(57)【要約】基板上に第１導電性電極材料を設ける。この第１導電性電極材料上にカルコゲニド含有材料を形成する。このカルコゲニド含有材料はＡx Ｓｅy を含むようにする。このカルコゲニド含有材料上に銀含有層を形成する。この銀含有層を照射して、銀含有層とカルコゲニド含有材料との界面におけるカルコゲニド材料のカルコゲニド結合を破断させ、少なくとも少量の銀をこのカルコゲニド含有材料中に拡散させる。銀含有層を照射した後に、カルコゲニド含有材料の外側面をヨウ素含有流体にさらし、カルコゲニド含有材料の外側面の凹凸をヨウ素含有流体にさらす前の状態から低減させる。このヨウ素含有流体にさらす処理を行った後に、カルコゲニド含有材料上に第２導電性電極材料を堆積させる。この第２導電性電極材料は連続的なものとして少なくともカルコゲニド含有材料を完全に被覆するようにし、この第２導電性電極材料を成形して装置の電極にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１導電性電極材料を形成する工程と、
この第１導電性電極材料上に、Ａx Ｓｅy を含むカルコゲニド含有材料であって、「Ａ」が周期律表の第１３族、第１４族、第１５族又は第１７族から選択した少なくとも１種の元素を有するカルコゲニド含有材料を形成する工程と、
このカルコゲニド含有材料上に銀含有層を形成する工程と、
この銀含有層を照射して、銀含有層とカルコゲニド含有材料との界面におけるカルコゲニド含有材料のカルコゲニド結合を破断させ、少なくとも少量の銀を前記カルコゲニド含有材料中に拡散させ、カルコゲニド含有材料の外側面を形成する工程と、
銀含有層を照射した後に、前記カルコゲニド含有材料の外側面をヨウ素含有流体にさらし、このカルコゲニド含有材料の外側面の粗さをヨウ素含有流体にさらす前の状態から低減させる工程と、
このヨウ素含有流体にさらす処理を行った後に、前記カルコゲニド含有材料上に第２導電性電極材料を堆積し、この第２導電性電極材料は連続層とするとともに少なくとも前記カルコゲニド含有材料を完全に被覆するようにし、且つこの第２導電性電極材料を成形して装置の電極にする工程と
を有する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体を液体とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化物溶液とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項４】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化カリウム溶液とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ化カリウム溶液が、１リットルの２０％〜５０％ヨウ化カリウム溶液あたり５〜３０グラムのＩ2 を含むようにする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項６】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記銀含有層を主として元素状態の銀とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項７】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、銀含有層を照射する前記工程により前記カルコゲニド含有材料の外側面の少なくとも一部としてＡｇ2 Ｓｅを形成し、このＡｇ2 Ｓｅの少なくとも少量をエッチング処理により除去することにより前記カルコゲニド含有材料の外側面の粗さを低減させる前記工程に少なくとも部分的に寄与するようにする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項８】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記「Ａ」がＧｅを有する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項９】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、当該方法が、前記不揮発性抵抗可変装置をメモリ回路のプログラマブルメモリセルに形成する工程を有する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記第１及び第２導電性電極材料を異なる材料とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１１】
基板上に第１導電性電極材料を形成する工程と、
この第１導電性電極材料上に、Ａx Ｓｅy を含むカルコゲニド含有材料であって、「Ａ」が周期律表の第１３族、第１４族、第１５族又は第１７族から選択した少なくとも１種の元素を有するカルコゲニド含有材料を形成する工程と、
