又はこれらの任意の組合せによって実行されるソフトウェアを用いて実装することができる。機能の実装はまた、機能の各部分が異なる物理的な場所に実装されるように配置されることを含み、様々な場所に物理的に配置されてよい。また、本明細書で用いられているように、請求項に含まれるものとして、項目のリスト(例えば、「少なくとも1つの」又は「1つ以上」のような語句によって始まる項目のリスト)で使用される「又は」は、例えば、A、B、又はCの少なくとも1つのリストがA又はB又はC又はAB又はAC又はBC又はABC(すなわち、A及びB及びC)を意味するように、すべてを含むリストを指している。 The functions described herein may be implemented in hardware, software executed by a processor, firmware, or any combination thereof. When implemented in software executed by a processor, the functions can be stored on or transferred as one or more instructions or code on a computer-readable medium. Other examples and implementations are within the scope of the disclosure and appended claims. For example, due to the nature of software, functions described above may be implemented using software executed by a processor, hardware, firmware, hardwired connections, or software executed by any combination thereof. Implementations of functionality may also be physically located at various locations, including being arranged such that each portion of functionality is implemented at different physical locations. Also, as used herein, used in a list of items (e.g., a list of items beginning with a phrase such as "at least one" or "one or more") as included in a claim. "or" may be used in any combination, such that, for example, at least one list of A, B, or C means A or B or C or AB or AC or BC or ABC (i.e., A and B and C) points to a list containing

コンピュータ読取り可能な媒体には、非一過性コンピュータ記憶媒体と、コンピュータプログラムを1か所から別の場所へ移すことを容易にする任意の媒体を含む通信媒体が含まれている。非一過性記憶媒体は、汎用又は特定目的のコンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。例として、これらに制限されないが、非一過性コンピュータ読取り可能媒体は、RAM、ROM、電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EEPROM)、コンパクトディスク(CD)ROM若しくはその他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、若しくはその他の磁気記憶デバイス、又は命令又はデータ構造形式の所望のプログラムコード手段を運搬又は記憶するために使用可能で、汎用又は特定目的のコンピュータ又は汎用又は特定目的のプロセッサによってアクセス可能な任意の他の非一過性媒体を含むことができる。 Computer-readable media includes both non-transitory computer storage media and communication media including any medium that facilitates transfer of a computer program from one place to another. A non-transitory storage media may be any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer. By way of example, and not limitation, non-transitory computer readable media may include RAM, ROM, electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), compact disk (CD) ROM or other optical disk storage, magnetic disk A memory device or other magnetic storage device or other device usable for carrying or storing desired program code means in the form of instructions or data structures and accessible by a general purpose or special purpose computer or processor. Any other non-transitory medium can be included.

また、任意の接続が適切にコンピュータ読取り可能媒体と呼ばれている。例えば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線(DSL)、又は赤外線、無線、及びマイクロ波等のワイヤレス技術を使用して、WEBサイト、サーバ、又はその他のリモートソースからソフトウェアを送信する場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線(DSL)、又は赤外線、無線、及びマイクロ波等のワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれている。ディスク(disk and disc)は、本明細書で使用されるように、CD、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピーディスク、及びブルーレイディスクを含む。ディスク(disk)は通常、磁気的にデータを再生する。また、ディスク(disc)は、レーザで光学的にデータを再現する。上記の組合せも、コンピュータ読取り可能媒体の範囲に含まれている。 Also, any connection is properly termed a computer-readable medium. For example, using coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, Digital Subscriber Line (DSL), or wireless technologies such as infrared, radio, and microwave to transmit software from a website, server, or other remote source; If so, coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, Digital Subscriber Line (DSL), or wireless technologies such as infrared, radio, and microwave are included in the definition of medium. Disk and disc, as used herein, include CDs, laser discs, optical discs, digital versatile discs (DVDs), floppy discs, and Blu-ray discs. Disks typically reproduce data magnetically. Also, a disc reproduces data optically with a laser. Combinations of the above are also included within the scope of computer-readable media.

