(57)【要約】【課題】相変化膜が、破壊し難いメモリ構造を有する不揮発性相変化メモリ構造を提供し、信頼性の高い相変化型不揮発性メモリを提供する。【解決手段】シリコン基板１上の一主面側に層間絶縁膜９およびプラグ１３が形成され、前記層間絶縁膜９および前記プラグ１３の表面に、相変化によって相異なる比抵抗値をとりうる相変化膜１５を有し、前記相変化膜１５の上面に上部電極膜１６を有する相変化型不揮発性メモリにおいて、相変化膜１５の膜厚Ｔと、プラグ１３からの上部電極膜１６の突き出し量Ｌとの関係を０．３≦Ｌ／Ｔ≦１とすることで、プラグ外周付近の相変化膜を流れる電流密度が減少し、マイグレーションが抑制でき、また、低エネルギーで書換えることが出来る。これにより、高信頼な相変化型不揮発性メモリを得ることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の一主面側に形成された層間絶縁膜およびプラグと、
前記層間絶縁膜および前記プラグの表面に形成され、相変化によって相異なる比抵抗値をとりうる相変化膜と、
前記相変化膜の上面に形成された電極膜とを有する相変化型不揮発性メモリであって、
前記相変化膜と前記電極膜の界面外周線を前記層間絶縁膜の表面に投影することで出来る閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、前記プラグの表面外周によって出来る閉曲線Ｑ２の図心とを結んで出来る直線Ｑ３が、前記閉曲線Ｑ２と点Ｐ２で交わり、
前記閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、前記閉曲線Ｑ２上の点Ｐ２で出来る最も長い直線の長さＬと、前記相変化膜の厚さＴとが、
０．３≦Ｌ／Ｔ≦１
の関係にあることを特徴とする相変化型不揮発性メモリ。
【請求項２】
請求項１記載の相変化型不揮発性メモリにおいて、
前記閉曲線Ｑ１は四角形であり、前記閉曲線Ｑ２は円形であることを特徴とする相変化型不揮発性メモリ。
【請求項３】
半導体基板上の一主面側に層間絶縁膜およびプラグを形成する工程と、
前記層間絶縁膜および前記プラグの表面に、相変化によって相異なる比抵抗値をとりうる相変化膜を形成する工程と、
前記相変化膜の上面に電極膜を形成する工程とを有する相変化型不揮発性メモリの製造方法であって、
前記相変化膜を形成する工程では、
前記相変化膜と前記電極膜の界面外周線を前記層間絶縁膜の表面に投影することで出来る閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、前記プラグの表面外周によって出来る閉曲線Ｑ２の図心とを結んで出来る直線Ｑ３が、前記閉曲線Ｑ２と点Ｐ２で交わり、
前記閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、前記閉曲線Ｑ２上の点Ｐ２で出来る最も長い直線の長さＬと、前記相変化膜の厚さＴとが、
０．３≦Ｌ／Ｔ≦１
の関係になるように前記相変化膜を形成することを特徴とする相変化型不揮発性メモリの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の相変化型不揮発性メモリの製造方法において、
前記閉曲線Ｑ１は四角形であり、前記閉曲線Ｑ２は円形であることを特徴とする相変化型不揮発性メモリの製造方法。
【請求項５】
半導体基板上の一主面側に層間絶縁膜およびプラグが形成され、前記層間絶縁膜および前記プラグの表面に、相変化によって相異なる比抵抗値をとりうる相変化膜が形成され、前記相変化膜の上面に電極膜が形成されてなる相変化型不揮発性メモリであって、
前記相変化膜の膜厚Ｔと、前記プラグからの前記電極膜の突き出し量Ｌとの関係が、
０．３≦Ｌ／Ｔ≦１
であることを特徴とする相変化型不揮発性メモリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相変化型不揮発性メモリの技術に関し、特に、この相変化型不揮発性メモリの構造、および製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代不揮発性半導体メモリとして、相変化カルコゲナイド材料を用いた相変化型不揮発性メモリ（Ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＰＲＡＭ）が提案されている。ＰＲＡＭは、不揮発性ながらＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と同程度のメモリの書き込み・読み出しの高速動作が可能であると予想され、またＦＬＡＳＨメモリと同程度のセル面積に集積化可能であることから、次世代不揮発性メモリとして最有力と考えられている。