カルコゲニド含有材料を形成した後に、当該カルコゲニド含有材料上にＡｇ2 Ｓｅを形成する工程と、
照射処理を行った後に、前記Ａｇ2 Ｓｅをヨウ素含有流体にさらし少なくとも少量のＡｇ2 Ｓｅをエッチング除去する工程と、
このヨウ素含有流体にさらす処理を行った後に、前記カルコゲニド含有材料上に第２導電性電極材料を堆積し、この第２導電性電極材料を成形して装置の電極にする工程と
を有する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記「Ａ」がＧｅを有するようにする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、当該方法が、前記不揮発性抵抗可変装置をメモリ回路のプログラマブルメモリセルに形成する工程を有する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体を液体とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化物溶液とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化カリウム溶液とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ化カリウム溶液が、１リットルの２０％〜５０％ヨウ化カリウム溶液あたり５〜３０グラムのＩ2 を含むようにする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、当該方法が、前記第２導電性電極材料を、連続層となるように且つ少なくとも前記カルコゲニド含有材料を完全に被覆するように堆積する工程を有する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体にさらす処理工程により実質的に前記Ａｇ2 Ｓｅの全てをエッチング除去する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２０】
基板上に第１導電性電極材料を形成する工程と、
この第１導電性電極材料上に、Ａx Ｓｅy を含むカルコゲニド含有材料であって、「Ａ」が周期律表の第１３族、第１４族、第１５族又は第１７族から選択した少なくとも１種の元素を有するカルコゲニド含有材料を形成する工程と、
カルコゲニド含有材料を形成した後に、当該カルコゲニド含有材料上にＡｇ2 Ｓｅの不連続層を形成する工程と、
照射処理を行った後に、前記Ａｇ2 Ｓｅをヨウ素含有流体にさらし少なくとも少量のＡｇ2 Ｓｅをエッチング除去する工程と、
このヨウ素含有流体にさらす処理を行った後に、前記カルコゲニド含有材料上に第２導電性電極材料を堆積して、この第２導電性電極材料が、連続層となるとともに少なくとも前記カルコゲニド含有材料を完全に被覆するようにし、この第２導電性電極材料を成形して装置の電極にする工程と
を有する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体を液体とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化物溶液とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化カリウム溶液とする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ化カリウム溶液が、１リットルの２０％〜５０％ヨウ化カリウム溶液あたり５〜３０グラムのＩ2 を含むようにする不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載の不揮発性抵抗可変装置の形成方法において、前記ヨウ素含有流体にさらす処理により実質的に前記Ａｇ2 Ｓｅの全てをエッチング除去する不揮発性抵抗可変装置の形成方法。
【請求項２６】
基板上に第１導電性電極材料を形成する工程と、
この第１導電性電極材料上に、Ａx Ｓｅy を含む実質的に非晶質のカルコゲニド含有材料であって、「Ａ」が周期律表の第１３族、第１４族、第１５族又は第１７族から選択した少なくとも１種の元素を有するカルコゲニド含有材料を形成する工程と、
このカルコゲニド含有材料上に銀含有層を形成する工程と、
この銀含有層を照射して、銀含有層とカルコゲニド含有材料との界面におけるカルコゲニド材料のカルコゲニド結合を破断させ、少なくとも少量の銀を前記カルコゲニド含有材料中に拡散させ、この照射処理により、前記カルコゲニド含有材料上にＡｇ2 Ｓｅの不連続層を形成するとともにこのＡｇ2 Ｓｅの下にあるカルコゲニド含有材料を実質的に非晶質の状態に維持する工程と、
この照射処理の後に、前記Ａｇ2 Ｓｅをヨウ素含有流体にさらしてこのＡｇ2 Ｓｅの少なくとも大部分をエッチング除去する工程と、
このヨウ素含有流体にさらす処理を行った後に、前記カルコゲニド含有材料上に第２導電性電極材料を堆積して、この第２導電性電極材料が、連続層となるとともに少なくともカルコゲニド含有材料を完全に被覆するようにし、この第２導電性電極材料を成形して装置の電極にする工程と
