(57)【要約】  少なくとも２つの電極（１１０、１２０、９０６、９０８、１００２、１００４）の間に制御可能に導電性のある媒体（１３０、９１０）を有する、少なくとも２つの電極（１１０、１２０、９０６、９０８、１００２、１００４）からなるメモリセル（１００、２００、９０４、１００６）が開示される。印加される電界などの外部刺激が第１および第２の電極（１１０、１２０、９０６、９０８、１００２、１００４）に与えられると、イオンが移動し、ポリマーをドープおよび／または脱ドープする。ポリマーをドープするのに用いられる印加外部刺激は、メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）を動作させる外部刺激よりも大きい。ポリマーは、ドーピングの度合いの結果である電気的特性を備える可変降伏特性ダイオードとして機能する。メモリ素子は、電流制限された読出信号を有し得る。メモリデバイス／セルを作製する方法、メモリデバイス／セルを用いる方法、およびメモリセル（１００、２００、９０４、１００６）を含む装置も開示される。
2008536299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）を制御する方法であって、
第１の電極（１１０、９０６、１００２）と少なくとも第２の電極（１２０、９０８、１００４）との間に制御可能に導電性のある媒体（１３０、９１０）を設けるステップを含み、前記制御可能に導電性のある媒体（１３０、９１０）は、降伏電圧を有する少なくとも１つの活性層（１４０、９１２）と、超イオン材料を含む少なくとも１つの不動態層（１５０、９１４）とを含み、さらに
前記活性層（１４０、９１２）をドープするステップと、
前記活性層（１４０、９１２）の前記降伏電圧を変更するステップとを含み、前記活性層（１４０、９１２）の前記降伏電圧は、外部刺激に少なくとも部分的に基づいて少なくとも２つの降伏電圧レベルのうち１つに選択的に変更される、方法。
【請求項２】
前記活性層（１４０、９１２）をドープするステップはさらに、
第１の極性を有する外部刺激を与えるステップと、
ドーパントを前記不動態層（１５０、９１４）から前記活性層（１４０、９１２）へ移動させるステップと、
前記活性層（１４０、９１２）の前記降伏電圧を低減するステップと、
前記メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）をプログラム状態にするステップと、
第２の極性を有し、低減された前記降伏電圧よりもわずかに大きい大きさの外部刺激を与えるステップと、
前記メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）を読出状態にするステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記活性層（１４０、９１２）をドープするステップはさらに、
第１の極性を有する外部刺激を与えるステップと、
ドーパントを前記不動態層（１５０、９１４）から前記活性層（１４０、９１２）へ移動させるステップと、
前記活性層（１４０、９１２）の前記降伏電圧を低減するステップと、
前記メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）をプログラム状態にするステップと、
第２の極性を有する外部刺激を与えるステップと、
前記活性層（１４０、９１２）を脱ドープするステップと、
前記メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）を消去状態にするステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記活性層（１４０、９１２）を脱ドープするステップは、前記ドーパントを前記活性層（１４０、９１２）から前記不動態層（１５０、９１４）へ移動させるステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記降伏電圧は、前記活性層（１４０、９１２）のドープレベルによって定められる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）を制御するシステムであって、
第１の電極（１１０、９０６、１００２）と少なくとも第２の電極（１２０、９０８、１００４）との間に、超イオン層（１５０、９１４）と降伏電圧レベルを含む活性層（１４０、９１２）とを有する制御可能に導電性のある媒体（１３０、９１０）を含むメモリセル（１００、２００、９０４、１００６）と、
前記メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）に外部刺激を与えて、前記制御
可能に導電性のある媒体（１３０、９１０）の活性層（１４０、９１２）をドープおよび脱ドープする構成要素とを含む、システム。
【請求項７】
前記制御可能に導電性のある媒体（１３０、９１０）のドープは、前記メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）の電気特性を変更する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
第１の方向に与えられる前記外部刺激により前記活性層（１４０、９１２）がドープされて、前記メモリセル（１００、２００、９０４、１００６）がプログラミング状態になる、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記制御可能に導電性のある媒体（１３０、９１０）は、
有機半導体材料、無機半導体材料、有機半導体材料と無機半導体材料との混合物のうち１つを含む低導電層（１４０、９１２）と、
少なくとも１つの導電容易化化合物を含む不動態層（１５０、９１４）とを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記超イオン材料は、Ｃｕ2Ｓ、ＣｕＳ、Ａｇ2Ｓ、ＣｕＯ、Ｃｕ2Ｏ、Ｃｕ2Ｓｅ、Ａｇ2ＳｅおよびＴｉＳｅ2からなる群から選択される、請求項６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
この発明は、メモリデバイスおよびメモリデバイスを作製し使用する方法に一般的に関する。特に、この発明は、可変降伏特性ダイオードを有するメモリデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
コンピュータおよびメモリデバイスは情報処理および記憶を含むさまざまな機能を果たす。典型的に、コンピュータシステムでは、しばしば「０」および「１」と称される２つの状態の間を可逆に切換えることができる装置により、算術、論理およびメモリ動作が行なわれる。これらの切換え装置は、これらのさまざまな機能を果たし、高速で２つの状態の間を切換えることが可能な半導体装置から作製される。
【０００３】
データの記憶または処理のため、電子アドレス指定またはロジックデバイスを無機固体技術、および特に結晶性シリコンデバイスで作製し得る。これらの機能を果たすための主な装置は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。
【０００４】
