(57)【要約】【課題】相変化物質層及びその製造方法、該相変化物質層を備える相変化メモリ素子及びその製造方法並びに動作方法を提供する。【解決手段】インジウムを含む４成分化合物層であって、インジウム含有量（ａ）が１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％であることを特徴とする相変化物質層であり、該相変化物質層は、ＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄ層でありうる。このとき、Ｇｅの含有量（ｂ）は１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％であり、Ｓｂの含有量（ｃ）は２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％であり、Ｔｅの含有量（ｄ）は４０ａｔ．％≦ｄ≦５５ａｔ．％でありうる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウムを含む４成分化合物層であって、インジウム含有量（ａ）が１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％であることを特徴とする相変化物質層。
【請求項２】
前記４成分化合物層はＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄ層であるが、Ｇｅの含有量（ｂ）は１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％であり、Ｓｂの含有量（ｃ）は２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％であり、Ｔｅの含有量（ｄ）は４０ａｔ．％≦ｄ≦５５ａｔ．％であることを特徴とする請求項１に記載の相変化物質層。
【請求項３】
スパッタリング方式の相変化物質層蒸着用の反応チャンバに、第１ターゲット及び第２ターゲットからなるコスパッタリング・ターゲットを準備する段階と、
前記反応チャンバに前記相変化物質層が形成される基板をローディングする段階と、
前記第１ターゲット及び第２ターゲットに、それぞれ第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーを印加する段階を含むことを特徴とする相変化物質層の形成方法。
【請求項４】
前記第１ターゲットは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲットであることを特徴とする請求項３に記載の相変化物質層の形成方法。
【請求項５】
前記第２ターゲットは、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲット、Ｉｎ−Ｓｂ系ターゲット、Ｉｎ−Ｔｅ系ターゲット及びＩｎターゲットのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項３に記載の相変化物質層の形成方法。
【請求項６】
前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーを印加する段階で、前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーの強度を異ならせて印加することを特徴とする請求項３に記載の相変化物質層の形成方法。
【請求項７】
前記相変化物質層はＩＧＳＴ層であるが、インジウムの含有量（ａ）は、１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％であることを特徴とする請求項３に記載の相変化物質層の形成方法。
【請求項８】
前記ＩＧＳＴ層で、Ｇｅの含有量（ｂ）は１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％であり、Ｓｂの含有量（ｃ）は２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％であり、Ｔｅの含有量（ｄ）は４０ａｔ．％≦ｄ≦５５ａｔ．％であることを特徴とする請求項７に記載の相変化物質層の形成方法。
【請求項９】
前記第２ターゲットは、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲット、Ｉｎ−Ｓｂ系ターゲット、Ｉｎ−Ｔｅ系ターゲット及びＩｎターゲットのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項４に記載の相変化物質層の形成方法。
【請求項１０】
相変化物質層を備えるストレージノードと、これに連結されたスイッチング素子とを備える相変化メモリ素子において、
前記ストレージノードは、請求項１に記載の相変化物質層を備えることを特徴とする相変化メモリ素子。
【請求項１１】
スイッチング素子を備える下部構造物を形成する段階と、
前記下部構造物上に前記スイッチング素子に連結された、相変化物質層を備えるストーリーノードとを形成する段階を含み、
前記相変化物質層は、請求項３に記載の相変化物質層の形成方法で形成することを特徴とする相変化メモリ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第１ターゲットは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲットであることを特徴とする請求項１１に記載の相変化メモリ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第２ターゲットは、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲット、Ｉｎ−Ｓｂ系ターゲット、Ｉｎ−Ｔｅ系ターゲット及びＩｎターゲットのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１１に記載の相変化メモリ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーを印加する段階で、前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーの強度を異ならせて印加することを特徴とする請求項１１に記載の相変化メモリ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