を有するメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載のメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法において、前記ヨウ素含有流体を液体とするメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載のメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化物溶液とするメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【請求項２９】
請求項２６に記載のメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法において、前記ヨウ素含有流体をヨウ化カリウム溶液とするメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載のメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法において、前記ヨウ化カリウム溶液が、１リットルの２０％〜５０％ヨウ化カリウム溶液あたり５〜３０グラムのＩ2 を含むようにするメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【請求項３１】
請求項２６に記載のメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法において、前記銀含有層を主として元素状態の銀とするメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【請求項３２】
請求項２６に記載のメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法において、前記「Ａ」がＧｅを有するようにするメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【請求項３３】
請求項２６に記載のメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法において、前記ヨウ素含有流体にさらす処理により実質的に前記Ａｇ2 Ｓｅの全てをエッチング除去するメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不揮発性抵抗可変装置の形成方法及びメモリ回路のプログラマブルメモリセルの形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造業界は、個々の電子構成素子をより小さくして一層高密度の集積回路を得ようとする努力を続けている。ある種類の集積回路は、二進データの形態で情報を記憶するメモリ回路を有している。このメモリ回路は、データが揮発性又は不揮発性となるように製造することができる。揮発性記憶メモリ装置では、電力が遮断されるとデータが失われる。不揮発性メモリ回路では、電力が遮断された場合でも記憶したデータが維持される。
【０００３】
本発明は、１９９６年５月３０日に出願された米国特許出願第08/652,706号に基づく米国特許第 5,761,115号、第 5,896,312号、第 5,914,893号及び第6,084,796号に開示されたプログラマブルメタライゼーションセルと称されるメモリ回路の設計及び動作を改良することを主たる動機とするものである。このようなセルは対向電極を有しておりこれら対向電極間には絶縁性の誘電体材料が設けられている。この絶縁性の誘電体材料内には高速イオン伝導体材料が入れられている。このような高速イオン伝導体材料の抵抗は、高絶縁性状態と高導電性状態との間で変化し得る。通常の抵抗の高い状態においては、書き込み処理を行うために、対向電極の一方にある電位を与え、他方の電極をゼロ電圧すなわち接地電圧に保持する。ある電位を印加した電極はアノードとして機能し、これに対しゼロ電圧すなわち接地電圧に保持した電極はカソードとして機能する。高速イオン伝導体材料は、ある印加電圧で構造が変化する特性を有している。このような電圧が印加されることにより、対向電極間に導電性の樹枝状結晶すなわちフィラメントが延在して対向電極である頂部電極及び底部電極間を接続し、これら電極を互いに電気的に短絡する。
【０００４】
このような短絡が起きると樹枝状結晶の成長が停止し、電位が除かれてもその状態が維持される。このことにより、対向電極間の高速イオン伝導体材料の抵抗は１０００分の１にまで減少し得る。この高速イオン伝導体材料は、アノード及びカソード間の電位を逆にしてフィラメントを消滅させることにより高抵抗状態に戻すことができる。この場合も、逆電位を除いても高抵抗状態が維持される。従って、このような装置は、例えばメモリ回路のプログラマブルメモリセルとして機能させることができる。