コンピュータおよびメモリデバイスをより高速に、より小型に、かつより安価にする要求が増大している。これらの要求に応えるには、切手よりも小さなシリコン片の上により大量のトランジスタおよびその他の電子構造を集積させ、取付ける必要がある。この極めて小さいシリコン片は、各々のトランジスタが数百ナノメータの大きさであるとすれば、トランジスタを数千万個含み得る。しかしながら、これらのシリコン系装置はそれらの根本的に物理的なサイズの限界に急速に近づいている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無機固体装置には一般的に、高コストおよびデータ記憶密度の損失を招く複雑なアーキテクチャという欠点がある。無機半導体材料で製造される揮発性半導体メモリの回路構成には電流を常に供給しなければならず、その結果記憶された情報を維持するためには発熱および高い電力消費が生じてしまう。不揮発性半導体装置はデータレートが低く、比較的消費電力が高く、かつ複雑さの度合が高い。
【０００６】
さらに、無機固体装置のサイズが小さくなり、集積化が進むにつれて、装置の整列公差に対する感度が増大してしまうために、作製プロセスがより難しくなっている。最小限の小さなサイズの特徴の形成は、作動回路の製造に最小サイズを使用できることを暗示するわけではない。最小限の小さなサイズよりもはるかに小さい、たとえば最小サイズの４分の１の整列公差を有することが必要である。
【０００７】
一般的に、半導体装置の制御は電気の利用を通して行なわれる。装置に電圧を印加してこれを予め定められた状態にし、こうしてこれを「制御」する。装置が電圧を受けるのに依存して、装置は状態が表わす値を記憶したり、または装置がオンまたはオフし得る。装置がメモリセルである場合、電圧レベルおよび極性に基づいて読出、書込または消去するようにプログラムされ得る。装置がＬＥＤである場合は、電圧の印加によりエミッタがオンまたはオフにされ、その明るさを低減または増大させ得る。このように、これらのタイプの装置の適切な動作のためには、装置に対する電圧の印加およびそのレベルを制御する手段が存在することが必須である。現在の製造技術ではこの目的のためにトランジスタなどの付加的な外部半導体装置を利用している。これらのトランジスタは、製造に多数の作
製ステップを必要とするいくぶん複雑な装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
以下は、この発明のいくつかの局面の基本的な理解のためのこの発明の要約である。この要約は、この発明の重要な／決定的な要素を同定したり、またはこの発明の範囲を明確に記述したりすることを意図するものではない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の準備として、簡略化された形態でこの発明のいくつかの概念を提示することである。
【０００９】
この発明は、従来のメモリデバイスと比較して小さいサイズ、複数ビットの情報を記憶できる能力、短い抵抗／インピーダンス切換時間、低動作電圧、低コスト、高い信頼性、長い寿命（数千／数百万サイクル）、三次元パッキングが可能であること、関連の低温（または高温）プロセス、軽量、高密度／集積化、および拡張されたメモリ保持のうち１つ以上を有する新たなメモリデバイスを提供する。
【００１０】
この発明の１つの局面は、第１の電極と少なくとも第２の電極とを含むメモリデバイスに関する。第１の電極と少なくとも第２の電極との間には制御可能に導電性のある媒体が存在する。制御可能に導電性のある媒体は不動態層および活性層を含む。不動態層は超イオン材料を含み得る。デバイスを動作させるのに必要な外部刺激よりも大きな外部刺激が第１の電極と少なくとも第２の電極との間に印加されて、媒体の中のイオンを移動させる。イオンの移動により、ドープとして公知の媒体内での変化が生じる。ドープされた媒体はドープの度合が可変である可変降伏特性ダイオードとして機能する。
【００１１】
この発明のさらに別の局面に従うと、第１の電極と、第２の電極と、その間に介在するポリマー膜とを設けるステップを含むメモリセルを形成する方法であって、ポリマー膜は制御可能に導電性のある媒体を有する。制御可能に導電性のある媒体はさらに不動態層および活性層を含む。第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加すると、イオンがポリマー膜の中を移動し、印加された電圧レベルによってポリマー膜のドープの度合が制御される。ドープされたポリマーは可変降伏特性ダイオードとして機能する。
【００１２】
この発明のさらに別の局面に従うと、第１および第２の電極を有するメモリセルであって、制御可能に導電性のある媒体がその間に介在する。制御可能に導電性のある媒体は、超イオン材料を含む不動態層と、導電材料を含む活性層とを有する。電極に電圧が印加されると活性層がドープされ、媒体はたとえば可変降伏特性ダイオードまたはツェナーダイオードとして動作する。ドープされた活性層を有するメモリセルは、たとえば、コンピュータ、携帯型電子デバイスまたはメモリセルのアレイを含むメモリデバイスで利用され得る。
【００１３】
以上および関連の目的の達成のため、この発明は、以下に十分に説明され、かつ特に請求項で指摘される特徴を含む。以下の説明および添付の図面は、この発明のある例示的な局面および実現例を詳細に述べる。しかしながら、これらはこの発明の原則を用い得るさまざまな態様のうちわずかなものを示すに過ぎない。この発明のその他の目的、利点および新規の特徴は、添付の図面と関連して考慮されれば、この発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明の開示
図面を参照してこの発明を説明する。ここで、本明細書を通じて、同じ参照番号は同じ要素を参照するように用いられる。以下の説明では、説明の目的のため、この発明の完全
な理解のために数多くの具体的な詳細を述べる。しかしながら、この発明はこれらの具体的な詳細がなくても実践され得ることが明らかであろう。他の例では、この発明の説明を容易にするため、周知の構造および装置をブロック図の形態で示す。
【００１５】
この発明は、少なくとも２つの電極からなり、制御可能に導電性のある媒体が２つの電極の間に介在するメモリセルにかかる。制御可能に導電性のある媒体は、低導電（活性）層および不動態層を含む。媒体は、有機、無機、または無機材料と混合された有機であり得る。メモリセルは、付加的な電極、電荷保持層および／または化学的活性層などの付加的な層をオプションで含んでもよい。制御可能に導電性のある媒体のインピーダンスは、電界などの外部刺激が印加されると変化する。アレイと称され得る複数のメモリセルは、他の構成要素とともにメモリデバイスを形成する。これに関連して、メモリセルは、新たなメモリデバイスを形成し、従来の半導体メモリデバイスの金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と類似の態様で機能し得る。
【００１６】
この発明は、ダイオード層（diodic layer）を介してそのメモリセルの制御が可能になる半導体装置を提供する。このことは、装置を形成し、装置のポリマー膜をドープおよび脱ドープした結果、メモリ特性を与えるようにイオンの行ったり来たりの動きを制御可能なダイオード層を作製することによって達成される。ダイオード層は、メモリセルに電圧が印加された際にセルを通って流れる電流の量を制御するダイオードとして電気的に機能する。この層は、たとえばツェナー型ダイオードと同様の特性を有し得る。ツェナーダイオードでは、ダイオードの組成によって降伏電圧レベルを固有に予め定めることができる。この降伏電圧値は、装置で特定の動作的機能が生じるように選択される。この機能はメモリセルなどの半導体セルの読出、書込または消去などを含み得る。
【００１７】