【０００３】
ＰＲＡＭで用いられるカルコゲナイド材料は、すでにＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）で使用されている。ＤＶＤは、カルコゲナイド材料がアモルファス状態と結晶状態とで光の反射率が異なることを利用するのに対し、ＰＲＡＭは相変化材料のアモルファス状態と結晶状態とで電気抵抗が数桁違うことを利用して、メモリとして動作させる素子である。
【０００４】
相変化型不揮発性メモリのスイッチング、すなわち相変化材料のアモルファス状態から結晶状態への相変化および、その逆の変化は、相変化材料にパルス電圧を印加させ、その際に発生するジュール発熱を用いる。相変化材料のアモルファス状態から結晶状態への相変化では、結晶化温度以上、融点以下となる電圧を印加する。また、結晶状態からアモルファス状態への相変化では、融点以上となる短パルスの電圧を加え、急冷することで行う。例えば、非特許文献１に一般的なＰＲＡＭの構造が開示されている。相変化膜と接する電極膜では、相変化膜のスイッチングの際に発生する熱に耐えるため、高融点金属の例えばタングステン、あるいはタングステンを含む合金が検討されている。
【非特許文献１】「次世代光記録技術と材料」、エレクトロニクス材料・技術シリーズ、シーエムシー出版、２００４年発行、９９ページ、図６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記のような相変化型不揮発性メモリには、相変化のスイッチングを繰り返すことにより、相変化膜が破壊し書換え不能となる問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、相変化膜が、破壊し難いメモリ構造を有する不揮発性相変化メモリ構造を提供し、信頼性の高い相変化型不揮発性メモリを提供することにある。
【０００７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【０００９】
本発明は、半導体基板上の一主面側に層間絶縁膜およびプラグが形成され、前記層間絶縁膜および前記プラグの表面に、相変化によって相異なる比抵抗値をとりうる相変化膜を有し、前記相変化膜の上面に電極膜を有する相変化型不揮発性メモリにおいて、前記相変化膜と前記電極膜の界面外周線を前記層間絶縁膜の表面に投影することで出来る閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、前記プラグの表面外周によって出来る閉曲線Ｑ２の図心とを結んで出来る直線Ｑ３が、前記閉曲線Ｑ２と点Ｐ２で交わり、前記閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、前記閉曲線Ｑ２上の点Ｐ２で出来る最も長い直線の長さＬと、前記相変化膜の厚さＴとが、０．３≦Ｌ／Ｔ≦１の関係にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１１】
本発明によれば、相変化膜の膜厚Ｔとプラグからの電極膜の突き出し量Ｌとの関係を０．３≦Ｌ／Ｔ≦１とすることで、プラグ外周付近の相変化膜を流れる電流密度が減少し、マイグレーションが抑制でき、また、低エネルギーで書換えることが出来る。これにより、高信頼な相変化型不揮発性メモリを得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
まず、本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリにおける主要部分の断面構造を図１〜図３に示す。
【００１４】