【０００５】
電極間に収容される好適な抵抗可変材料は、代表的に金属イオンを拡散させたカルコゲニド材料を有するようにするのが好ましい。特定のカルコゲニド材料の例は、銀イオンを拡散させたセレン化ゲルマニウムである。セレン化ゲルマニウム材料中に銀イオンを与える現在の方法では、いかなる銀をも入れてないセレン化ゲルマニウムガラスを最初に化学気相堆積する。その後、このガラス上に、例えばスパッタリング、物理気相堆積処理又は他の技術により銀の薄肉層を堆積する。この層の代表的な厚さは２００オングストローム（１オングストローム＝１０-10 ｍ）以下である。この銀の層を、好ましくは、５００ナノメートルより短い波長の電磁エネルギーにより照射する。堆積した銀の層が薄いため、このエネルギーは、銀の層を通過して銀／セレン化ゲルマニウムガラスの界面に到達し、カルコゲニド材料のカルコゲニド結合を破断することができる。このことによりＡｇ2 Ｓｅを形成することができ、このＡｇ2 Ｓｅによりセレン化ゲルマニウムガラスに銀をドーピングすることができる。与えるエネルギー及び堆積した銀の層が、最終的に、銀をガラス層中に移動させ、セレン化ゲルマニウムガラス層全体に亘って銀が典型的に均一に分布される。
【０００６】
セレン化ゲルマニウム中の銀の飽和濃度は、セレン化ゲルマニウムの化学量論によれば最大でも約３４原子％であることが明らかとなる。しかし、セルを製造するための既存の好適な技術では、銀の濃度を最大濃度より低くしており、最大濃度が３４原子％である場合には、例えば約２７原子％の濃度である。
【０００７】
カルコゲニド材料に銀を所望の濃度まで加えた後に、頂部電極材料（代表的には銀）が次に堆積される。しかし、カルコゲニド材料中へドーピング又は拡散した銀が最大濃度すなわち飽和濃度に近づくと、ある量のＡｇ2 Ｓｅが表面に形成され、ガラス内へ拡散せずにこの表面に残ってしまう。さらに、この表面のＡｇ2 Ｓｅは至るところで代表的には５０オングストロームから２０ミクロンの径の半円状の塊すなわち隆起の形態となった。不都合なことに、これに続いて代表的な銀電極材料を堆積すると、この電極材料が上述した隆起の頂部で盛り上がってしまう傾向にある。このことにより、空洞が頂部電極材料を貫通して、銀がドーピングされているセレン化ゲルマニウムガラスまで至るように形成され、それにより、銀がドーピングされたセレン化ゲルマニウムガラスが一部露出されてしまうおそれがある。不都合なことに、頂部電極をパターン化するのに代表的に用いられるある種類のフォトディベロッパー（即ちテトラメチルアンモニウムヒドロキシド）は、露出されているガラスをエッチングしてしまう。
【０００８】
この問題を解決するか或いは少なくとも低減させるのが望ましい。本発明はこの問題を解決することを主たる目的とするものであるが決してこれに限定されるものではない。当業者は、この問題と関係のない他の観点において本発明を利用することができ、本発明が、特許請求の範囲を文言どおりに及び均等の法理に従って適切に解釈することによってのみ限定されるものであることを理解するであろう。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、メモリ回路のプログラマブルメモリセル及び不揮発性抵抗可変装置の形成方法を含むものである。一例において、不揮発性抵抗可変装置の形成方法は、基板上に第１導電性電極材料を形成する工程を有する。この第１導電性電極材料上にカルコゲニド含有材料を形成する。このカルコゲニド含有材料は、Ａx Ｓｅy を含むものとし、「Ａ」は周期律表の第１３族、第１４族、第１５族又は第１７族から選択した少なくとも１種の元素を有する。このカルコゲニド含有材料上に銀含有層を形成する。この銀含有層を照射して、銀含有層とカルコゲニド含有材料との界面におけるカルコゲニド含有材料のカルコゲニド結合を破断させ少なくとも少量の銀をカルコゲニド含有材料中に拡散させ、カルコゲニド含有材料の外側面を形成する。この照射処理の後に、カルコゲニド含有材料の外側面をヨウ素含有流体にさらし、カルコゲニド含有材料の外側面の粗さをヨウ素含有流体にさらす前の状態から低減させる。このヨウ素含有流体にさらす処理を行った後に、カルコゲニド含有材料上に第２導電性電極材料を堆積し、この第２導電性電極材料は連続層で少なくともカルコゲニド含有材料を完全に被覆するようにし、この第２導電性電極材料を装置の電極に形成する。
本発明からは、他の実施方法及び観点も予期され明らかとなるものである。
本発明の好適例を添付の図面を参照して以下に説明する。
【００１０】
発明の開示及び発明を実施するための最良の形態