図１を参照して、この発明の局面に従うメモリセル１００が図示される。メモリセル１００は、第１の電極または活性層電極１１０および第２の電極または不動態層電極１２０を有し、その間に制御可能に導電性のある媒体１３０が介在する。制御可能に導電性のある媒体１１０は、低導電層１４０および不動態層１５０を含む。簡潔さのため、周辺回路構成および装置は示さない。
【００１８】
メモリセル１００は少なくとも２つの電極を含み、１つ以上の電極は、制御可能に導電性のある媒体１３０を挟む２つの電極の間に配置され得る。典型的に、各々の電極の厚みは独立して約０．０１μｍ以上約１０μｍ以下である。
【００１９】
電極１１０、１２０は、導電性金属、導電性金属合金、導電性金属酸化物、導電性ポリマー膜、半導体材料などの導電性材料からなる。電極の例は、アルミニウム、クロム、銅、ゲルマニウム、金、マグネシウム、マンガン、インジウム、鉄、ニッケル、パラジウム、白金、銀、チタン、亜鉛およびその合金、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ポリシリコン、ドープトアモルファスシリコン、金属シリサイドなどのうち１つ以上を含む。合金電極は、ハステロイ（登録商標）、コバール（登録商標）、インバール（登録商標）、モネル（登録商標）、インコネル（登録商標）、真鍮、ステンレス鋼、マンガン銀合金、およびさまざまな他の合金を含む。
【００２０】
２つの電極の間に配置される制御可能に導電性のある媒体は、外部刺激を用いて制御可能な態様で導電、半導電または非導電にされ得る。一般的に、外部刺激がなければ、制御可能に導電性のある媒体は非導電であるか、または高いインピーダンスを有する。さらに、いくつかの実施例では、制御可能に導電性のある媒体について、制御可能な態様で導電率／抵抗率の複数の度合を確立し得る。たとえば、制御可能に導電性のある媒体についての導電率／抵抗率の複数の度合は、非導電状態、高導電状態、および半導電状態を含み得る。
【００２１】
制御可能に導電性のある媒体は、外部刺激（外部とは、制御可能に導電性のある媒体の外側から発生することを意味する）によって制御可能な態様で導電、非導電またはその間のいずれかの状態（導電の度合）にされ得る。たとえば、外部電界、放射などの下では、所与の制御可能に導電性のある非導電の媒体が、制御可能に導電性のある導電の媒体に変換される。
【００２２】
制御可能に導電性のある媒体は、１つ以上の低導電層および１つ以上の不動態層を含む。低導電層は、有機半導体材料、無機半導体材料、および有機半導体材料と無機半導体材料との混合物を含むさまざまな材料から形成され得る。典型的に、低導電または活性層の厚みは約０．００１μｍ以上約５μｍ以下である。
【００２３】
有機半導体層は、有機ポリマー（共役有機ポリマーなど）、有機金属化合物（共役有機金属化合物など）、有機金属ポリマー（共役有機金属ポリマーなど）、バッキーボール、カーボンナノチューブ（Ｃ６−Ｃ６０カーボンナノチューブなど）などのうち少なくとも１つを含む。有機ポリマー（または有機ポリマーを構成する有機モノマー）は環式または非環式であり得る。形成または堆積の間、有機ポリマーは電極の間に自己集合する。共役有機ポリマーの例は、ポリアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリジフェニルアセチレン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリポルフィリン、ポルフィリン大環状分子、チオール誘導（thiol derivatized）ポリポルフィリン、ポリフェロセンなどのポリメタロセン、ポリフタロシアニン、ポリビニレン、ポリスチロール、ポリ（ｔ−ブチル）ジフェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）ジフェニルアセチレン、ポリビス（トリフルオロメチル）アセチレン、ポリビス（ｔ−ブチルジフェニル）アセチレン、ポリ（トリメチルシリル）ジフェニルアセチレン、ポリ（カルバゾール）ジフェニルアセチレン、ポリジアセチレン、ポリピリジンアセチレン、ポリメトキシフェニルアセチレン、ポリメチルフェニルアセチレン、ポリ（ｔ−ブチル）フェニルアセチレン、ポリニトロ−フェニルアセチレン、ポリ（トリフルオロメチル）フェニルアセチレン、ポリ（トリメチルシリル）フェニルアセチレン、ポリジピリルメタン、ポリインドキノン、ポリジヒドロキシインドール、ポリトリヒドロキシインドール、フラン−ポリジヒドロキシインドール、ポリインドキノン−２−カルボキシル、ポリインドキノン、ポリベンゾビスチアゾール、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリピロール、ポリスチレン、ポリフラン、ポリインドール、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリピリジン、ポリビピリジン、ポリセキシチオフェン、ポリ（シリコンオキソヘミポルフィラジン）、ポリ（ゲルマニウムオキソヘミポルフィラジン）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）、ポリピリジン金属錯体などのうち１つ以上を含む。
【００２４】
無機材料は、遷移金属硫化物、カルコゲニド、および遷移金属酸化物を含む。例は、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ2Ｏ）、酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ3Ｏ4）、酸化マンガン（ＭｎＯ2、Ｍｎ2Ｏ3など）、酸化チタン（ＴｉＯ2）を含む。
【００２５】
活性低導電層は有機材料と無機材料との混合物であり得る。無機材料（遷移金属酸化物／硫化物）は通常、有機半導体材料に埋込まれる。その例は、Ｃｕ2Ｓと混合されたポリフェニルアセチレン、Ｃｕ2Ｏと混合されたポリフェニルアセチレンなどを含む。
【００２６】
不動態層または超イオン層は、制御可能に導電性のある媒体の、制御可能に導電の特性に寄与する少なくとも１つの導電容易化化合物を含む。導電容易化化合物は、電荷（ホールおよび／または電子）を供与し、かつ受容する能力を有する。これにより不動態層は電極と低導電層／不動態層の界面との間で輸送し、低導電層への電荷／キャリア注入を容易にし、および／または低導電層中の電荷担体の濃度を上昇させ得る。換言すると、超イオン層は、印加される外部刺激の状態に依存して制御可能な行ったり来たりのイオンの動き
をもたらしてメモリ特性を生じさせるドーパントイオン源である。ドーパントイオンは不動態層（超イオン）から活性層（導電性ポリマー／材料）へ移動して活性層をドープし、その電気的特性を変化させる。さらに、ドーパントイオンは活性層（導電性ポリマー／材料）から不動態層（超イオン）に戻ることにより活性層を脱ドープし、その元の電気的性質を回復させることができる。超イオン層の性質または電気的性質はドーパントイオンの移動によって影響されることはない。不動態層を構成する導電容易化化合物の例は、硫化銅（ＣｕxＳ、ここでｘは約０．５から約５）、硫化銀（Ａｇ2Ｓ、ＡｇＳ）、硫化金（Ａｕ2Ｓ、ＡｕＳ）などのうち１つ以上を含む。不動態／超イオン層の他の例は、ＣｕＳ、ＣｕＯ、Ｃｕ2Ｏ、Ｃｕ2Ｓｅ、Ａｇ2Ｓｅ、ＴｉＳｅ2などである。超イオン材料は、イオンの供給および受容を容易にする。典型的に、導電容易化化合物を含む不動態層の厚みは２オングストローム以上約０．１μｍ以下である。
【００２７】