本実施の形態の相変化型不揮発性メモリは、図１に示すように、シリコン基板１の上に拡散層２，３が形成され、この上にゲ−ト絶縁膜４およびゲ−ト電極５が形成されることによってＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ６が構成されている。ゲート絶縁膜４は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）あるいは窒化珪素膜（Ｓｉ3Ｎ4）であり、ゲート電極５は、例えば多結晶シリコン膜や金属薄膜、あるいは金属シリサイド膜、あるいはこれらの積層構造である。ＭＯＳトランジスタ６は、例えばシリコン酸化膜からなる素子分離膜７によって分離されている。前記ゲート電極５の上部および側壁には、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜８が形成されている。ＭＯＳトランジスタ６の上部全面には、例えばＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｄｏｐｅｄ  Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）膜、あるいは化学気相蒸着法やスパッタ法で形成したシリコン酸化膜や窒化膜等からなる第一の層間絶縁膜９が形成されている。
【００１５】
第一の層間絶縁膜９にはコンタクトホール１０，１１が形成されており、拡散防止用の例えば窒素化チタン（ＴｉＮ）からなる隣接導電体膜に被覆された主導電体からなるプラグ１２およびプラグ１３が形成され、それぞれ拡散層２，３に接続されている。また、プラグ１２は配線１４に接続されている。
【００１６】
プラグ１３の表面上と、第一の層間絶縁膜９の表面上の一部には、例えばゲルマニウム−アンチモン−テルル化合物（Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5）を主成分とする相変化膜１５、タングステン（Ｗ）からなる上部電極膜１６、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１７が形成されている。
【００１７】
第一の層間絶縁膜９の表面と、前記相変化膜１５、上部電極膜１６、絶縁膜１７の積層体表面には、第二の層間絶縁膜２０が形成されており、第二の層間絶縁膜２０にはコンタクトホール２１が形成されており、拡散防止用の例えば窒素化チタンからなる隣接導電体膜に被覆された導電体からなるプラグ２２が形成され、上部電極膜１６に接続されている。さらに、第二の層間絶縁膜２０の表面にはプラグ２２と電気的に接続されている配線層２３が形成されており、さらに配線層２３上には第三の層間絶縁膜２４が形成されている。以上のような構成で、相変化メモリセルの記録部が構成されている。
【００１８】
図２は、図１における相変化膜１５の周辺の拡大図であり、図３に示す平面図のＡ−Ａ’断面である。ここで、図３の閉曲線Ｑ１と閉曲線Ｑ２は、相変化膜１５と上部電極膜１６の界面の外周線を層間絶縁膜９に投影することで出来る閉曲線Ｑ１と、プラグ１３の表面の外周によって出来る閉曲線Ｑ２を示す。ここで、閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、閉曲線Ｑ２の図心Ｏとを結んで出来る直線Ｌ１が、閉曲線Ｑ２と点Ｐ２で交わり、閉曲線Ｑ１上の点Ｐ１と、閉曲線Ｑ２上の点Ｐ２で出来る最も長い直線の長さＬと、前記相変化膜１５の厚さＴとが、
０．３≦Ｌ／Ｔ≦１      式（１）
の関係になっている。
【００１９】
ここで、長さＬと厚さＴの関係が式（１）を満たしていることで、プラグ１３の周囲付近の相変化膜１５のマイグレーションが抑制され、相変化型不揮発性メモリの書換え寿命が向上できる。また、閉曲線Ｑ１、閉曲線Ｑ２については、製造プロセスの容易性などを考えると、図３に示すように、閉曲線Ｑ１は四角形、閉曲線Ｑ２は円形とすることが好ましいが、閉曲線Ｑ１は他の多角形や円形などでも可能であり、また閉曲線Ｑ２は四角形や他の多角形などでも可能であることは言うまでもない。次に、この書換え寿命向上の原理について説明する。
【００２０】
図４は、書換え時における、図３に示すＡ−Ａ’断面の相変化膜内の発熱密度分布のシミュレーション結果の一例を示している。また、図５は、電流ベクトルを模式的に示した図である。ここで、相変化膜１５の膜厚Ｔは１００ｎｍ、上記長さＬは３００ｎｍである。図４から、相変化膜１５の内、プラグ１３の外周部付近で発熱密度が大きくなっている。プラグ１３の外周付近で発熱密度が大きくなる理由は、図５に示すように、電流が上部電極膜１６からプラグ１３へ流れ込む際に、上部電極膜１６の面積に比べ、プラグ１３の面積が小さいために、プラグ１３の外周付近に電流が集中し流れ込み、プラグ１３の外周部付近で電流密度が増し、発熱密度が大きくなるからである。すなわち、プラグ１３の外周部付近の電流密度と発熱密度（発熱密度は、電流密度の２乗に比例）は、プラグ１３の外側からの電流量に関係し、上記相変化膜１５の厚さＴと長さＬ（プラグからの上部電極の突き出し量）に関係する。
【００２１】