記相変化物質層はＩＧＳＴ層であるが、インジウムの含有量（ａ）は、１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％であることを特徴とする請求項１１に記載の相変化メモリ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第２ターゲットは、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲット、Ｉｎ−Ｓｂ系ターゲット、Ｉｎ−Ｔｅ系ターゲット及びＩｎターゲットのうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１２に記載の相変化メモリ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記ＩＧＳＴ層で、Ｇｅの含有量（ｂ）は１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％、Ｓｂの含有量（ｃ）は２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％、Ｔｅの含有量（ｄ）は４０ａｔ．％≦ｄ≦５５ａｔ．％であることを特徴とする請求項１５に記載の相変化メモリ素子の製造方法。
【請求項１８】
スイッチング素子をオン状態に維持する段階と、
前記スイッチング素子に連結されており、相変化物質層を備えるストレージノードに動作電圧を印加する段階とを含み、
前記相変化物質層は、インジウム含有量（ａ）が１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％の４成分化合物から形成されたことを特徴とする相変化メモリ素子の動作方法。
【請求項１９】
前記４成分化合物はＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄで、ここで、Ｇｅの含有量（ｂ）は１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％であり、Ｓｂの含有量（ｃ）は２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％であり、Ｔｅの含有量（ｄ）は４０ａｔ．％≦ｄ≦５５ａｔ．％であることを特徴とする請求項１８に記載の相変化メモリ素子の動作方法。
【請求項２０】
前記動作電圧は、データ書き込み電圧、読み取り電圧及び消去電圧のうち、いずれか一つであることを特徴とする請求項１８に記載の相変化メモリ素子の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体メモリ素子に係り、さらに詳細には、相変化物質層及びその製造方法、前記相変化物質層を備える相変化メモリ素子及びその製造方法及び動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代不揮発性メモリ素子である相変化メモリ素子の一種であるＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）の特徴は、ストレージノードに相変化物質層が含まれているということである。
【０００３】
相変化物質層は、結晶状態と非晶質状態とを有する。前記２つの状態は、可逆的である。相変化物質層が結晶状態であるとき、相変化物質層の抵抗は、相変化物質層が非晶質状態であるときより低い。
【０００４】
ＰＲＡＭは、相変化物質層の相の状態によって、相変化物質層の抵抗が異なる性質を利用してデータを記録する。
【０００５】
相変化物質層が結晶状態から非晶質状態に変化する第１温度（融点）は、相変化物質層が非晶質状態から結晶状態に変化する第２温度（結晶化温度）より高い。
【０００６】
ＰＲＡＭの動作で、相変化物質層に電流が流れれば、相変化物質層にジュール熱が発生する。相変化物質層で発生するジュール熱により、相変化物質層の温度は、前記第１温度または前記第２温度になりうる。
【０００７】
ＰＲＡＭの動作で、相変化物質層に第１電流を流して相変化物質層の温度が前記第１温度になるとき、前記第１電流をリセット電流（ｒｅｓｅｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）という。そして、相変化物質層に第２電流を流して相変化物質層の温度が前記第２温度になるとき、前記第２電流をセット電流（ｓｅｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）という。
【０００８】
ＰＲＡＭの動作で、相変化物質層にジュール熱を発生させる電流は、スイッチング素子を介して相変化物質層に流れる。従って、ＰＲＡＭの動作で、相変化物質層に流れる電流は、スイッチング素子が耐えることができる電流より大きくてはならない。
【０００９】
ＰＲＡＭが追求するところの一つは、他のメモリ素子と同様に集積度を高めることである。ＰＲＡＭの集積度を高さる方法の一つは、スイッチング素子のサイズを縮めることである。ＰＲＡＭで、スイッチング素子、例えばトランジスタのサイズが縮められる場合、前記トランジスタが耐えることができる電流の大きさも小さくなる。これは、相変化物質層に流すことができる最大電流も小さくなるということを意味する。従って、ＰＲＡＭの集積度を高めるために、相変化物質層のリセット電流を低くせねばならない。
【００１０】
相変化物質層としてＧＳＴ（Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５）層が広く利用されている。ＧＳＴ層の融点は、６２０℃ほどと高いために、ＧＳＴ層の温度を６２０℃に高めるために、大きいリセット電流が必要である。従って、ＧＳＴ層を相変化物質層として使用する現在のＰＲＡＭ（以下、従来のＰＲＡＭ）でスイッチング素子のサイズを縮める場合、スイッチング素子がＧＳＴ層の温度を６２０℃に高めるのに必要なリセット電流を受け入れ難くなる。従って、従来のＰＲＡＭの場合、相変化物質層の変更なしに集積度を高めるということは、事実上困難である。
【００１１】