ここで図２を参照して、第１の電極１１０および第２の電極１２０を備えるメモリセル２００が図示される。第１の電極１１０と第２の電極１２０との間には、低導電層１４０および不動態層１５０を含む制御可能に導電性のある媒体１３０が配置される。制御可能に導電性のある媒体が可変降伏特性ダイオードとして機能するためには、媒体の電気的性質を変化させる必要がある。この電気的性質の変化は一般的にドープと称され、電気的性質を変化させる目的のためのドーパントとして公知の元素を導入するステップからなる。この発明に従う電気的性質の変化は、元素の中に導入されたドーパントの脱ドープ、除去、またはその量の低減の結果でもある。
【００２８】
メモリセル２００のドープは、電気信号などの外部刺激が第１の電極１１０および第２の電極１２０に印加されたときに起こる。外部刺激は、さまざまな公知の方法のいずれかを介しておよび外部コンタクト配線２１０、２２０を介してなどによって与えられ得る。
【００２９】
第１の電極１１０と第２の電極１２０とにわたって第１の極性で印加される外部刺激は、不動態層または超イオン層１５０から低導電（活性）層１４０へイオンを移動させて、プログラミングを行なう。第１の電極１１０および第２の電極１２０を介して印加されて媒体１３０をドープする外部刺激は、メモリセルを動作させるのに用いられるものよりも大きな刺激である。イオンが移動して活性層１４０をドープすると、活性層１４０の電気的性質が変化して、装置はたとえばツェナーダイオードの作動特性を示す。そのような装置の電気的特性はドープの度合に依存する。第２のまたは反対の極性の外部刺激が印加されて活性層１４０からドーパントを脱ドープまたは除去する。これにより、活性層１４０の電気的性質が変化して、その結果メモリセルが消去される。不動態または超イオン層の電気的性質は装置の動作の間は変化しないことに留意すべきである。
【００３０】
印加される外部刺激は、メモリセルの選択された材料対材料の界面に依存する。各々の材料対材料の界面の使用電圧範囲は、その電気的性質によって推奨されるものである。外部刺激はメモリセルの逆方向降伏電圧を変化させるように動作する。
【００３１】
第１および少なくとも第２の電極に対する外部刺激の極性は、不動態層１５０内のドーパントイオンの極性に依存する。Ｃｕ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋などの正のドーパントイオンは、活性層に対して、不動態層１５０への正のバイアスの印加を必要とする。このように、印加される刺激は、正に帯電したイオンの活性層１４０への移動を推し進め、強制し、またはこれを生じさせるように働く。Ｉ−（ヨウ素）などの負に帯電したドーパントイオンは全く反対に作用するであろう。外部刺激を介した不動態層１５０に対する活性層１４０への正のバイアスの印加により、イオンが活性層１４０の中に移動する。
【００３２】
ある状況では、イオンは不動態または超イオン層１５０から活性層１４０に移動し、別の状況では、イオンは活性層１４０から不動態または超イオン層１５０に向けて移動する
。超イオン層１５０はドーパントイオンの主な源であり、制御可能な行ったり来たりのイオンの動きによりメモリセル２００のメモリ特性が与えられる。たとえば、イオンが不動態層（超イオン）から活性層（導電ポリマー／材料）へ移動すると、イオンは活性層１４０をドープし、その電子的性質（たとえばダイオード逆方向降伏電圧）を変化させる。この変化の結果、メモリセルのプログラミング状態が生じる。活性層からイオンを脱ドープまたは除去することによってイオンを不動態層に戻すことにより、活性層１４０の元の電子的性質を回復し、それによりメモリを消去する。これにより、少なくとも２つの異なる逆方向降伏電圧に対応する少なくとも２つの状態が存在して、イオンを不動態層／活性層界面を横切って移動させることによって状態の間の切換え、すなわちプログラミングと消去とを切換える能力を与えて、メモリとなる。
【００３３】
この発明を十分に評価するため、どのようにダイオードが動作するかの基本を理解することは有用である。ダイオードは本質的に接合部によって分かれる２領域の装置である。ダイオードは電流が通過するのを許すかまたは電流が通過するのを禁止するかのいずれかである。電流が通過を許されるか否かは、バイアシングと称される電圧レベルおよび極性によって決まる。一般的に、印加される電圧の極性が接合部のダイオード領域の極性に一致すれば、ダイオードは電流が流れるのを許す順方向バイアスと考えられる。極性が反対であれば、ダイオードは電流の流れを禁止する逆方向バイアスと考えられる。逆方向にバイアスされたダイオードでの電流の流れは、接合部を降伏させるレベルまで印加電圧を上昇させることによって達成され得る。一般的に、通常のダイオードでこの状態に達すると、増大する電流によって生じる熱の発生によってダイオードが損傷してしまう。しかしながら、ツェナー型ダイオードの場合は降伏は損傷の条件ではなく、印加された電圧レベルが降伏を生じさせるのに必要なレベルを下回ると、電流の流れがもう１度停止する。
【００３４】
一般的に、電流と電圧との間の関係は、理想的なダイオード式を用いると、以下のように表わすことができる。
【００３５】
【数１】
2008536299.tif 000003
【００３６】
式中ＩDはダイオードを通る電流であり、ＶDはダイオードにかかる電圧である。さらに、ＩSは逆飽和電流（逆方向にバイアスされるとダイオードを通って流れる電流、ＶDは負である）であり、ｑは電荷（１．６０２×１０-19Ｃ）であり、ｋはボルツマン定数（１．３８×１０-23Ｊ／°Ｋ）であり、Ｔはケルビンでの接合部温度であり、ｎは放出係数である。
【００３７】
ツェナーダイオードは、それに対する電圧がツェナー電圧（ＶZ）と称されるある（負の）値に達すると、逆方向に電流を通過させるように設計される。ダイオード電圧がＶD＞−ＶZである場合、ツェナーダイオードは通常のダイオードのように振舞う。しかしながら、ＶD＝−ＶZである場合、ダイオードは電流が降伏条件で流れるようにし、電圧ＶDを値−ＶZでほぼ一定に保つ。このように、ツェナーダイオードは電圧調整器として働き得る。
【００３８】
ここで図３を参照して、この発明の局面に従うメモリセルの電流（Ｉ）対電圧（Ｖ）関係のグラフ３００を示す。電流−電圧の関係は、線３１０および３１５で示される。グラフ３００は、電圧（Ｖ）を表わす横軸３２０と、電流（Ｉ）を表わす縦軸３３０とを表示する。縦軸３３０の右側の横軸３２０の部分は正の電圧を表わし、縦軸３３０の左側の横
軸３２０の部分は負の電圧を表わす。同様に、横軸３２０の上の縦軸３３０の部分は正の電流を表わし、横軸３２０の下の縦軸３３０の部分は負の電流を表わす。
【００３９】
図３は、電流−電圧プロットが表わす２つのメモリ状態を示す。線３１０がメモリセルの（「１」と称される）「オン」状態に対応し、線３１５がメモリセルの（「０」と称される）「オフ」状態に対応する。「オフ」および「オン」の各々の状態は、対応する逆方向降伏電圧ＶBRを有する。「オン」状態の降伏電圧（ＶBRon）は線３１０の部分として３５０に示される。「オフ」状態の降伏電圧（ＶBRoff）は線３１５の部分として３５５で示される。
【００４０】
この発明の１つの局面に従うと、Ｐ＋不動態層、Ｃｕ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋などの正に帯電したドーパントイオンおよびｎ−活性層について、ＶBRは活性層のドープレベルまたはドープの度合（ＮD）に依存する。このように、逆方向降伏関係は以下のように表わされ得る。
【００４１】
【数２】
2008536299.tif 000004
【００４２】
