【手続補正書】
【提出日】平成22年5月10日(2010.5.10)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜内に提供された第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に提供され、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）及びテルル（Ｔｅ）の頂点を具備する三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ａ１（Ｇｅ２１．４３、Ｂｉ１６．６７、Ｔｅ６１．９）、Ａ２（Ｇｅ４４．５１、Ｂｉ０．３５、Ｔｅ５５．１４）、Ａ３（Ｇｅ５９．３３、Ｂｉ０．５、Ｔｅ４０．１７）及びＡ４（Ｇｅ３８．７１、Ｂｉ１６．１３、Ｔｅ４５．１６））で囲まれた範囲内の組成比を有するアンドープトＧｅＢｉＴｅ膜、前記三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ｄ１（Ｇｅ１０、Ｂｉ２０、Ｔｅ７０）、Ｄ２（Ｇｅ３０、Ｂｉ０、Ｔｅ７０）、Ｄ３（Ｇｅ７０、Ｂｉ０、Ｔｅ３０）及びＤ４（Ｇｅ５０、Ｂｉ２０、Ｔｅ３０））で囲まれた範囲内の組成比を有しながら不純物を含むドープトＧｅＢｉＴｅ膜、または前記点（Ｄ２、Ｄ３）間の直線上の座標に相応する組成比を有しながら不純物を含むドープトＧｅＴｅ膜である相変化物質パターンと、
前記層間絶縁膜上に配置され、前記第２電極に電気的に接続されたビットラインと、
を含むことを特徴とする相変化記憶セル。
【請求項２】
前記半導体基板上に形成されて前記第１電極に電気的に接続されたセルスイッチング素子をさらに含み、
前記セルスイッチング素子は、セルダイオードであり、
前記セルダイオードは、前記層間絶縁膜内に順に積層されたｎ型半導体及びｐ型半導体を具備する垂直セルダイオードであり、前記ｐ型半導体は前記第１電極に電気的に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の相変化記憶セル。
【請求項３】
前記第１電極は、窒化チタン膜（ＴｉＮ）または窒化チタンアルミニウム膜（ＴｉＡｌＮ）であることを特徴とする請求項１または２に記載の相変化記憶セル。
【請求項４】
前記第２電極は、窒化チタン膜（ＴｉＮ）であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の相変化記憶セル。
【請求項５】
前記アンドープトＧｅＢｉＴｅ膜または前記ドープトＧｅＢｉＴｅ膜は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）及びテルル（Ｔｅ）の頂点を具備する三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ｂ１（Ｇｅ３０．７７、Ｂｉ１５．３８、Ｔｅ５３．８５）、Ｂ２（Ｇｅ４８．７、Ｂｉ１．０、Ｔｅ５０．３）、Ｂ３（Ｇｅ５９．３、Ｂｉ０．５、Ｔｅ４０．２）及びＢ４（Ｇｅ３８．７、Ｂｉ１６．１、Ｔｅ４５．２））で囲まれた範囲内の組成比を有することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の相変化記憶セル。
【請求項６】
前記アンドープトＧｅＢｉＴｅ膜または前記ドープトＧｅＢｉＴｅ膜は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）及びテルル（Ｔｅ）の頂点を具備する三角形の組成図上の座標によって示される６点（Ｃ１（Ｇｅ３３．３３、Ｂｉ１３．３４、Ｔｅ５３．３３）、Ｃ２（Ｇｅ４８．７、Ｂｉ１．０、Ｔｅ５０．３）、Ｃ３（Ｇｅ５４．４３、Ｂｉ０．４７、Ｔｅ４５．１）、Ｃ４（Ｇｅ５９．３、Ｂｉ０．５、Ｔｅ４０．２）、Ｃ５（Ｇｅ４７．１、Ｂｉ９．８、Ｔｅ４３．１）及びＣ６（Ｇｅ４４、Ｂｉ９、Ｔｅ４７））で囲まれた範囲内の組成比を有することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の相変化記憶セル。
【請求項７】
前記不純物は、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、セレン（Ｓｅ）、インジウム（Ｉｎ）、酸素（Ｏ）、ガリウム（Ｇａ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及び硫黄（Ｓ）からなる群の少なくとも１つの元素を含むことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の相変化記憶セル。
【請求項８】
前記不純物の含量は、０．０１ａｔ％〜２０ａｔ％の範囲内であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の相変化記憶セル。
【請求項９】
プロセッサ、前記プロセッサとデータ通信を行う入／出力装置及び前記プロセッサとデータ通信を行う相変化記憶素子を有する電子システムにおいて、
前記相変化記憶素子は、
セルアレイ領域及び周辺回路領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