また、従来のＰＲＡＭでＧＳＴ層の融点は、６２０℃と高い一方、結晶化温度は、１６０℃ほどと相対的に低い。従って、従来のＰＲＡＭの場合、選択されたセル（ｃｅｌｌ）がアクセス（ａｃｃｅｓｓ）されるとき、前記選択されたセルに隣接するセルが影響を受けるセル干渉（ｃｅｌｌ  ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）がありえる。また、リテンション（Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）や赤外線（ＩＲ）リフロー特性が脆弱でありえる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明がなそうとする第一の技術的課題は、前述の従来のＰＲＡＭの問題点を改善するためのものであり、ＧＳＴ層より結晶化温度Ｔｃは高く、かつ融点Ｔｍは低く、熱的及び構造的に安定した相変化物質層を提供するところにある。
【００１３】
本発明がなそうとする第二の技術的課題は、かような相変化物質層の製造方法を提供するところにある。
【００１４】
本発明がなそうとする第三の技術的課題は、この方法で形成した相変化物質層を備える相変化メモリ素子を提供するところにある。
【００１５】
本発明がなそうとする第四の技術的課題は、かような相変化メモリ素子の製造方法を提供するところにある。
【００１６】
本発明がなそうとする第五の技術的課題は、かような相変化メモリ素子の動作方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記第一の技術的課題を達成するために、本発明は、インジウムを含む４成分化合物層であって、インジウム含有量（ａ）が１５原子百分率（ａｔ．％）≦ａ≦２０ａｔ．％であることを特徴とする相変化物質層を提供する。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、前記相変化層は、ＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄ層でありうる。ここで、Ｇｅの含有量（ｂ）は１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％であり、Ｓｂの含有量（ｃ）は２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％であり、Ｔｅの含有量（ｄ）は４０ａｔ．％≦ｄ≦５５ａｔ．％である。
【００１９】
前記第二の技術的課題を達成するために、本発明は、スパッタリング方式の相変化物質層蒸着用の反応チャンバに、第１ターゲット及び第２ターゲットからなるコスパッタリング・ターゲットを準備する段階、前記反応チャンバに前記相変化物質層が形成される基板をローディングする段階、及び前記第１ターゲット及び第２ターゲットに、それぞれ第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーを印加する段階を含むことを特徴とする相変化物質層の形成方法を提供する。
【００２０】
この形成方法で、前記第１ターゲットは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲットであるが、例えばＧｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５ターゲットでありうる。そして、前記第２ターゲットは、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲット、Ｉｎ−Ｓｂ系ターゲット、Ｉｎ−Ｔｅ系ターゲット及びＩｎターゲットのうちいずれか一つでありうる。前記第２ターゲットがＩｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲットであるとき、前記第２ターゲットは、Ｉｎ３ＳｂＴｅ２ターゲットでありうる。
【００２１】
前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーを印加する段階で、前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーの強度を異ならせて印加できる。
【００２２】
前記相変化物質層はＩＧＳＴ層であるが、インジウムの含有量（ａ）は、１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％でありうる。
【００２３】
前記第三の技術的課題を達成するために、本発明は、相変化物質層を備えるストレージノードと、これに連結されたスイッチング素子とを備える相変化メモリ素子において、前記ストレージノードは、前記第一の技術的課題を達成するために提供した相変化物質層を備えることを特徴とする相変化メモリ素子を提供する。
【００２４】
前記第四の技術的課題を達成するために、本発明は、相変化物質層を備えるストレージノードと、これに連結されたスイッチング素子とを備える相変化メモリ素子の製造方法において、前記相変化物質層は、前記相変化物質層が形成される下部構造物を基板とし、前記第二の技術的課題を達成するために提供した相変化物質層の形成方法で形成することを特徴とする相変化メモリ素子の製造方法を提供する。
【００２５】
このとき、前記第１ターゲット及び第２ターゲットは、前述の通りでありうる。また、前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーを印加する段階で、前記第１ＲＦパワー及び第２ＲＦパワーの強度を異ならせて印加できる。また、前記相変化物質層はＩＧＳＴ層であるが、インジウムの含有量（ａ）は、１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％でありうる。
【００２６】
前記第五の技術的課題を達成するために、本発明は、相変化物質層を備えるストレージノードと、これに連結されたスイッチング素子とを備える相変化メモリ素子の動作方法において、前記スイッチング素子をオン（ＯＮ）状態に維持する段階、及び前記ストレージノードに動作電圧を印加する段階を含み、前記相変化物質層は、インジウム含有量（ａ）が１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％であるＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄ層であることを特徴とする相変化メモリ素子の動作方法を提供する。この動作方法で、Ｇｅの含有量（ｂ）は１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％であり、Ｓｂの含有量（ｃ）は２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％であり、Ｔｅの含有量（ｄ）は４０ａｔ．％≦ｄ≦５５ａｔ．％でありうる。