式中ＶBRは降伏電圧であり、ＮDはドープの度合である。ＮDの値または度合は、ドーパントイオンで活性層をドープおよび脱ドープすることによって可逆に変化する。不動態層はドーパントイオンの供給源であり、一般的に強くＰ＋である。不動態層のＰ＋の性質は、不動態層から活性層へのドーパントイオンの移動によって影響を受けるものではない。
【００４３】
メモリセルをプログラムするため、プログラム電圧ＶPなどの外部刺激を（線３６０が示すような）正の方向に印加する。これによりイオンが活性層の中に移動して、活性層がドープされる。活性層のドープにより、逆方向降伏電圧がＶBRoff３５５からＶBRon３５０に変化する。このプログラムされた状態を読出すには、ＶBRon３５０よりわずかに上の負の方向のバイアスを印加する。この発明の局面に従うと、降伏は電子なだれ降伏またはトンネル降伏のいずれかであり得る。
【００４４】
メモリを消去するには、負の方向に外部刺激を印加してイオンを活性層から不動態層に移動させる。活性層からのこのイオンの移動は脱ドープと称される。印加された刺激またはバイアスがＶBRon３５０よりも高い場合、降伏電流が流れ、これによりイオンの動きが阻害される。このように、消去状態という結果をもたらす印加刺激はＶBRon３５０よりも高くなってはならない。脱ドープが発生すると、逆方向降伏電圧はＶBRoff３５５に向かって移動し、矢印ＡおよびＢの方向に示される進行電圧として消去電圧Ｖerが追従し得る。進行消去電圧Ｖerは、矢印Ａで示されるようにＶer1からＶer2へ移動し、単に低い初期消去電圧を印加して完全な消去を待つよりも比較的高速の消去をもたらす。ＶBRは矢印Ｂで示されるようにＶBRonからＶBRoffへ移動するので、活性層は脱ドープされ、メモリセルが消去される。
【００４５】
メモリセルは、ドープの度合が可変の、たとえばツェナーダイオードの特性を示す電流−電圧の異なる分枝を有する。異なる分枝の例示的な図示を電圧降伏線３５０および３５５の間の点線で示す。
【００４６】
さらに、線３９０で示される読出電流の限界または範囲は、ほぼ０の電流レベルから負の電流レベルに及ぶ。メモリ素子として用いられると、電流制限された読出信号は電圧制限された読出信号の代わりに用いられ得る。
【００４７】
ここで図４を参照して、この発明の局面に従うツェナー型ダイオード半導体装置４００を例示する図が示される。半導体装置４００は、ツェナーダイオード４１０および抵抗４２０としてモデル化される。ツェナーダイオード４１０は、この発明のダイオード層を表わす。抵抗４２０はメモリセルを表わす。ツェナーダイオード４１０は、特定の予め定められた逆方向バイアス電圧が印加されて降伏を起こすのでなければ、通常のダイオードとして動作する。このように、通常の動作の間、電流は抵抗（メモリセル）４２０を通って流れる。これによりさまざまな電圧が印加されて、メモリセル４２０のさまざまな状態をプログラムし読出すことができる。たとえば、メモリセル４２０の消去は、予め定められた逆方向バイアス電圧が印加されたときに降伏するというツェナーダイオードの独自の性質を利用することによって達成され得る。このことは以下で論じる。
【００４８】
図５を参照して、この発明の局面に従う順方向バイアス電圧が印加されたツェナー型ダイオード半導体装置５００が図示される。半導体装置５００は、電圧源５３０によって装置５００にわたって順方向電圧が印加されている。順方向電圧は、ツェナー型ダイオード層５１０のスイッチオン電圧レベルよりも高い。このように、電流５４０はメモリセル５２０を通って流れるようになる。実際の電流値は、電圧源５３０から印加される電圧の値に依存する。メモリセル５２０はこのようにプログラムおよび／または読出され得る。
【００４９】
図６は、この発明の局面に従う、逆方向のバイアス電圧が印加されたツェナー型ダイオード半導体装置６００を図示する。半導体装置６００は、電圧源６３０によって半導体装置にわたって逆方向バイアス電圧が印加されている。電圧レベルは、ツェナーダイオード６１０として表わされるツェナー型ダイオード層の降伏電圧レベルよりも低い。ツェナーダイオード６１０の漏れ電流は非常に小さく、したがってメモリセル６２０を通る電流の流れ６４０も小さい。ある逆方向バイアス電圧しきい値に達するまでは（降伏電圧）ツェナーダイオードがかなりの量の電流を流すことができないので、不注意の低レベルの逆方向バイアス電圧によってメモリセル６２０が消去されることがない。このようにダイオード層媒体が低い漏れ電流特性を有するようにポリマーを十分にドープすることが望ましい。
【００５０】
ここで図７を参照して、この発明の局面に従う、ツェナー降伏電圧よりも大きな逆方向バイアス電圧が印加されたツェナー型ダイオード半導体装置７００を例示する図が示される。半導体装置７００は、電圧源７３０によってツェナー降伏電圧よりも大きな逆方向バイアス電圧が印加されている。ダイオード層７１０と関連して働く半導体セル７２０はいくらか電位降下する。したがって、半導体装置７００に対する電圧は、一般的に、半導体セル７２０の電位降下を生じさせるには、ダイオード層７１０と関連付けられる降伏電圧よりも大きくなければならない。同様に、半導体セル７２０がその動作を行なうのにある電圧レベルを必要とする場合、ツェナーダイオードの電圧降下も考慮しなければならない。降伏が起こると、メモリセル７２０を通る電流の流れ７４０が最大化される。この電流の流れ７４０は、メモリセル７２０の消去および／またはプログラミングなどの動作的機能を与えるには十分である。
【００５１】
示されかつ上述された例示的なシステムに鑑みて、この発明の１つ以上の局面に従って実現され得る方法が図８のフロー図を参照してより十分に認められるであろう。説明の簡略化のため、方法は一連の機能ブロックとして示されかつ説明されるが、本発明はブロックの順序によって限定されるものではなく、いくつかのブロックは、この発明に従って、本明細書中に示されかつ説明されるのとは異なる順序で、および／または他のブロックと同時に起こってもよいことを理解し、認めるべきである。
【００５２】
さらに、本発明の１つ以上の局面に従う方法を実現するのに、すべての図示されたブロックが要件とされるとは限らない。さまざまなブロックは、ソフトウェア、ハードウェア
、その組合せ、またはブロックと関連付けられた機能性を実行するための（たとえばデバイス、システム、プロセス、コンポーネントなどの）いずれの他の好適な手段を介しても実現され得ることを認めるべきである。また、ブロックは簡略化された形態で本発明のある局面を図示するに過ぎず、これらの局面はより少ないおよび／またはより多くのブロックを介して図示され得ることも認めるべきである。
【００５３】
引き続き図８を参照して、この発明の局面に従うメモリセルを作製する方法８００のフロー図が例示される。第１の電極は、８１０で基板の上に形成される。第１の電極は、アルミニウム、クロム、銅、ゲルマニウム、金、マグネシウム、マンガン、インジウム、鉄、ニッケル、パラジウム、白金、銀、チタン、亜鉛およびその合金、酸化インジウム錫、ポリシリコン、ドープトアモルファスシリコン、金属シリサイドなどの導電材料を含む。導電材料に利用できる例示的な合金電極は、ハステロイ（登録商標）、コバール（登録商標）、インバール（登録商標）、モネル（登録商標）、インコネル（登録商標）、真鍮、ステンレス鋼、マグネシウム銀合金、およびさまざまな他の合金を含む。第１の電極の厚みは、実現例および構成されるメモリデバイスに依存して異なり得る。典型的に、各々の電極の厚みは、独立して約０．０１μｍ以上約１０μｍ以下である。
【００５４】