本明細書は、当業者が当該開示のものを製造する又は利用することを可能とするために提供される。開示に対する種々の変更は当業者にとって容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原則は、開示の範囲を逸脱することなく他のバリエーションに適用することができる。このように、開示は、本明細書に記載された例及び設計に限定されるものではないが、本明細書に開示されている原理及び新規な特徴に合致した最も広い範囲に合致するものである。 This specification is provided to enable any person skilled in the art to make or use the disclosure. Various modifications to the disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other variations without departing from the scope of the disclosure. Thus, the disclosure is not intended to be limited to the examples and designs described herein, but rather to the broadest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. be.

Claims (16)

材料の組成物であって、
前記組成物の総重量に対して40重量%以上の量のセレンと、
前記組成物の前記総重量に対して10重量%から35重量%の範囲の量のヒ素と、
前記組成物の前記総重量に対して0.15重量%から35重量%の範囲の量のタリウムと、
ゲルマニウムと、
ケイ素と、
を含み、
前記タリウムと、前記ゲルマニウムと、前記ケイ素とが、合計で、前記組成物の前記総重量に対して20重量%以上の量である、組成物。
A composition of matter comprising:
selenium in an amount of 40% or more by weight relative to the total weight of the composition;
arsenic in an amount ranging from 10% to 35% by weight relative to the total weight of the composition;
thallium in an amount ranging from 0.15% to 35% by weight relative to the total weight of the composition;
germanium and
Silicon and
including
A composition wherein said thallium, said germanium and said silicon, taken together, are in an amount of 20% or more by weight relative to said total weight of said composition.
前記ゲルマニウムは、前記組成物の前記総重量に対して1重量%から20重量%の範囲の量である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein said germanium is in an amount ranging from 1% to 20% by weight relative to said total weight of said composition. 前記ケイ素は、前記組成物の前記総重量に対して1重量%から15重量%の範囲の量である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein said silicon is in an amount ranging from 1% to 15% by weight relative to said total weight of said composition. 前記セレンの量が、前記組成物の前記総重量に対して45重量%以上である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein the amount of selenium is 45% or more by weight relative to the total weight of the composition. 前記ヒ素の量が、前記組成物の前記総重量に対して12重量%から32重量%の範囲である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein the amount of arsenic ranges from 12% to 32% by weight relative to the total weight of the composition. 前記タリウムが、前記組成物の前記総重量に対して0.15重量%から24重量%の範囲の量である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein said thallium is in an amount ranging from 0.15% to 24% by weight relative to said total weight of said composition. 前記組成物の閾値電圧ドリフトが、摂氏90度の温度で3日後に、250ミリボルト以下である、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein the composition has a threshold voltage drift of no greater than 250 millivolts after 3 days at a temperature of 90 degrees Celsius. 前記組成物のガラス転移温度が摂氏280度を超えている、請求項1に記載の組成物。 2. The composition of claim 1, wherein said composition has a glass transition temperature above 280 degrees Celsius. メモリ素子と、
前記メモリ素子に結合されたセレクタデバイスと、
を含む装置であって、
前記セレクタデバイスが組成物を有し、前記組成物が、
前記組成物の総重量に対して40重量%以上の量のセレンと、
前記組成物の前記総重量に対して10重量%から35重量%の範囲の量のヒ素と、
前記組成物の前記総重量に対して0.15重量%から35重量%の範囲の量のタリウムと、
ゲルマニウムと、
ケイ素と、
を含み、
前記タリウムと、前記ゲルマニウムと、前記ケイ素とが、合計で、前記組成物の前記総重量に対して20重量%以上の量である、装置。
a memory element;
a selector device coupled to the memory element;
An apparatus comprising:
The selector device has a composition, the composition comprising:
selenium in an amount of 40% or more by weight relative to the total weight of the composition;
arsenic in an amount ranging from 10% to 35% by weight relative to the total weight of the composition;
thallium in an amount ranging from 0.15% to 35% by weight relative to the total weight of the composition;
germanium and
Silicon and
including
The device wherein said thallium, said germanium, and said silicon, taken together, are in an amount of 20% or more by weight relative to said total weight of said composition.
