【手続補正書】
【提出日】平成21年6月23日(2009.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
電極層及び記録層を有する積層構造と、
前記電極層に付加されるバッファ層と、
を備え、
前記記録層は、ＡｘＭｙＸ３（０．１≦ｘ≦１．１、０．７５≦ｙ≦１）で表されるイルメナイト構造であって、前記Ａと前記Ｍは互いに異なる元素であり、前記Ａと前記Ｍの少なくともいずれかは電子が不完全に満たされたｄ軌道を有する遷移元素であり、前記ＡはＢｅ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む元素であり、前記ＭはＴｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｒｈよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む元素であり、前記ＸはＯ（酸素）、Ｎ（窒素）よりなる群から選択された少なくともいずれかを含む元素である第１化合物を含む第１の層を有することを特徴とする情報記録再生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記記録層の記録単位に対して前記電圧を局所的に印加するためのプローブを含み、前記記録層に電圧を印加して前記記録層に相変化を発生させて情報を記録する電圧印加部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の情報記録再生装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
前記記録層を挟んだワード線及びビット線を含み、前記記録層に電圧を印加して前記記録層に相変化を発生させて情報を記録する電圧印加部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の情報記録再生装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
ゲート電極とゲート絶縁膜とを有するＭＩＳトランジスタを含み、前記記録層に電圧を印加して前記記録層に相変化を発生させて情報を記録する電圧印加部をさらに備え、
前記記録層は、前記ＭＩＳトランジスタの前記ゲート電極と前記ゲート絶縁層との間に設けられたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの１つに記載の情報記録再生装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
第１導電型半導体基板内に設けられた２つの第２導電型拡散層と、
前記２つの第２導電型拡散層の間の前記第１導電型半導体基板上の第１導電型半導体層と、
前記２つの第２導電型拡散層間における導通／非導通を制御するゲート電極と、
を含み、前記記録層に電圧を印加して前記記録層に相変化を発生させて情報を記録する電圧印加部をさらに備え、
前記記録層は、前記ゲート電極と前記第１導電型半導体層との間に配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の情報記録再生装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の一態様によれば、電極層及び記録層を有する積層構造と、前記電極層に付加されるバッファ層と、を備え、前記記録層は、ＡｘＭｙＸ３（０．１≦ｘ≦１．１、０．７５≦ｙ≦１）で表されるイルメナイト構造であって、前記Ａと前記Ｍは互いに異なる元素であり、前記Ａと前記Ｍの少なくともいずれかは電子が不完全に満たされたｄ軌道を有する遷移元素であり、前記ＡはＢｅ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む元素であり、前記ＭはＴｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｒｈよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む元素であり、前記ＸはＯ（酸素）、Ｎ（窒素）よりなる群から選択された少なくともいずれかを含む元素である第１化合物を含む第１の層を有することを特徴とする情報記録再生装置が提供される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
なお、電極層１３Ａは、保護層としての役割を有していてもよい。図１に表した記録部において、大きな白丸はＸイオン（例えば、陰イオン）を、小さな黒丸はＭイオン（例えば、遷移元素イオン）を、そして小さな白丸はＡイオン（例えば、拡散イオン）を表す。図１（ａ）に表した構造においては、Ａイオンの拡散パスが直線状に存在するので、外部電場によりＡイオンが容易に拡散できるように、原子種を選定することが可能となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ただし、この動作原理を実用化するには、室温でリセット動作が生じないこと（十分に長いリテンション時間の確保）と、リセット動作の消費電力が十分に小さいことと、を確認しなければならない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
次に、本実施形態の第２の実施の形態に係る情報記録再生装置における情報の記録／消去／再生の基本原理について説明する。  
図２は、本実施形態の記録部の構造を表す概念図である。    
本実施形態の記録部も、イルメナイト構造の材料からなる記録層１２の両側を電極層１１、1 ３Ａにより挟んだ構造を有する。さらに、この記録部は、電極層１１にバッファ層１０が付設された構造を有する。ここでも、電極層１３Ａは、保護層としての役割を有していてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
Ｐはリン元素であり、Ｏは酸素元素である。モル比ｘは、０．３≦ｘ≦３、４≦ｚ≦６を満たすものとする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
半導体基板４１の表面領域には、拡散層４２が形成される。拡散層４２の間のチャネル領域上には、ゲート絶縁層４３が形成される。ゲート絶縁層４３上には、第１〜第２実施形態のいずれかの記録層が有する記録層（ＲＲＡＭ：Resistive  ＲＡＭ）４４が形成される。記録層４４上には、コントロールゲート電極４５が形成される。  
半導体基板４１は、ウェル領域でもよく、また、半導体基板４１と拡散層４２とは、互いに逆の導電型を有する。コントロールゲート電極４５は、ワード線となり、例えば、導電性ポリシリコンから構成される。  
記録層４４は、第１〜第２実施形態に関して前述した記録層１２を構成する材料により形成される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる情報記録再生装置における情報の記録／再生の基本原理を説明するための概念図である。
【図２】第２実施形態の記録部の構造を表す概念図である。
【図３】記録層１２を構成する第１及び第２の層１２Ａ，１２Ｂを交互に積層させた具体例を表す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプローブメモリを表す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプローブメモリを表す模式図である。
【図６】記録（セット動作）時の状態を説明するための概念図である。
【図７】記録について表した模式図である。
【図８】再生について表した模式図である。
【図９】記録する状態を表した模式図である。
【図１０】再生時の状態を表す模式図である。
【図１１】第１〜第２実施形態のいずれかの記録層を備えたクロスポイント型半導体メモリを表す模式図である。
【図１２】図１１の半導体メモリのメモリセルアレイ部の構造を表す模式図である。
【図１３】メモリセル３３の構造を例示する模式図である。
【図１４】メモリセルアレイの他の具体例を表す模式図である。
【図１５】メモリセルアレイの他の具体例を表す模式図である。
【図１６】フラッシュメモリのメモリセルを表す模式断面図である。
【図１７】ＮＡＮＤセルユニットの回路図である。
【図１８】本発明の実施形態に係るＮＡＮＤセルユニットの構造を表す模式図である。
【図１９】通常のＭＩＳトランジスタを用いた具体例を表す模式図である。
【図２０】ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの変形例を表す模式図である。
【図２１】ＮＯＲセルユニットの回路図である。
【図２２】本発明の実施形態に係るＮＯＲセルユニットの構造を表す模式図である。
【図２３】２トランジスタ型セルユニットの回路図である。
【図２４】本発明の実施形態に係る２トラセルユニットの構造を表す模式図である。
【図２５】通常のＭＩＳトランジスタを用いた具体例を表す模式図である。
【図２６】イルメナイト構造の格子構造を例示する模式図である。
【図２７】結晶が膜厚方向に分断された第１実施形態の記録部の構造を表す概念図である。
【図２８】情報記録が完了した後のデータ領域内のブロックを例示する模式図である。
【図２９】第１〜第１６実験例の検証結果をまとめた表である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2008310858.tif 000001
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2008310858.tif 000002