【００２７】
また、本発明の一実施形態によれば、本発明の相変化メモリ素子の動作方法は、スイッチング素子をオン状態に維持する段階、及び相変化層を含んで前記スイッチング素子に連結されたストレージノードに動作電圧を印加する段階を含み、前記相変化層は、インジウムを含む４成分化合物層であって、インジウムの含有量（ａ）は、１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％でありうる。このとき、前記４成分化合物層は、ＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄ層により形成され、Ｇｅの含有量（ｂ）、Ｓｂの含有量（ｃ）、Ｔｅの含有量（ｄ）は、前述の通りでありうる。
【００２８】
前記動作電圧は、データ書き込み電圧、読み取り電圧及び消去電圧のうち、いずれか一つでありうる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による相変化メモリ素子でストレージノードは、相変化物質層として、インジウムを１５ａｔ．％〜２０ａｔ．％ほど含むＩＧＳＴ層を備える。かようなＩＧＳＴ層は、熱的及び構造的に安定しているだけではなく、ＧＳＴ層に比べ、結晶化温度は高く、かつ融点は低いという特徴を有している。よって、本発明を利用すれば、ＰＲＡＭのリセット電流を低くすることができるので、集積度を高めることができる。そして、結晶化温度を高めることができるので、ＰＲＡＭの単位セル間の干渉やリテンション、またはＩＲリフロー特性が脆弱になることを防ぐことが可能である
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態による相変化物質層、その製造方法、及び該方法で形成された相変化物質層を備える相変化メモリ素子並びにその製造及び動作方法について、添付された図面を参照しつつ詳細に説明する。この過程で、図面に図示された層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張されて図示されている。
【００３１】
まず、相変化物質層について説明する。
【００３２】
図１を参照すれば、本発明の実施形態による相変化物質層１０は４成分化合物層であって、例えばＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄ層（以下、ＩＧＳＴ層ともいう）でありうる。前記ＩｎａＧｅｂＳｂｃＴｅｄ層で、インジウム（Ｉｎ）含有量（ａ）は０＜ａ≦０．５（０＜ａ≦５０原子百分率（ａｔ．％））であるが、望ましくは０．１５≦ａ≦０．２（１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％）である。そして、ゲルマニウム（Ｇｅ）含有量（ｂ）は０＜ｂ≦０．２５（０＜ｂ≦２５ａｔ．％）であるが、望ましくは０．１≦ｂ≦０．１５（１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％）である。またアンチモン（Ｓｂ）含有量（ｃ）は０．１５≦ｃ≦０．２５（１５ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％）であるが、望ましくは０．２≦ｃ≦０．２５（２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％）である。またテルル（Ｔｅ）含有量（ｄ）は０．３≦ｄ≦０．６（３０ａｔ．％≦ｄ≦６０ａｔ．％）であるが、望ましくは０．４５≦ｄ≦０．５（４５ａｔ．％≦ｄ≦５０ａｔ．％）である。
【００３３】
次に、かような相変化物質層の形成方法について説明する。
【００３４】
図２を参照すれば、第１段階（Ｓ１）は、反応チャンバにコスパッタリング・ターゲット（ｃｏ−ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ  ｔａｒｇｅｔ）を準備する段階である。
【００３５】
前記反応チャンバは、スパッタリング蒸着方式で物質蒸着がなされる反応チャンバでありうる。前記コスパッタリング・ターゲットは、第１ターゲット及び第２ターゲットを含むことができる。前記第１ターゲットは、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲットであるが、例えばＧＳＴ（Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５）ターゲットでありうる。そして、前記第２ターゲットは、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系ターゲット、Ｉｎ−Ｓｂ系ターゲット、Ｉｎ−Ｔｅ系ターゲット及びＩｎターゲットのうち、いずれか一つでありうる。前記第２ターゲットがＩｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系であるとき、前記第２ターゲットは、ＩＳＴ（Ｉｎ３ＳｂＴｅ２）ターゲットでありうる。前記第１ターゲット及び第２ターゲットは、ローディングされる基板より高い位置に位置させる。
【００３６】
第２段階（Ｓ２）は、コスパッタリング・ターゲットが準備された前記反応チャンバに、相変化物質層が積層される基板をローディングする段階である。
【００３７】
前記基板は、半導体基板でありうる。また、前記基板は、積層物が形成された半導体基板でありうる。このとき、前記積層物は、半導体素子、例えばスイッチング素子、あるいはダイオードや絶縁層などを備えることができる。
【００３８】
第３段階（Ｓ３）は、準備されたコスパッタリング・ターゲットに、それぞれＲＦパワーを印加し、前記ローディングされた基板上に相変化物質層を形成する段階である。
第３段階（Ｓ３）で形成される前記相変化物質層は、前述のＩＧＳＴ層でありうる。前記ＩＧＳＴ層の各成分の含有量の調節は、前記第１ターゲット及び第２ターゲットに印加されるＲＦパワーを調節してなすことができる。例えば、前記第１ターゲット及び第２ターゲットに印加されるＲＦパワーを調節し、前記ＩＧＳＴ層のインジウム含有量（ａ）を０．１５≦ａ≦０．２０に調節できる。
【００３９】
図３は、前述の相変化物質層の形成方法で、前記第１ターゲット及び第２ターゲットに印加するＲＦパワーの比（ｒａｔｉｏ）による前記ＩＧＳＴ層でのインジウムとゲルマニウムとの組成比（Ｉｎ／Ｇｅ）の変化を示す。
【００４０】