第１の電極を形成した後、８２０で第１の電極の上に制御可能に導電性のある媒体の層を形成する。制御可能に導電性のある媒体は、１つ以上の低導電層と１つ以上の不動態層とを含む。低導電層は、有機半導体材料、無機半導体材料、および有機半導体材料と無機半導体材料との混合物を含むさまざまな材料から形成され得る。典型的に、低導電または活性層の厚みは約０．００１μｍ以上約５μｍ以下である。
【００５５】
不動態層は、制御可能に導電性のある媒体の、制御可能に導電の性質に寄与する少なくとも１つの導電容易化化合物を含む。導電容易化化合物は、電荷（ホールおよび／または電子）を供与し、かつ受容する能力を有する。これにより不動態層は電極と低導電層／不動態層の界面との間で輸送し、低導電層への電荷／キャリア注入を容易にし、および／または低導電層中の電荷担体の濃度を上昇させ得る。典型的に、導電容易化化合物を含む不動態層の厚みは２オングストローム以上約０．１μｍ以下である。
【００５６】
次に８３０で制御可能に導電性のある媒体の上に第２の電極を形成する。メモリセルをプログラムするため、８４０で第１の電極と第２の電極との間に外部刺激を印加する。外部刺激は、外部電界、放射などであり得る。第１または正の方向に印加される外部刺激は、不動態層から活性層にイオンを移動させ、活性層をドープし、かつ第１の降伏電圧から第２の降伏電圧に活性層の逆方向降伏電圧を変化させる。この電気的特性および電圧降伏の変化によりメモリセルのプログラミングが可能になる。
【００５７】
８５０で、メモリセルは、逆方向または負の方向に第２の外部刺激を印加することによって読出される。外部刺激の大きさは、活性層のプログラミング電圧降伏レベルよりもわずかに上で、負の方向に印加される。
【００５８】
８６０で、メモリセルは、負の方向にバイアスまたは外部刺激を印加して活性層から不動態層へイオンを戻すことにより、または活性層を脱ドープすることにより、消去される。脱ドープが起こると、逆方向降伏電圧が第２の降伏電圧から第１の降伏電圧に移動し、メモリセルの消去電圧が進行電圧として追従できるようにする。これにより、単に低い初期消去電圧を印加して完全消去を待つ代わりに、比較的高速の消去が可能になる。
【００５９】
ここで図９を参照して、例示的なメモリセル９０４の分解図９０２とともに、この発明の局面に従う、利用可能な複数のメモリセルを含む例示的な超小型電子メモリデバイス９００の簡単な説明が示される。たとえば、超小型電子メモリデバイス９００は、存在する
行、列および層の数（後述の三次元の向き）で決まるような所望の数のメモリセルを含む。第１の電極９０６および第２の電極９０８が実質的に垂直の向きで示されるが、分解図９０２の構造を達成する他の向きも可能である。各々のメモリセル９０４は、第１の電極９０６および第２の電極９０８を含み、その間に制御可能に導電性のある媒体９１０が介在する。制御可能に導電性のある媒体９１０は、低導電層９１２および不動態層９１４を含む。簡潔さのため、周辺回路構成および装置は図示しない。
【００６０】
メモリセルは少なくとも２つの電極を含み、１つ以上の電極は、制御可能に導電性のある媒体を挟む２つの電極の間に配置され得る。電極は、導電性金属、導電性金属合金、導電性金属酸化物、導電性ポリマー膜、半導体材料などの導電性材料からなる。
【００６１】
電極の例は、アルミニウム、クロム、銅、ゲルマニウム、金、マグネシウム、マンガン、インジウム、鉄、ニッケル、パラジウム、白金、銀、チタン、亜鉛およびその合金、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ポリシリコン、ドープトアモルファスシリコン、金属シリサイトなどのうち１つ以上を含む。合金電極は具体的に、ハステロイ（登録商標）、コバール（登録商標）、インバール（登録商標）、モネル（登録商標）、インコネル（登録商標）、真鍮、ステンレス鋼、マグネシウム銀合金、およびさまざまな他の合金を含む。
【００６２】
２つの電極間に配置される制御可能に導電性のある媒体は、外部刺激を用いて制御可能な態様で、導電、半導電または非導電にされ得る。一般的に、外部刺激がなければ、制御可能に導電性のある媒体は非導電であるか、または高いインピーダンスを有する。さらに、いくつかの実施例では、制御可能に導電性のある媒体について、導電率／抵抗率の複数の度合いを制御可能な態様で確立し得る。たとえば、制御可能に導電性のある媒体についての導電率／抵抗率の複数の度合いは、非導電状態、高導電状態、および半導電状態を含み得る。
【００６３】
本明細書中に記載のメモリデバイスは、中央処理装置（ＣＰＵ）などのロジックデバイス、ＤＲＡＭデバイス、ＳＲＡＭデバイスなどの揮発性メモリデバイス、入出力装置（Ｉ／Ｏチップ）、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリデバイスを形成するのに用いることができる。メモリデバイスは、平面の向き（二次元）またはメモリセルの少なくとも２つの平面アレイを含む三次元の向きに作製され得る。
【００６４】
図１０を参照して、この発明の局面に従う、利用可能な複数のメモリセルを含む例示的な三次元超小型電子メモリデバイス１０００が示される。三次元超小型電子メモリデバイス１０００は、複数の第１の電極１００２、複数の第２の電極１００４、および複数のメモリセル層１００６を含む。それぞれの第１および第２の電極の間には制御可能に導電性のある媒体（図示せず）が存在する。複数の第１の電極１００２および複数の第２の電極１００４は実質的に垂直の向きで示されるが、他の向きも可能である。三次元超小型電子メモリデバイスは非常に多くのメモリセルを含むことができ、これによりデバイスの密度が向上する。簡潔さのため、周辺回路構成および装置は図示しない。
【００６５】
メモリセル／デバイスはメモリを必要とするいずれの装置においても有用である。たとえば、メモリデバイスは、コンピュータ、電気器具、産業用機器、携帯型装置、通信機器、医療機器、研究開発機器、輸送車両、レーダ／衛星装置などにおいて有用である。携帯型装置および特に携帯型電子装置においては、メモリデバイスの小型化および軽量化による携帯性が向上している。携帯型装置の例は、携帯電話および他の双方向通信装置、パーソナルデータアシスタント、パームパイロット（登録商標）、ポケットベル、ノートブックコンピュータ、リモコン、レコーダ（映像および音声）、ラジオ、小型テレビおよびウェブビューワ、カメラなどを含む。
【００６６】
次に図１１を参照して、この発明のさまざまな局面を実現するための例示的なシステム環境１１００を説明する。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するまたは特定の抽象的なデータタイプを実現する、ルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造などを含む。さらに、当業者は、各々が１つ以上の関連の装置に動作可能に結合され得る、単一プロセッサもしくはマルチプロセッサコンピュータシステム、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、およびパーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、マイクロプロセッサベースのまたはプログラマブルの家庭用電化製品などを含む、他のコンピュータシシステム構成を用いてこの発明の方法が実践され得ることを認めるであろう。
【００６７】