図１を参照するに、本発明による不揮発性抵抗可変装置の製造方法の一好適例における半導体ウェーハ部分１０を示す。このような装置としては、例えば、前述した米国特許明細書に記載されたプログラマブルメタライゼーションセルや、プログラマブル光学素子があり、これらは、例えば、プログラマブルキャパシタンス素子や、プログラマブル抵抗素子や、集積回路のプログラマブルアンチヒューズや、メモリ回路のプログラマブルメモリセルを有する。上述した米国特許明細書は参考のために本明細書中に記載したものである。本発明は、既存の及び今後開発されるであろういかなる不揮発性抵抗可変装置の構造及び製造技術をも考慮したものである。本明細書において、「半導体基板」の用語は、半導体材料を有するいかなる構造体をも意味するものとして定義されるものであり、この半導体材料は、半導体ウェーハのようなバルク半導体材料（これ単独のもの又はその上に他の材料を設けたアセンブリの状態のもの）や半導体材料層（これ単独のもの又は他の材料を設けたアセンブリ状態のもの）を含むがこれに限定されるものではない。「基板」の用語はいかなる支持構造体をも示すものであり、上述したような半導体基板があるがこれに限定されるものではない。また、本明細書において、「層」の用語は他に説明しない限り単一層及び複数層の双方を含むものである。さらに、「抵抗可変装置」には、抵抗以外の特性も変化する装置が含まれることは当業者にとって明らかであろう。例えば、抵抗以外にも装置のキャパシタンス及びインダクタンスの双方又はいずれか一方を変化させることができる。
【００１１】
半導体ウェーハ部分１０は、例えばシリコンのバルク単結晶半導体材料１２と、その上に形成された、例えば二酸化シリコンの絶縁性誘電体層１４とを有する。この絶縁性誘電体層１４上に、第１導電性電極材料１６を形成する。電極材料の好適な材料としては、例えば、製造される好適な種類の装置に応じて前述した米国特許明細書中に記載された材料のうちのいかなるものも含めることができる。第１導電性電極材料１６上には誘電体層１８を形成する。この誘電体層１８の材料としては、例えば窒化シリコンが好ましい。
【００１２】
誘電体層１８を通って導電性電極層１６に至る開口部２０を形成し、この開口部２０に、カルコゲニド含有材料２２を第１の厚さ、本実施例においては誘電体層１８の厚さにより実質的に規定される厚さまで充填する。代表的な第１の厚さは例えば１００〜１０００オングストロームの範囲である。カルコゲニド含有材料は、Ａx Ｓｅy を含むものであり、「Ａ」は、周期律表のうちの第１３族（Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔｌ）、第１４族（Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ）、第１５族（Ｎ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ）及び第１７族（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ａｔ）から選択した少なくとも１種の元素とする。「Ａ」に対して好ましい元素は例えばＧｅ及びＳｉである。基板１０の上にカルコゲニド含有材料２２を形成するための好適な方法の例としては、化学気相堆積処理により開口部２０を完全に充填し、続いて、例えば化学機械研摩処理のような平坦化技術を行う方法がある。カルコゲニド含有材料２２は、非晶質として形成し、完成した装置においても非晶質のままであるようにするのが好ましい。
【００１３】
カルコゲニド含有材料２２上には銀含有層２４を第２の厚さに形成する。好ましくは、銀含有層２４を、主として元素状態の銀とするか、又は元素状態の銀から構成することができる。好適例においては、第２の厚さは前記第１の厚さの少なくとも３０％とする。
【００１４】
図２を参照するに、銀含有層２４を照射して、銀含有層２４とカルコゲニド含有材料２２との界面におけるカルコゲニド含有材料２２のカルコゲニド結合を破断し、少なくともある量の銀をカルコゲニド含有材料２２中に拡散させる。図２において、カルコゲニド含有材料２２を参照番号２３で示し、その中に入った金属イオンを示すために図に小点を付してある。好ましい照射には、約１６４〜９０４ナノメートル、特に４０４〜９０８ナノメートルの範囲の波長の化学線の照射が含まれる。より具体的な例では、フラッドＵＶ露光装置を、常温及び常圧において酸素含有雰囲気中で４．５ミリワット／ｃｍ2 のエネルギーで１５分間動作させる。カルコゲニド含有材料２２上に直接設けられた銀含有材料２４について、そのうちの全て又は一部をカルコゲニド含有材料中に拡散させることができる。また、銀含有層２４の厚さは、基本的に、衝突する電磁放射が銀含有層２４を通ってこの銀含有層２４とカルコゲニド含有材料２２との界面まで達するようにし得るのに適した薄さに選択する。銀含有層の好適な厚さは２００オングストローム以下である。さらに、銀含有層２４の見かけの厚さをカルコゲニド含有材料２２の線厚さのパーセントとして示したものは、カルコゲニド含有材料中に入れる金属の原子パーセントと事実上ほぼ同じとなる。照射処理により、カルコゲニド含有材料２３は外側面２５を有するようになる。
【００１５】