図３を参照すれば、前記第１ターゲット（ＧＳＴ）に第１ＲＦパワー（ＲＦ１）を印加し、前記第２ターゲット（ＩＳＴ）に第２ＲＦパワー（ＲＦ２）を印加するとき、ＲＦ２／ＲＦ１が上昇するほどＩｎ／Ｇｅ組成比が大きくなるということが分かる。ＲＦ２／ＲＦ１とＩｎ／Ｇｅ組成比との間に二次関数関係が成立する。かような結果は、ＲＦ２／ＲＦ１を変化させ、前記ＩＧＳＴ層のＩｎ／Ｇｅ組成比を容易に調節できるということを意味する。
【００４１】
図４は、前述の相変化物質層の形成方法で形成されるＩＧＳＴ層で、インジウムの含有量による前記ＩＧＳＴ層の他の成分（Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｅ）の含有量変化を示す。
【００４２】
図４を参照すれば、インジウム含有量の変化によって、ゲルマニウムとアンチモンとの含有量は、直線的に変化する。そして、ゲルマニウム含有量の変化幅がアンチモン含有量変化幅より大きい。テルルの変化は三次関数で表現されうる。
【００４３】
図３及び図４の結果から、ＲＦ２／ＲＦ１を調節して所望の組成を有するＩＧＳＴ層を容易に形成できるということが分かる。また、ＲＦ２／ＲＦ１を調節し、ＧＳＴ層とＩＳＴ層とを形成することができるということが分かる。結局、ＲＦ２／ＲＦ１を調節することによって、ＧＳＴ層、ＩＳＴ層及びＩＧＳＴ層を容易に形成できる。
【００４４】
本発明者は、前述の相変化物質層の形成方法で形成したＩＧＳＴ層の相が、インジウム含有量及び前記ＩＧＳＴ層の形成後に、前記ＩＧＳＴ層の結晶化のために実施される急速熱処理（ＲＴＡ）温度によって、いかように変化するか確認するための実験を実施した。
【００４５】
＜第１実験例＞
相変化物質層の形成方法で、第１ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層を形成した。前記第１ＩＧＳＴ層ないし第４ＩＧＳＴ層は、インジウムとゲルマニウムとの組成比（Ｉｎ／Ｇｅ）を１より小さく（（Ｉｎ／Ｇｅ）＜１）した。前記第１ＩＧＳＴ層ないし第４ＩＧＳＴ層のインジウム含有量は、それぞれ２．０ａｔ．％、５．９ａｔ．％、９．２ａｔ．％及び１２．５ａｔ．％である。前記第５ＩＧＳＴ層ないし８ＩＧＳＴ層は、前記組成比（Ｉｎ／Ｇｅ）を１より大きく（（Ｉｎ／Ｇｅ）＞１）した。前記第５ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層のインジウム含有量は、それぞれ１７．３ａｔ．％、２５．７ａｔ．％、３４．６ａｔ．％及び３７．７ａｔ．％である。前記第１ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層は、形成後に２８０℃で結晶化のためのＲＴＡを５分間実施した。前記第１ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層との比較のために、第１ＧＳＴ層及び第２ＧＳＴ層を形成した。前記第１ＧＳＴ層及び第２ＧＳＴ層は、それぞれ２８０℃と２５０℃とでＲＴＡを５分間実施した。前記ＲＴＡは、いずれも窒素（Ｎ２）雰囲気で実施した。そして、前記第１ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層と前記第１ＧＳＴ層及び第２ＧＳＴ層は、いずれも常温で蒸着した。
【００４６】
図５は、ＲＴＡされた前記第１ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層と前記第１ＧＳＴ層及び第２ＧＳＴ層とに対するＸ線回折パターンを示す。
【００４７】
図５で、第１グラフＧ１及び第２グラフＧ２は、前記第１ＧＳＴ層及び第２ＧＳＴ層についてのものである。そして第３グラフＧ３ないし第１０グラフＧ１０は、それぞれ前記第１ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層についてのものである。第１１グラフＧ１１は、面心立方（ＦＣＣ：Ｆａｃｅ  Ｃｅｎｔｅｒｅｄ  Ｃｕｂｉｃ）結晶構造を有するＩＳＴ層についてのものである。
【００４８】
図５の第１グラフＧ１は、２８０℃でＲＴＡされたＧＳＴ層の結晶構造がＨＣＰ（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ  Ｃｌｏｓｅ−Ｐａｃｋｅｄ）であることを示す。そして、第２グラフＧ２は、２５０℃でＲＴＡされたＧＳＴ層の結晶構造がＦＣＣであることを示す。
【００４９】
第３グラフＧ３ないし第１０グラフＧ１０を第１グラフＧ１及び第２グラフＧ２と比較すれば、前述の方法で形成された第１ＩＧＳＴ層ないし第８ＩＧＳＴ層の結晶構造は、いずれもＦＣＣであることがわかる。
【００５０】
図５の結果から、前述の本発明の相変化物質層の形成方法で形成し、形成後に２８０℃で結晶化のためのＲＴＡを実施したＩＧＳＴ層の場合、いずれも単一相であり、インジウム含有量の増加によって、他の相は観測されないということが分かる。また、前記ＩＧＳＴ層では、剥離（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）や凝集（ａｇｇｌｏｒｍａｔｉｏｎ）の現象も観察されていない。
【００５１】
一方、図５の第６グラフＧ６ないし第１０グラフＧ１０で分かるように、ＩＧＳＴ層内のインジウム含有量が増加しつつ、Ｘ線回折パターンのピークが左に移動しつつ広くなるということが分かるが、かような結果は、原子半径の大きいインジウムが原子半径の小さなゲルマニウム位置に位置しつつ発生するＩＧＳＴ層内の応力（ｓｔｒｅｓｓまたはｓｔｒａｉｎ）に起因すると見られる。
【００５２】
＜第２実験例＞
ＲＴＡによるＩＧＳＴ層の構造的安定性を確認するための実験である。
【００５３】
具体的に、前述の本発明の相変化物質層の形成方法で、第９ＩＧＳＴ層ないし第１２ＩＧＳＴ層を形成した。前記第９ＩＧＳＴ層で、インジウムとゲルマニウムとの含有量がそれぞれ１２．５ａｔ．％及び１６．２ａｔ．％である。そして、前記第１０ＩＧＳＴ層で、インジウムとゲルマニウムとの含有量は、それぞれ１７．３ａｔ．％及び１３．１ａｔ．％である。また、前記第１１ＩＧＳＴ層で、インジウムとゲルマニウムとの含有量は、それぞれ１９．９ａｔ．％及び１１．２ａｔ．％である。また、前記第１２ＩＧＳＴ層で、インジウムとゲルマニウムとの含有量は、２５．７ａｔ．％及び８．０ａｔ．％である。
【００５４】
前記第９ＩＧＳＴ層ないし第１２ＩＧＳＴ層に対するＲＴＡは、窒素雰囲気で５分間実施した。このとき、各ＩＧＳＴ層に対する前記ＲＴＡ温度は、２５０℃、２８０℃、３００℃または３２０℃とした。