図６は、ＬとＴとの比Ｌ／Ｔが、０、０．２、０．６、３の場合の、挿し図の直線Ｂ−Ｂ’における発熱密度分布を示している。また、図７は、発熱量の最大値（電流密度Ｊ（Ｌ／Ｔ＝∞での電流密度で規格化））とＬ／Ｔとの関係を示した図である。図６、図７より、Ｌ／Ｔが減少するに従って、発熱密度が減少していることが分かる。特に、Ｌ／Ｔ＝３付近では、発熱密度の変化は小さいが、Ｌ／Ｔ≦１で急激に発熱密度が減少する。
【００２２】
相変化のスイッチングを繰り返すことにより、相変化膜１５が破壊し書換え不能となるメカニズムは、配線でも発生しうるエレクトロマイグレーションと同じと考えられる。すなわち、電流による原子拡散が原因である。エレクトロマイグレーションの平均寿命評価式には、下記の式（２）で示すＢｌａｃｋの式が広く用いられている。Ｂｌａｃｋの式は、例えば、文献「次世代ＵＬＳＩプロセス技術」（リアライズ社  ２０００年発行）の５４６ページに記載されている。
【００２３】
ＭＴＦ＝ＡＪ-nｅｘｐ（Ｅａ／ｋＴ）      式（２）
ここで、ＭＴＦは、平均寿命（Ｍｅｄｉａｎ  Ｔｉｍｅ  ｆｏｒ  Ｆａｉｌｕｒｅ）の略語であり、Ａは定数、Ｊは電流密度、ｎは指数、Ｅａは活性化エネルギーである。指数ｎは２前後の値を取る事が多い。
【００２４】
図８は、式（２）で、ｎ＝２とし、図７の電流密度を用いて平均寿命を求めたものである。図８の縦軸は、相変化型不揮発性メモリの平均寿命を表し、Ｌ／Ｔが無限大の場合の平均寿命で規格化してある。Ｌ／Ｔ≦１で平均寿命が急激に長くなっている。すなわち、発熱密度を減少、すなわち電流密度を減少させ、マイグレーションを抑制するには、Ｌ／Ｔ≦１が望ましいことが分かる。
【００２５】
図９、図１０は、書換え（結晶相１９のアモルファス化）によって相変化膜１５に出来るアモルファス相１８の分布を模式的に示している。図９は、一例としてＬ／Ｔ＝１の場合である。図１０は、Ｌ／Ｔ＝０の場合である。
【００２６】
図９に示すように、例えばＬ／Ｔ＝１の場合は、下部のプラグ１３付近の発熱密度が上部電極膜１６付近の発熱密度に比べ大きいので、アモルファス相１８はプラグ１３の表面を被うように半球状に生じ、効率良く電気抵抗を増加させている。これに対し、Ｌ／Ｔが小さすぎる場合、例えば図１０に示すように、Ｌ／Ｔ＝０では、電流密度が相変化膜１５内で一様となり、プラグ１３付近と上部電極膜１６付近とで区別無く相変化が生じることとなる。上部電極膜１６付近もアモルファスされることは、書換えに、より大きなエネルギーを必要とすることを意味する。
【００２７】
例えば、図１１は、相変化膜１５の膜厚Ｔが１００ｎｍで、Ｌ／Ｔが、０、０．２、０．３、０．６、０．８、１．０、１．９、３．０の場合に、結晶からアモルファスへの書換え（リセット書換え）時における相変化膜１５の電気抵抗の時間変化をシミュレーションで求めた結果である。相変化膜１５に印加させた電圧は、時間０ｎｓｅｃから３０ｎｓｅｃまでが１．２Ｖ、それ以降は０Ｖである。抵抗変化が小さい結果は、Ｌ／Ｔが０と０．２の場合であり、それ以外は、抵抗が１００倍以上に高抵抗化している。すなわち、Ｌ／Ｔが０と０．２の場合は、電圧１．２Ｖでは、書き換わらないことを表している。すなわち、プラグ１３付近のみをアモルファス化させ、低電圧で書換えるには、Ｌ／Ｔ≧０．３以上が望ましいと言える。すなわち、０．３≦Ｌ／Ｔ≦１とすることで、プラグ１３の外周付近の相変化膜１５を流れる電流密度が減少し、マイグレーションが抑制でき、また、低エネルギーで書換えることが出来る。これにより、高信頼な相変化型不揮発性メモリを得ることが出来る。
【００２８】
次に、本実施の形態である相変化型不揮発性メモリの要部の製造工程について、図１２〜図１７を用いて説明する。
【００２９】
本実施の形態の相変化型不揮発性メモリは、まず、図１２に示す通り従来と同様の方法により、シリコン基板１の上に拡散層２，３を形成し、この上に、例えばシリコン酸化膜あるいは窒化珪素膜からなるゲ−ト絶縁膜４および、例えば多結晶シリコン膜や金属薄膜、あるいは金属シリサイド膜、あるいはこれらの積層構造からなるゲ−ト電極５を形成することによってＭＯＳトランジスタ６を構成する。ＭＯＳトランジスタ６は、例えばシリコン酸化膜からなる素子分離膜７によって分離する。
【００３０】