一例においては、外側面２５は、その少なくとも一部としてＡｇ2 Ｓｅが形成されていることを特徴とする。一例においては、カルコゲニド含有材料２２／２３上にＡｇ2 Ｓｅの不連続層２７が形成されるように照射処理を行う。さらに、照射処理は、Ａｇ2 Ｓｅの下にあるカルコゲニド含有材料を実質的に非晶質の状態に保つように行うのが好ましい。更に好ましくは、複数の抵抗可変状態の最も低い状態において平均して少なくとも約３０原子パーセントの銀が存在するようにカルコゲニド含有材料がドーピングされるように照射処理を行う。さらに、本発明は、カルコゲニド含有材料上にＡｇ2 Ｓｅを形成する他のいかなる方法についても考慮したものであり、例えば、Ａｇ2 Ｓｅの不連続層を、他の現存する或いは今後開発されるいかなる方法によっても形成しうるものである。
【００１６】
図３を参照するに、照射処理を行った後に、カルコゲニド含有材料の外側面２５をヨウ素含有流体にさらし、このカルコゲニド含有材料の外側面２５の粗さ（凹凸）をヨウ素含有流体にさらす前の状態から低減させる。好適例においては、このヨウ素含有流体にさらす処理をＡｇ2 Ｓｅに対して行うことにより、少なくとも少量のＡｇ2 Ｓｅをエッチング除去し、より好ましくは少なくとも大部分のＡｇ2 Ｓｅをエッチング除去し、最も好ましくは図３に示すように殆ど全てのＡｇ2 Ｓｅをエッチング除去する。ある代表的な例では、Ａｇ2 Ｓｅの形成及び除去と関係なく粗さを減少させる。他の代表的な例では、表面粗さに対する影響と関係なく少なくとも少量のＡｇ2 Ｓｅをエッチング除去する。
【００１７】
好ましいヨウ素含有流体は、液体であり、例えばヨウ化カリウム溶液のようなヨウ化物溶液がある。好適なヨウ化カリウム溶液の例は、１リットルの２０〜５０体積％のヨウ化カリウム溶液あたり５〜３０グラムのＩ2 を含むものである。カルコゲニド含有材料の外側面２５をヨウ素含有流体にさらす処理は、例えば常温及び常圧の条件下で、或いは温度及び圧力の双方又はいずれか一方を常温及び常圧よりも上げたり或いは下げたりした条件下で、気体又は液体で行うこともできること勿論である。具体例においては、１リットルの３０％ヨウ化カリウム溶液あたり２０グラムのＩ2 を含むヨウ化カリウム溶液に基板を浸漬する。
【００１８】
図４を参照するに、カルコゲニド含有材料の外側面をヨウ素含有流体にさらす処理をした後に、カルコゲニド含有材料２３上に第２導電性電極材料２６を堆積する。好適例では、この第２導電性電極材料２６は連続層で少なくともカルコゲニド含有材料２３を完全に被覆するようにする。この第２導電性電極材料２６に対する好ましい厚さは、１４０〜２００オングストロームの範囲である。第１及び第２導電性電極材料は同じ材料としてもよいし、異なる材料としてもよい。第１導電性電極材料（頂部電極材料）及び第２導電性電極材料（底部電極材料）の好ましい材料としては、例示にすぎないが、銀、タングステン、白金、ニッケル、炭素、クロム、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、銅、コバルト、パラジウム、バナジウム、チタン及びその合金並びにこれら元素を１種以上含む化合物がある。Ａx Ｓｅy のうちの「Ａ」をＧｅとした好適なプログラマブルメタライゼーションセルの実施例によれば、第１導電性電極材料１６及び第２導電性電極材料２６の少なくとも一方が銀を含むものとする。第２導電性電極材料層２６の形成中に、この層の銀がある程度第１導電性電極材料層２３中に拡散しうる。
【００１９】
図５を参照するに、第２導電性電極材料層２６をパターン化して電極３０にする。パターン化には、フォトリソグラフ処理を用いるのが代表的で好ましい。これにより、カルコゲニド含有材料と動作的に近似する第２電極材料を形成する一好適例を提供する。好適例では、このような処理を行うことにより、メモリ回路のプログラマブルメモリセルを製造するための不揮発性抵抗可変装置を形成する。
【００２０】
図６を参照するに、最終的にこの不揮発性抵抗可変装置上に１つ以上の誘電体層３２を形成する。図示した装置の外側に他のライン及び装置を形成するために、導電性又は半導電性の介在層を設け得ること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一例による処理中の半導体ウェーハ部分を示す線図的断面図である。
【図２】図２は、図１に示す処理工程に続く処理工程における図１のウェーハ部分を示す線図である。
【図３】図３は、図２に示す処理工程に続く処理工程における図１のウェーハ部分を示す線図である。
【図４】図４は、図３に示す処理工程に続く処理工程における図１のウェーハ部分を示す線図である。
【図５】図５は、図４に示す処理工程に続く処理工程における図１のウェーハ部分を示す線図である。
【図６】図６は、図５に示す処理工程に続く処理工程における図１のウェーハ部分を示す線図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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2005501426.tif 000020
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