【００５５】
図６ないし図９は、それぞれ前記第９ＩＧＳＴ層ないし第１２ＩＧＳＴ層に対するＸ線回折パターンを示す。
【００５６】
図６ないし図９を参照すれば、前記第９ＩＧＳＴ層ないし第１２ＩＧＳＴ層は、いずれもＲＴＡ温度が２５０℃であるとき、非晶質であることが分かる。しかし、ＲＴＡ温度が２８０℃、３００℃または３２０℃であるとき、前記第９ＩＧＳＴ層ないし第１２ＩＧＳＴ層は、いずれも結晶構造を有することが分かる。そして、ＲＴＡ温度が２８０℃、３００℃または３２０℃であるとき、相対的にインジウム含有量が少ない前記第９ＩＧＳＴ層ないし第１１ＩＧＳＴ層の結晶構造は、いずれもＦＣＣであって、単一相であることが分かる（図６ないし図８）。一方、前記第９ＩＧＳＴ層ないし第１１ＩＧＳＴ層より相対的にインジウム含有量の多い第１２ＩＧＳＴ層の場合、４２゜及び４８゜付近の回折角（２θ）で、前記第９ＩＧＳＴ層ないし第１１ＩＧＳＴ層で見られない新しいピークＰ１，Ｐ２を見ることができる（図９）。新しいピークＰ１，Ｐ２が生じるのは、インジウム含有量の増減によって前記第１２ＩＧＳＴ層内に形成される他の化合物、例えばＩｎｘＳｂｙ、ＩｎｘＴｅｙに起因するものと見られる。
【００５７】
図６ないし図９の結果から、インジウム含有量が２０ａｔ．％であるまでは、ＩＧＳＴ層の相は、単一相に維持されるということが分かる。
【００５８】
＜第３実験例＞
３２０℃より高いＲＴＡ温度で、本発明のＩＧＳＴ層の構造的安定性を確認するためのものである。
【００５９】
具体的に、前述の相変化物質層の形成方法によって、第１３ＩＧＳＴ層ないし第１７ＩＧＳＴ層を形成し、比較のために第３ＧＳＴ層を形成した。前記第１３ＩＧＳＴ層ないし第１７ＩＧＳＴ層のインジウム含有量は、それぞれ１２．５ａｔ．％、１７．３ａｔ．％、２５．７ａｔ．％、３４．６ａｔ．％及び３７．７ａｔ．％とした。また、前記第１３ＩＧＳＴ層ないし第１７ＩＧＳＴ層と前記第３ＧＳＴ層は、形成後に３９０℃と窒素雰囲気とで５分間ＲＴＡした。
【００６０】
図１０は、前記第３ＧＳＴ層と前記第１３ＩＧＳＴ層ないし第１７ＩＧＳＴ層とに対するＸ線回折パターンを示す。
【００６１】
図１０の第１グラフ１０  Ｇ１は、前記第３ＧＳＴ層の結晶構造がＨＣＰであることを示す。そして第２グラフ１０  Ｇ２及び第３グラフ１０  Ｇ３を参照すれば、インジウム含有量が２５ａｔ．％以下である前記第１３ＩＧＳＴ層及び第１４ＩＧＳＴ層の場合、結晶構造がＨＣＰであって単一相であることが分かる。しかし、第４グラフ１０  Ｇ４及び第５グラフ１０  Ｇ５を参照すれば、インジウム含有量が２５ａｔ．％を超えた前記第１５ＩＧＳＴ層及び第１６ＩＧＳＴ層の場合、Ｘ線回折パターンに新しいピークＰ１１ないしＰ４４が現れるということが分かる。かような新しいピークＰ１１ないしＰ４４は、ＨＣＰ結晶構造を有するＩＧＳＴ以外の他の化合物、例えば前記のＩｎｘＳｂｙ、ＩｎｘＴｅｙが生成されるためであると見られる。また、第６グラフ１０  Ｇ６を参照すれば、インジウム含有量が３５ａｔ．％より多い第１７ＩＧＳＴ層の場合、ＲＴＡ後にＩＧＳＴ層の剥離及び凝集の現象も現れるということが分かる。
【００６２】
図５ないし図１０に図示した本発明のＩＧＳＴ層に対する構造的安定性分析の結果、本発明により形成されたＩＧＳＴ層の場合、インジウム含有量（ａ）が０＜ａ≦２５ａｔ．％であるとき、単一相を維持するなど、熱的及び構造的安定性にすぐれるということが分かる。
【００６３】
次に、本発明者は、前述の本発明の形成方法で形成したＩＧＳＴ層の結晶化温度Ｔｃを知るために、前記ＩＧＳＴ層に対する反射率の測定実験を実施した。
【００６４】
今回の実験は、インジウム含有量を異ならせた複数のＩＧＳＴ層を対象に行った。そして、選択されたいずれか１層のＩＧＳＴ層に対して、測定温度を１００℃から４００℃まで変化させつつ反射率を測定した。
【００６５】
図１１は、前記反射率測定実験の結果を示す。
【００６６】
図１１で、第１グラフ１１  Ｇ１及び第１０グラフ１１  Ｇ１０は、それぞれＧＳＴ層とＩＳＴ層とに対する反射率測定の結果を示す。そして、第２ないしグラフ１１Ｇ  ２ないし第９グラフ１１  Ｇ９は、インジウム含有量がそれぞれ２．０ａｔ．％、５．９ａｔ．％、９．２ａｔ．％、１２．５ａｔ．％、１７．３ａｔ．％、１９．９ａｔ．％、２５．７ａｔ．％及び３４．６ａｔ．％である第１８ＩＧＳＴ層ないし第２５ＩＧＳＴ層についてのものである。第１グラフ１１  Ｇ１ないし第１０グラフ１１  Ｇ１０で、反射率が急激に上昇する部分は、該当グラフに対応する相変化物質層の結晶化温度Ｔｃを示す。例えば、第１グラフ１１  Ｇ１を見れば、１６０℃ほどで反射率が急激に上昇することが分かる。従って、第１グラフ１１  Ｇ１から、ＧＳＴ層の結晶化温度は、１６０℃であることが分かる。
【００６７】
図１１の第２グラフ１１  Ｇ２ないし第９グラフ１１  Ｇ９を参照すれば、インジウム含有量が増加するほどＩＧＳＴ層の結晶化温度は、ＧＳＴ層の結晶化温度より高まることが分かる。特に、熱的及び構造的に安定したインジウム含有量（ａ）が０＜ａ≦２５ａｔ．％であるＩＧＳＴ層の場合（第２グラフ１１  Ｇ２ないし第７グラフ１１  Ｇ７）、非晶質状態−結晶状態の区分が明確であって結晶化温度も上昇することが分かる。第７グラフ１１  Ｇ７を参照すれば、ＩＧＳＴ層のインジウム含有量が１９．９ａｔ．％であるとき、結晶化温度は、２５０℃以上であるが、該温度は、従来のＧＳＴ層の結晶化温度である１６０℃より５６％（９０℃）高い温度である。
【００６８】
次に、本発明者は、インジウム含有量によるＩＧＳＴ層の融点変化を知るために、エリプソメータ（Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ）を利用して検出信号強度を測定した。
【００６９】
この測定で、検出信号強度は、本発明による形成方法で形成した複数のＩＧＳＴ層を対象に実施した。そして、前記測定は、選択されたいずれか１層のＩＧＳＴ層に対して温度を５００℃から６５０℃に変化させつつ実施した。
【００７０】
図１２は、かような測定結果を示す。
【００７１】
図１２で、第７グラフ１２  Ｇ７は、ＩＳＴ層に対する検出信号強度の測定結果を示す。そして、第１グラフ１２  Ｇ１ないし第６グラフ１２  Ｇ６は、インジウム含有量がそれぞれ２．０ａｔ．％、５．９ａｔ．％、１７．３ａｔ．％、１９．９ａｔ．％、２５．７ａｔ．％及び３４．６ａｔ．％であるＩＧＳＴ層についてのものである。
【００７２】