続いて、前記ゲート電極５の側壁に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜８を形成する。ＭＯＳトランジスタ６の上部全面に、例えばＢＰＳＧ膜やＳＯＧ膜、あるいは化学気相蒸着法やスパッタ法で形成したシリコン酸化膜や窒化膜等からなる第一の層間絶縁膜９を形成する。そして、第一の層間絶縁膜９に、コンタクトホール１０，１１を形成した後、拡散防止用の例えば窒素化チタンからなる隣接導電体膜に被覆された主導電体からなるプラグ１２およびプラグ１３を形成する。プラグ１２，１３の下部は、それぞれ拡散層２，３に接続される。プラグ１２の上部は配線１４に接続される。
【００３１】
ここで、第一の層間絶縁膜９およびプラグ１３の表面は、化学的機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）法等で平坦にする。これにより、図１２のような平坦化構造となる。
【００３２】
次に、図１３に示すように、例えばスパッタ法により、第一の層間絶縁膜９およびプラグ１３の表面上に、例えばゲルマニウム−アンチモン−テルル化合物からなる相変化膜１５を成膜する。
【００３３】
次に、図１４に示すように、例えばスパッタ法によりタングステンからなる上部電極膜１６、ＣＶＤ法によりシリコン酸化膜からなる絶縁膜１７を形成する。
【００３４】
続いて、図１５に示すように、ドライエッチングにより絶縁膜１７、上部電極膜１６および相変化膜１５をパターニングしてメモリ書込み部を形成する。この際、相変化膜１５の膜厚Ｔと、長さＬ（プラグからの上部電極膜の突き出し量）の関係を０．３≦Ｔ／Ｌ≦１とする。
【００３５】
続いて、図１６に示すように、ＣＶＤ法により第二の層間絶縁膜２０を成膜し、第二の層間絶縁膜２０と絶縁膜１７の一部をエッチングすることでコンタクトホール２１を形成し、スパッタにより例えばタングステンからなるプラグ２２を形成する。このプラグ２２は上部電極膜１６と電気的に接続されている。第二の層間絶縁膜２０およびプラグ２２の表面はＣＭＰ法等で平坦にする。これにより、図１６のような平坦化構造となる。
【００３６】
続いて、図１７に示すように、第二の層間絶縁膜２０およびプラグ２２の表面上に、例えばスパッタ法によりアルミニウムからなる配線層２３を形成し、さらにＣＶＤ法により、第三の層間絶縁膜２４を形成する。これにより、図１７に示すような相変化型不揮発性メモリのメモリセル主要部を形成することができる。
【００３７】
次に、本実施の形態である相変化型不揮発性メモリの動作原理について、図１８、図１９を用いて説明する。
【００３８】
相変化型不揮発性メモリは、ＤＶＤ記録メディアで用いられている相変化材料を半導体メモリに応用したデバイスである。ＤＶＤ記録メディアは、レーザパルスにより相変化材料をアモルファスまたは結晶状態に変化させ、アモルファス状態と結晶状態との屈折率の違いにより、情報を記録する。一方、ＰＲＡＭは、メモリセルにパルス電圧を印加し、その電圧とパルス時間を調節することでアモルファス状態か結晶状態かを選択する。その際、電気抵抗がアモルファス状態と結晶状態とで１００倍以上異なるため、電気抵抗の違いで情報を記録する。
【００３９】
図１８に示すように、メモリセルの結晶状態からアモルファス状態へのスイッチング（リセット）では比較的大きな電流の短時間パルス（リセットパルス）を、アモルファス状態から結晶状態へのスイッチング（セット）では比較的少ない電流の長時間パルス（セットパルス）を流す。また、読み出し時には、メモリセルに少電流短時間パルス（リードパルス）を流し、メモリセルの抵抗値からメモリの情報を読み出す。
【００４０】
図１９に示すように、リセットパルスでは、大きな電流が流れることによりメモリセルは融解し、パルス幅が短いために冷却は急峻に行われるため、メモリセルはアモルファス化する。一方、セットパルスでは、メモリセルの温度が結晶化温度を超える程度の電流を流すため、メモリセルがアモルファス状態から結晶状態へと変化する。
【００４１】
例えば、膜種がＧｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5からなり、厚さ１００ｎｍの相変化膜で、相変化膜と接するプラグ径が１８０ｎｍ、プラグからの上部電極膜の突き出し量Ｌが８０ｎｍ（Ｔ／Ｌ≧０．８）のセット状態（メモリセルが結晶状態）の抵抗は約６キロオームであった素子は、電圧１．２Ｖ、パルス幅６０ｎｓｅｃの高電圧短パルスでリセット（メモリセルがアモルファス化）することが確認され、その抵抗は約３メガオームとなり、抵抗が約５００倍増加することが確認された。また、リセット状態（メモリセルがアモルファス状態）の素子は、電圧１．８Ｖ、パルス幅１．２ｍｓｅｃの低電圧長パルスで、メモリセット（メモリセルが結晶化）することが確認され、この時の抵抗は約６キロオームとなり、メモリ書換えにおいて、リセット状態とセット状態の抵抗値が安定的に繰り返され、その比が約５００倍となる書換えが１０６回サイクル以上得られることが確認され、メモリとして動作することが確認された。