この発明の図示される局面は、あるタスクが通信ネットワークを通してリンクされる遠隔の処理装置によって実行される分散コンピューティング環境で実践されてもよい。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールはローカルおよび遠隔のメモリ記憶装置の両者に位置し得る。
【００６８】
コンピュータは典型的にさまざまなコンピュータ読出可能媒体を含む。コンピュータ読出可能媒体は、コンピュータがアクセスでき、かつ揮発性および不揮発性媒体、取り外し可能および取り外し不可媒体の両者を含む、いずれの利用可能な媒体でもあり得る。例示のために、しかし限定のためではなく、コンピュータ読出可能媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を含み得る。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読出可能命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータなどの情報の記憶のためのいずれの方法または技術でも実現される揮発性および不揮発性媒体、取り外し可能および取り外し不可媒体の両者を含む。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、または所望の情報を記憶するのに用いることができ、かつコンピュータがアクセス可能ないずれの他の媒体も含むが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
通信媒体は典型的に、搬送波または他の伝達メカニズムなどの変調データ信号において、コンピュータ読出可能命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを実現し、いずれの情報配送媒体も含む。「変調データ信号」という用語は、その特徴の１つ以上が情報を信号にエンコードするような態様で設定または変更される信号を意味する。例示のために、しかし限定のためではなく、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体と、音波、ＲＦ、赤外線および他の無線媒体などの無線媒体とを含む。上記のいずれの組合せもコンピュータ読出可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００７０】
再び図１１を参照して、コンピュータ１１０２を含む、この発明のさまざまな局面を実現するための例示的な環境１１００を図示する。コンピュータ１１０２は、処理ユニット１１０４、システムメモリ１１０６、およびシステムバス１１０８を含む。システムバス１１０８は、システムメモリ１１０６を含むがこれに限定されないシステムコンポーネントを処理ユニット１１０４に結合する。処理ユニット１１０４は、さまざまな市販のプロセッサのいずれであってもよい。デュアルマイクロプロセッサおよび他のマルチプロセッサアーキテクチャも処理ユニット１１０４として用いられ得る。
【００７１】
システムバス１１０８は、さまざまな市販のバスアーキテクチャのいずれかを用いて、（メモリコントローラを有するまたは有しない）メモリバス、周辺バスおよびローカルバスにさらに相互接続し得るいくつかのタイプのバス構造のうちのいずれであってもよい。システムメモリ１１０６は、読出専用メモリ（ＲＯＭ）１１１０およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１１２を含む。基本入出力システム（ＢＩＯＳ）は、ＲＯＭ、ＥＰＲ
ＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリ１１１０に記憶され、ＢＩＯＳは、起動時などに、コンピュータ１１０２内で要素間で情報を転送するのを補助する基本ルーチンを含む。ＲＡＭ１１１２は、データをキャッシュするためのスタティックＲＡＭなどの高速ＲＡＭも含み得る。
【００７２】
コンピュータ１１０２は、内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１１４（たとえばＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）をさらに含み、内部ハードディスクドライブ１１１４は、好適なシャーシ（図示せず）、（たとえば取り外し可能ディスケット１１１８から読出し、またはそこに書込む）磁気フロッピー（登録商標）ディスクドライブ（ＦＤＤ）１１１６、および（たとえばＣＤ−ＲＯＭディスク１１２２を読出す、またはＤＶＤなどの他の高容量光学媒体から読出すもしくはそこに書込む）光学ディスクドライブ１１２０における外部使用のために構成されてもよい。ハードディスクドライブ１１１４、磁気ディスクドライブ１１１６および光学ディスクドライブ１１２０は、ハードディスクドライブインターフェイス１１２４、磁気ディスクドライブインターフェイス１１２６および光学ドライブインターフェイス１１２８によってそれぞれシステムバス１１０８に接続され得る。外部ドライブ実現例のためのインターフェイス１１２４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）およびＩＥＥＥ１３９４インターフェイス技術のうち少なくとも１つまたはその両者を含む。
【００７３】
ドライブおよびそれらの関連のコンピュータ読出可能媒体は、データ、データ構造、コンピュータ実行可能命令などの不揮発性記憶装置を提供する。コンピュータ１１０２について、ドライブおよび媒体は、いずれのデータの記憶も好適なデジタルフォーマットで収容する。上記コンピュータ読出可能媒体の説明は、ＨＤＤ、取り外し可能磁気ディスケット、およびＣＤまたはＤＶＤなどの取り外し可能光学媒体を参照するが、当業者は、ジップドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジなどのコンピュータが読出し可能な他のタイプの媒体も例示的な動作環境で用いてもよく、さらに、いずれのそのような媒体もこの発明の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含み得ることを認めるべきである。
【００７４】
オペレーティングシステム１１３０、１つ以上のアプリケーションプログラム１１３２、他のプログラムモジュール１１３４、およびプログラムデータ１１３６を含む多数のプログラムモジュールがドライブおよびＲＡＭ１１１２に記憶され得る。オペレーティングシステム、アプリケーション、モジュールおよび／またはデータのすべてまたは一部もＲＡＭ１１１２にキャッシュされ得る。
【００７５】
この発明は、さまざまな市販のオペレーティングシステムまたはオペレーティングシステムの組合せによって実現され得ることが認められる。
【００７６】
ユーザは、たとえばキーボード１１３８、およびマウス１１４０などのポインティングデバイスなどの１つ以上の有線／無線入力装置を通してコンピュータ１１０２にコマンドおよび情報を入力し得る。他の入力装置（図示せず）は、マイクロフォン、ＩＲリモコン、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチパネルなどを含み得る。これらおよび他の入力装置は、システムバス１１０８に結合される入力装置インターフェイス１１４２を通して処理ユニット１１０４にしばしば接続されるが、パラレルポート、ＩＥＥＥ１３９４シリアルポート、ゲームポート、ＵＳＢポート、ＩＲインターフェイスなどの他のインターフェイスで接続されてもよい。
【００７７】