第１グラフ１２  Ｇ１ないし第７グラフ１２  Ｇ７で、検出信号強度が急激に下落した部分は、該グラフに対応する相変化物質層の融点を示す。例えば、第７グラフ１２  Ｇ７で検出信号強度が急激に下落した部分は、５４０℃で現れる。従って、第７グラフ１２  Ｇ７に対応するＩＳＴ層の融点Ｔｍは、５４０℃となる。
【００７３】
第１グラフ１２  Ｇ１ないし第６グラフ１２  Ｇ６を参照すれば、インジウム含有量が増加するほど、ＩＧＳＴ層の融点は低くなることが分かるが、特にインジウム含有量が１９．９ａｔ．％であるＩＧＳＴ層の場合（第４グラフ１２  Ｇ４）、ＩＧＳＴ層の融点は、５７０℃と低くなることが分かる。該温度は、ＧＳＴ層の融点である６２０℃より８％（５０℃）低い温度である。インジウム含有量が２５．７ａｔ．％であるＩＧＳＴ層（第５グラフ１２  Ｇ５）と３４．６ａｔ．％であるＩＧＳＴ層（第６グラフ１２  Ｇ６）との場合、融点が５７０℃より高いが、６００℃よりは低いことが分かる。
【００７４】
次には、前述の相変化物質層の形成方法で形成された相変化物質層を備える相変化メモリ素子について、図１３を参照して説明する。
【００７５】
図１３を参照すれば、基板４０に、第１不純物ドーピング領域４１及び第２不純物ドーピング領域４３が所定の間隔で存在する。第１不純物ドーピング領域４１及び第２不純物ドーピング領域４３は、例えばｎ型不純物がドーピングされた領域である。基板４０は、第１不純物ドーピング領域４１及び第２不純物ドーピング領域４３にドーピングされた不純物と反対になるタイプの不純物が注入された基板であり、例えばｐ型シリコン基板でありうる。第１不純物ドーピング領域４１及び第２不純物ドーピング領域４３は、多様な形態を有することができる。第１不純物ドーピング領域４１及び第２不純物ドーピング領域４３のうち一つ、例えば第１不純物ドーピング領域４１はソース領域であり、残りの領域はドレイン領域である。第１不純物ドーピング領域４１及び第２不純物ドーピング領域４３間の基板４０上に、ゲート絶縁膜４２及びゲート電極４４が順次に積層されている。基板４０と、第１不純物ドーピング領域４１及び第２不純物ドーピング領域４３と、ゲート電極４４は、電界効果トランジスタ（以下、トランジスタ）Ｔを構成する。
【００７６】
次に、トランジスタＴが形成された基板４０上に、トランジスタＴを覆う第１層間絶縁層４６が存在する。第１層間絶縁層４６に、第１不純物ドーピング領域４１が露出されるコンタクトホールｈ１が形成されている。コンタクトホールｈ１は、第１不純物ドーピング領域４１の代わりに、第２不純物ドーピング領域４３が露出される位置に形成されることもある。コンタクトホールｈ１は、導電性プラグ５０で充填されている。第１層間絶縁層４６上に、導電性プラグ５０の露出された上部面を覆う下部電極６０が存在する。下部電極６０は、パッドの役割も兼ねる。下部電極６０は、例えばＴｉＮ電極、あるいはＴｉＡｌＮ電極であるが、これと異なる物質からなる電極でありうる。第１層間絶縁層４６上に、下部電極６０を覆う第２層間絶縁層６２が存在する。第２層間絶縁層６２は、第１層間絶縁層４６と同じ絶縁層でありうる。第２層間絶縁層６２に、下部電極６０の上部面が露出されるビヤホ―ルｈ２が形成されている。ビヤホ―ルｈ２は、下部電極コンタクト層６４で充填されている。下部電極コンタクト層６４は、下部電極６０と同じ物質でありうる。第２層間絶縁層６２上に、下部電極コンタクト層６４の露出された上部面を覆う相変化層６６が存在する。相変化層６６は、４成分化合物層であり、例えばＩＧＳＴ層でありうる。相変化層６６がＩＧＳＴ層であるとき、相変化層６６のインジウム含有量（ａ）は０＜ａ≦５０ａｔ．％であるが、望ましくは１５ａｔ．％≦ａ≦２０ａｔ．％でありうる。また、ゲルマニウム含有量（ｂ）は０＜ｂ≦２５ａｔ．％であるが、望ましくは１０ａｔ．％≦ｂ≦１５ａｔ．％でありうる。また、アンチモン含有量（ｃ）は１５ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％であるが、望ましくは２０ａｔ．％≦ｃ≦２５ａｔ．％でありうる。また、テルル含有量（ｄ）は３０ａｔ．％≦ｄ≦６０ａｔ．％であるが、望ましくは４５ａｔ．％≦ｄ≦５０ａｔ．％でありうる。
【００７７】
かような相変化層６６上に、上部電極６８が形成されている。上部電極６８、相変化層６６及び下部電極コンタクト層６４は、ストレージノードをなすが、前記ストレージノードの形態は、多様に変形可能である。例えば、前記ストレージノードは、図１４に図示してあるような形態に変形されうる。
【００７８】
図１４を参照すれば、第２層間絶縁層６２上に、下部電極コンタクト層６４が露出される第３コンタクトホールｈ３を含む上部絶縁層７０が存在できる。第３コンタクトホールｈ３は、相変化層６６で充填されている。上部絶縁層７０上に、相変化層６６を覆う上部電極６８が存在する。
【００７９】
また、前記ストレージノードは、図１５に図示したような形態に変形されうる。図１５に図示した変形されたストレージノードは、図１４に図示したストレージノードで、相変化層６６が第３コンタクトホールｈ３周囲の上部絶縁層７０上に拡張された場合である。
【００８０】
また、図１３ないし図１５で下部電極コンタクト層６４も、相変化物質層でありうる。また、上部電極６８と相変化層６６との間に、付着層及び／または拡散防止膜（図示せず）がさらに備わることが可能である。
【００８１】
次には、図１３に図示した相変化メモリ素子の製造方法について説明する。
【００８２】
図１３を参照すれば、第２層間絶縁層６２の第２コンタクトホールｈ２に、下部電極コンタクトホール６４を充填する段階までは、通常の方法によって形成できる。その後、第２層間絶縁層６２上に、下部電極コンタクト層６４を覆う相変化層６６を形成する。相変化層６６は、４成分化合物層により形成できるが、例えばＩＧＳＴ層により形成できる。このとき、前記ＩＧＳＴ層は、下部電極コンタクト層６４が形成された結果物を基板とし、図２で説明したような方法で形成できる。
【００８３】
このように相変化層６６を形成した後、相変化層６６上に上部電極６８を形成する。上部電極６８と相変化層６６との間に、付着層及び／または拡散防止膜をさらに形成できる。
【００８４】
相変化層６６を形成する段階で、相変化層６６は、図１４に図示したように、上部絶縁層７０の第３コンタクトホールｈ３を充填するように形成できる。また、図１５に図示したように、相変化層６６を上部絶縁層７０上に拡張して形成することも可能である。
【００８５】
次には、本発明の実施形態による相変化メモリ素子の動作方法について、図１３を参照しつつ説明する。