前記セレクタデバイスの前記組成物は、前記組成物の前記総重量に対して1重量%から20重量%の範囲の量の前記ゲルマニウムを含む、請求項9に記載の装置。 10. The apparatus of claim 9, wherein said composition of said selector device comprises said germanium in an amount ranging from 1% to 20% by weight relative to said total weight of said composition. 前記セレクタデバイスの前記組成物は、前記組成物の前記総重量に対して1重量%から15重量%の範囲の量の前記ケイ素を含む、請求項9に記載の装置。 10. The apparatus of claim 9, wherein said composition of said selector device comprises said silicon in an amount ranging from 1% to 15% by weight relative to said total weight of said composition. 第1アクセス線と、
第2アクセス線と、
タリウムと、セレンと、ヒ素とからなる組成物を含む第1のカルコゲナイド材料を含むメモリセルと、
を含み、
前記第1アクセス線が前記メモリセルを介して前記第2アクセス線と電子通信し、前記メモリセルは自己選択ストレージ素子を含む、装置。
a first access line;
a second access line;
a memory cell comprising a first chalcogenide material comprising a composition of thallium, selenium and arsenic;
including
The apparatus of claim 1, wherein said first access line is in electronic communication with said second access line through said memory cell, said memory cell comprising a self-selected storage element.
前記第1のカルコゲナイド材料の前記組成物は、
前記組成物の総重量に対して40重量%以上の量の前記セレンと、
前記組成物の前記総重量に対して10重量%から35重量%の範囲の量の前記ヒ素と、
前記組成物の前記総重量に対して0.15重量%から35重量%の範囲の量の前記タリウムと、
を含む、請求項12に記載の装置。
The composition of the first chalcogenide material comprises:
said selenium in an amount of 40% or more by weight relative to the total weight of said composition;
said arsenic in an amount ranging from 10% to 35% by weight relative to said total weight of said composition;
said thallium in an amount ranging from 0.15% to 35% by weight relative to said total weight of said composition;
13. The device of claim 12, comprising:
前記第1のカルコゲナイド材料の前記組成物は、
前記組成物の前記総重量に対して1重量%から20重量%の範囲の量のゲルマニウムを含む、請求項13に記載の装置。
The composition of the first chalcogenide material comprises:
14. The device of claim 13, comprising germanium in an amount ranging from 1% to 20% by weight relative to the total weight of the composition.
前記第1のカルコゲナイド材料の前記組成物は、
前記組成物の前記総重量に対して1重量%から15重量%の範囲の量のケイ素を含む、請求項13に記載の装置。
The composition of the first chalcogenide material comprises:
14. The device of claim 13, comprising silicon in an amount ranging from 1% to 15% by weight relative to the total weight of the composition.
それぞれがメモリ素子及びセレクタデバイスを有する複数のメモリセルであって、各セレクタデバイスは、タリウムと、セレンと、ヒ素と、ゲルマニウムと、ケイ素とを含む組成物を有するカルコゲナイド材料を含む、複数のメモリセルと、
記複数のメモリセルと電子通信する複数のアクセス線であって、前記複数のアクセス線が、第1の平面内にある複数の第1のアクセス線と、前記第1の平面とは垂直方向に異なる位置にある第2の平面内にある複数の第2のアクセス線と、を含み、前記複数の第1のアクセス線が、前記複数の第2のアクセス線と交差する方向に伸びており、前記複数の第1のアクセス線と前記複数の第2のアクセス線との各交差部分に前記複数のメモリセルのうちの1つが配置されている、複数のアクセス線と、
を含む装置であって、
前記タリウムと、前記ゲルマニウムと、前記ケイ素との組み合わせが、合計で、前記組成物の総重量に対して20重量%以上の量である、装置。
A plurality of memory cells each having a memory element and a selector device, each selector device comprising a chalcogenide material having a composition comprising thallium, selenium, arsenic, germanium, and silicon a cell;
a plurality of access lines in electronic communication with the plurality of memory cells, the plurality of access lines being in a first plane and perpendicular to the first plane ; and a plurality of second access lines in a second plane at different positions in the plane, wherein the plurality of first access lines extend in a direction that intersects the plurality of second access lines. , a plurality of access lines, wherein one of the plurality of memory cells is located at each intersection of the plurality of first access lines and the plurality of second access lines;
An apparatus comprising:
The device, wherein the combination of said thallium, said germanium and said silicon together is in an amount of 20% or more by weight relative to the total weight of said composition.
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