【００４２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、相変化型不揮発性メモリの技術に関し、特に、この相変化型不揮発性メモリの構造、および製造方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリを示す要部断面図である。
【図２】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリを示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリを示す要部拡大平面図である。
【図４】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの発熱密度を示す図である。
【図５】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの電流ベクトルを示す図である。
【図６】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの発熱密度分布を示す図である。
【図７】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの発熱密度とＬ／Ｔとの関係を示す図である。
【図８】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの書換え寿命とＬ／Ｔとの関係を示す図である。
【図９】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリのアモルファス相分布（Ｌ／Ｔ＝１）を示す図である。
【図１０】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリのアモルファス相分布（Ｌ／Ｔ＝０）を示す図である。
【図１１】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの書換え特性を示す図である。
【図１２】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの製造方法を示す要部断面図である。
【図１３】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの製造方法（図１２に続く）を示す要部断面図である。
【図１４】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの製造方法（図１３に続く）を示す要部断面図である。
【図１５】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの製造方法（図１４に続く）を示す要部断面図である。
【図１６】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの製造方法（図１５に続く）を示す要部断面図である。
【図１７】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの製造方法（図１６に続く）を示す要部断面図である。
【図１８】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの動作パルスを説明するための図である。
【図１９】本発明における一実施の形態である相変化型不揮発性メモリの動作時の温度履歴を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…シリコン基板、２，３…拡散層、４…ゲート絶縁膜、５…ゲート電極、６…ＭＯＳトランジスタ、７…素子分離膜、８…絶縁膜、９…層間絶縁膜（第一）、１０，１１…コンタクトホール、１２，１３…プラグ、１４…配線、１５…相変化膜、１６…上部電極膜、１７…絶縁膜、１８…アモルファス相、１９…結晶相、２０…層間絶縁膜（第二）、２１…コンタクトホール、２２…プラグ、２３…配線層、２４…層間絶縁膜（第三）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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