【００８６】
図１３を参照すれば、トランジスタＴをオン（ＯＮ）状態に維持する。その後、上部電極６８と第２不純物領域４３との間に所定の動作電圧を印加する。前記動作電圧は、相変化層６６にデータを記録するための書き込み電圧でありうる。前記動作電圧により、相変化層６６にリセット電流が印加されて相変化層６６に非晶質領域が形成されたとき、相変化層６６にデータ「１」が記録されたと見なす。前記リセット電流は、１ｍＡより小さくありうる。
【００８７】
また、前記動作電圧は、相変化層６６に記録されたデータを読むための読み取り電圧でありうる。前記動作電圧が読み取り電圧であるとき、相変化層６６の抵抗を測定した後、基準抵抗と比較する過程を進められる。比較結果、測定された抵抗が前記基準抵抗より低ければ、相変化層６６は結晶状態であり、相変化層６６からデータ「０」を読み込んだと判断する。反対に、前記測定された抵抗が前記基準抵抗より高ければ、相変化層６６は非晶質状態であり、相変化層６６からデータ「１」を読み込んだと判断する。前記測定された抵抗と基準抵抗との比較結果を、いかなるデータと判断するかは任意的でありうる。
【００８８】
また、前記動作電圧は、相変化層６６に記録されたデータを消去するための消去電圧でありうる。前記動作電圧が消去電圧であるとき、相変化層６６には、セット電流が印加される。その結果、相変化層６６の非晶質領域は結晶領域に変化するが、相変化層６６の全体領域は結晶状態になる。
【００８９】
前記の説明で、多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するものとするより、望ましい実施形態の例示として解釈されるものである。例えば、本発明の属する技術分野で当業者ならば、相変化層６６は本発明のＩＧＳＴ層に維持しつつ、他の部分を変形することができるであろう。例えば、トランジスタをＰＮ接合ダイオードに替えることができる。よって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想によって定められるのである。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の相変化物質層及びその製造方法、該相変化物質層を備える相変化メモリ素子及びその製造方法並びに動作方法は、半導体メモリ素子が使われるあらゆる電子製品に使われ、例えば、携帯電話、カムコーダ、ＭＰ３、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＤＭＢ（Ｄｕａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｂｕｓ）ホン、デジタルカメラのようなデジタル機器、各種携帯用映像ディスプレイ、家電製品のような技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施形態による４成分相変化物質層を表したブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による相変化物質層の形成方法を段階別に示した順序図である。
【図３】図２の形成方法で、コスパッタリング・ターゲットに印加されるＲＦパワー比による相変化物質層でのインジウムとゲルマニウムとの組成比（Ｉｎ／Ｇｅ）の変化を示したグラフである。
【図４】図２の形成方法で形成された相変化物質層で、相変化物質層に含まれたインジウムの含有量による該相変化物質層の残りの成分の含有量変化を示したグラフである。
【図５】図２の形成方法で形成した後、２８０℃でＲＴＡしるＩｎＧｅＳｂＴｅ層に対するＸ線回折パターンを示したグラフである。
【図６】同一組成を有するものの、一つの組成比で図２の形成方法で形成した４種類のＩｎＧｅＳｂＴｅ層に対するＸ線回折パターンをＲＴＡ温度別に区分して示したグラフである。
【図７】同一組成を有するものの、他の組成比で図２の形成方法で形成した４種類のＩｎＧｅＳｂＴｅ層に対するＸ線回折パターンをＲＴＡ温度別に区分して示したグラフである。
【図８】同一組成を有するものの、さらに他の組成比で図２の形成方法で形成した４種類のＩｎＧｅＳｂＴｅ層に対するＸ線回折パターンをＲＴＡ温度別に区分して示したグラフである。
【図９】同一組成を有するものの、さらに他の組成比で図２の形成方法で形成した４種類のＩｎＧｅＳｂＴｅ層に対するＸ線回折パターンをＲＴＡ温度別に区分して示したグラフである。
【図１０】図２の形成方法で形成した後、３９０℃でＲＴＡを行ったＩｎＧｅＳｂＴｅ層に対するＸ線回折パターンを示したグラフである。
【図１１】インジウムの含有量を異ならせて、図２の形成方法で形成したＩｎＧｅＳｂＴｅ層の反射率対温度変化を示したグラフである。
【図１２】インジウムの含有量を異ならせて図２の形成方法で形成したＩｎＧｅＳｂＴｅ層の測定信号強度対温度変化を示したグラフである。
【図１３】本発明の実施形態による相変化メモリ素子の断面図である。
【図１４】図１３のストレージノードの変形例を示した断面図である。
【図１５】図１３のストレージノードの変形例を示した断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  相変化物質層
４０  基板
４１  第１不純物ドーピング領域
４２  ゲート絶縁膜
４３  第２不純物ドーピング領域
４４  ゲート電極
４６  第１層間絶縁膜
６０  下部電極
６２  第２層間絶縁膜
６４  下部電極コンタクト層
６６  相変化層
６８  上部電極
７０  上部絶縁層
ｈ１  コンタクトホール
ｈ２  ビアホール
ｈ３  第３コンタクトホール
Ｔ  電界効果トランジスタ
【図１】
2008177570.tif 000003
【図２】
2008177570.tif 000004
【図３】
2008177570.tif 000005
【図４】
2008177570.tif 000006
【図５】
2008177570.tif 000007
【図６】
2008177570.tif 000008
【図７】
2008177570.tif 000009
【図８】
2008177570.tif 000010
【図９】
2008177570.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2008177570.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2008177570.tif 000017