モニタ１１４４または他のタイプの表示装置も、ビデオアダプタ１１４６などのインターフェイスを介してシステムバス１１０８に接続される。モニタ１１４４に加えて、コンピュータは典型的に、スピーカ、プリンタなどの他の周辺出力装置（図示せず）を含む。
【００７８】
コンピュータ１１０２は、遠隔のコンピュータ１１４８などの１つ以上の遠隔のコンピュータへの有線および／または無線通信を介した論理的接続を用いて、ネットワーク化された環境で動作し得る。遠隔のコンピュータ１１４８は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、マイクロプロセッサベースの娯楽機器、ピアデバイスまたは一般的なネットワークノードであり得、典型的にはコンピュータ１１０２について説明される要素のうちの多くまたはすべてを含む。ただし、簡潔さのため、図示されるのはメモリ記憶装置１１５０が１つだけである。示される論理的接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１１５２および／またはたとえばワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）１１５４などのより大きなネットワークへの有線／無線接続を含む。そのようなＬＡＮおよびＷＡＮネットワーキング環境は事務所や会社では珍しくなく、イントラネットなどの全社的コンピュータネットワークを容易にする。なお、これらすべては、たとえばインターネットなどの世界的な通信ネットワークに接続し得る。
【００７９】
ＬＡＮネットワーキング環境で用いる場合、コンピュータ１１０２は、有線および／または無線通信ネットワークインターフェイスまたはアダプタ１１５６を通してローカルネットワーク１１５２に接続される。アダプタ１１５６はＬＡＮ１１５２への有線または無線通信を容易にし得、無線アダプタ１１５６と通信するために配置される無線アクセスポイントも含み得る。ＷＡＮネットワーキング環境で用いる場合、コンピュータ１１０２は、モデム１１５８を含み得るか、またはＬＡＮ上の通信サーバに接続されるか、またはインターネット経由など、ＷＡＮ１１５４を介して通信を確立するための他の手段を有する。内部または外部および有線または無線装置であり得るモデム１１５８は、シリアルポートインターフェイス１１４２を介してシステムバス１１０８に接続される。ネットワーク化された環境では、コンピュータ１１０２に対して示されるプログラムモジュールまたはその一部は遠隔のメモリ／記憶装置１１５０に記憶され得る。示されるネットワーク接続は例示的なものであり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段を用いてもよいことが認められる。
【００８０】
コンピュータ１１０２は、たとえば、プリンタ、スキャナ、デスクトップおよび／またはポータブルコンピュータ、ポータブルデータアシスタント、通信衛星、無線で検出可能なタグに関連付けられるいずれの機器または場所（たとえば、キオスク、新聞売店、トイレ）、ならびに電話などの、無線通信において動作可能に配置されるいずれの無線装置または要素とも通信するように動作可能である。
【００８１】
ワイファイまたはワイヤレスフィデリティは、配線がなくても、自宅のソファ、ホテルの部屋のベッド、または職場の会議室からのインターネットへの接続を可能にする。ワイファイは、たとえばコンピュータなどの装置が屋内および屋外で、すなわち基地局の範囲内ならどこででもデータを送受信できるようにする携帯電話のような無線技術である。ワイファイネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ、ｇなど）と称される無線技術を用いて、安全で信頼性が高くかつ高速の無線接続性を提供する。ワイファイネットワークを用いて、コンピュータを互いに、インターネットに、および（ＩＥＥＥ８０２．３またはイーサネット（登録商標）を用いる）有線ネットワークに接続することができる。ワイファイネットワークは、１１Ｍｂｐｓ（８０２．１１ｂ）もしくは５４Ｍｂｐｓ（８０２．１１ａ）データレートで、または両方の帯域を含むもの（デュアルバンド）で、無免許の２．４および５ＧＨｚの無線帯域で動作するので、ネットワークは、多くの事務所で用いられる基本的な１０ベースＴ有線イーサネット（登録商標）ネットワークと同様の現実の性能を提供することができる。
【００８２】
ある好ましい実施例または複数の実施例についてこの発明が示され、説明されたが、こ
の明細書および添付の図面を読んで理解すれば、当業者が均等な変更例および修正例を想到することは明らかである。特に上述の構成要素（アセンブリ、装置、回路など）が果たすさまざまな機能について、そのような構成要素を説明するのに用いられる（「手段」に対するいかなる参照も含む）用語は、他に示されない場合は、たとえ本明細書中に図示された発明の例示的な実施例で機能を果たす開示された構造と構造的に均等でなくても、説明された構成要素の特定の機能を果たす（すなわち機能的に均等な）いずれの構成要素にも対応することが意図される。さらに、この発明の特定の特徴はいくつかの実施例のうちの１つについてのみ開示されたかもしれないが、そのような特徴は、いずれの所与のまたは特定の適用例の所望および有利にも応じて、他の実施例の１つ以上の他の特徴と組合わせられてもよい。
【００８３】
産業上の利用可能性
本発明の方法およびシステムは、半導体プロセスおよび作製の分野に適用可能である。たとえば、この発明は、不揮発性メモリデバイスを含むメモリデバイスおよび中央処理装置を製作し、使用するのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】この発明の局面に従うメモリセルを例示する図である。
【図２】外部刺激が与えられるメモリセルを例示する図である。
【図３】この発明の局面に従うメモリデバイスの特徴の、電流（Ｉ）対電圧（Ｖ）プロットを例示するグラフ３００の図である。
【図４】この発明の局面に従うツェナー型ダイオード素子を例示する図である。
【図５】この発明の局面に従う、順方向バイアス電圧を印加されたツェナー型ダイオード素子を例示する図である。
【図６】この発明の局面に従う、逆方向バイアス電圧を印加されたツェナー型ダイオード素子を例示する図である。
【図７】この発明の局面に従う、ツェナー降伏電圧よりも大きい逆方向バイアス電圧を印加されたツェナー型ダイオード素子を例示する図である。
【図８】この発明の局面に従うダイオード素子を作製する方法を説明するフロー図である。
【図９】この発明の１つの局面に従う複数のメモリセルを含む二次元超小型電子デバイスの斜視図である。
【図１０】この発明の別の局面に従う複数のメモリセルを含む三次元超小型電子デバイスの斜視図である。
【図１１】開示された発明を実施するよう動作可能なコンピュータのブロック図である。
【図１】
2008536299.tif 000005
【図２】
2008536299.tif 000006
【図３】
2008536299.tif 000007
【図４】
2008536299.tif 000008
【図５】
2008536299.tif 000009
【図６】
2008536299.tif 000010
【図７】
2008536299.tif 000011
【図８】
2008536299.tif 000012
【図９】
2008536299.tif 000013
【図１０】
2008536299.tif 000014
【図１１】
2008536299.tif 000015
【国際調査報告】
2008536299.tif 000016
2008536299.tif 000017
2008536299.tif 000018