前記セルアレイ領域内の前記層間絶縁膜内に提供された第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間に提供され、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）及びテルル（Ｔｅ）の頂点を具備する三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ａ１（Ｇｅ２１．４３、Ｂｉ１６．６７、Ｔｅ６１．９）、Ａ２（Ｇｅ４４．５１、Ｂｉ０．３５、Ｔｅ５５．１４）、Ａ３（Ｇｅ５９．３３、Ｂｉ０．５、Ｔｅ４０．１７）及びＡ４（Ｇｅ３８．７１、Ｂｉ１６．１３、Ｔｅ４５．１６））で囲まれた範囲内の組成比を有するアンドープトＧｅＢｉＴｅ膜、前記三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ｄ１（Ｇｅ１０、Ｂｉ２０、Ｔｅ７０）、Ｄ２（Ｇｅ３０、Ｂｉ０、Ｔｅ７０）、Ｄ３（Ｇｅ７０、Ｂｉ０、Ｔｅ３０）及びＤ４（Ｇｅ５０、Ｂｉ２０、Ｔｅ３０））で囲まれた範囲内の組成比を有しながら不純物を含むドープトＧｅＢｉＴｅ膜、または前記点（Ｄ２、Ｄ３）間の直線上の座標に相応する組成比を有しながら不純物を含むドープトＧｅＴｅ膜である相変化物質パターンと、
前記層間絶縁膜上に配置されて前記第２電極に電気的に接続されたビットラインと、
を含むことを特徴とする電子システム。
【請求項１０】
前記第１電極は、窒化チタン膜（ＴｉＮ）または窒化チタンアルミニウム膜（ＴｉＡｌＮ）であることを特徴とする請求項９に記載の電子システム。
【請求項１１】
前記アンドープトＧｅＢｉＴｅ膜または前記ドープトＧｅＢｉＴｅ膜は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）及びテルル（Ｔｅ）の頂点を具備する三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ｂ１（Ｇｅ３０．７７、Ｂｉ１５．３８、Ｔｅ５３．８５）、Ｂ２（Ｇｅ４８．７、Ｂｉ１．０、Ｔｅ５０．３）、Ｂ３（Ｇｅ５９．３、Ｂｉ０．５、Ｔｅ４０．２）及びＢ４（Ｇｅ３８．７、Ｂｉ１６．１、Ｔｅ４５．２））で囲まれた範囲内の組成比を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子システム。
【請求項１２】
前記アンドープトＧｅＢｉＴｅ膜または前記ドープトＧｅＢｉＴｅ膜は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）及びテルル（Ｔｅ）の頂点を具備する三角形の組成図上の座標によって示される６点（Ｃ１（Ｇｅ３３．３３、Ｂｉ１３．３４、Ｔｅ５３．３３）、Ｃ２（Ｇｅ４８．７、Ｂｉ１．０、Ｔｅ５０．３）、Ｃ３（Ｇｅ５４．４３、Ｂｉ０．４７、Ｔｅ４５．１）、Ｃ４（Ｇｅ５９．３、Ｂｉ０．５、Ｔｅ４０．２）、Ｃ５（Ｇｅ４７．１、Ｂｉ９．８、Ｔｅ４３．１）及びＣ６（Ｇｅ４４、Ｂｉ９、Ｔｅ４７））で囲まれた範囲内の組成比を有することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子システム。
【請求項１３】
半導体基板上に下部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記下部層間絶縁膜内に第１電極を形成する段階と、
前記下部層間絶縁膜上に前記第１電極と接触する相変化物質パターン及び前記相変化物質パターン上に積層された第２電極を形成する段階であって、前記相変化物質パターンはゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）及びテルル（Ｔｅ）の頂点を具備する三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ａ１（Ｇｅ２１．４３、Ｂｉ１６．６７、Ｔｅ６１．９）、Ａ２（Ｇｅ４４．５１、Ｂｉ０．３５、Ｔｅ５５．１４）、Ａ３（Ｇｅ５９．３３、Ｂｉ０．５、Ｔｅ４０．１７）及びＡ４（Ｇｅ３８．７１、Ｂｉ１６．１３、Ｔｅ４５．１６））で囲まれた範囲内の組成比を有するアンドープトＧｅＢｉＴｅ膜、前記三角形の組成図上の座標によって示される４点（Ｄ１（Ｇｅ１０、Ｂｉ２０、Ｔｅ７０）、Ｄ２（Ｇｅ３０、Ｂｉ０、Ｔｅ７０）、Ｄ３（Ｇｅ７０、Ｂｉ０、Ｔｅ３０）及びＤ４（Ｇｅ５０、Ｂｉ２０、Ｔｅ３０））で囲まれた範囲内の組成比を有しながら不純物を含むドープトＧｅＢｉＴｅ膜、または前記点（Ｄ２、Ｄ３）間の直線上の座標に相応する組成比を有しながら不純物を含むドープトＧｅＴｅ膜で形成される段階と、
前記相変化物質パターン及び前記第２電極を有する基板上に上部層間絶縁膜を形成する段階と、
前記上部層間絶縁膜をパターニングして前記第２電極を露出させるビットラインコンタクトホールを形成する段階と、
前記上部層間絶縁膜上に前記ビットラインコンタクトホールを介して前記第２電極に電気的に接続されたビットラインを形成する段階と、
を含むことを特徴とする相変化記憶セルの製造方法。
【請求項１４】
前記下部層間絶縁膜を形成する前に前記半導体基板内に、または前記半導体基板上にワードラインを形成する段階と、
前記第１電極を形成する前に前記下部層間絶縁膜内に順に積層されたｎ型半導体及びｐ型半導体を具備するセルダイオードを形成する段階と、をさらに含み、
前記セルダイオードの前記ｎ型半導体は前記ワードラインに電気的に接続されて前記第１電極は前記セルダイオードの前記ｐ型半導体上に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の相変化記憶セルの製造方法。
【請求項１５】
前記不純物は、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、セレン（Ｓｅ）、インジウム（Ｉｎ）、酸素（Ｏ）、ガリウム（Ｇａ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及び硫黄（Ｓ）からなる群の少なくとも１つの元素を含み、前記不純物の含量は、０．０１ａｔ％〜２０ａｔ％の範囲内であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の相変化記憶セルの製造方法。