(57)【要約】電子デバイス（１，１００）は、第１相と第２相の間で変化することが可能な相変化材料を備える抵抗器（７，２５０）を有するボディ（２，１０１）を持つ。抵抗器（７，２５０）は、相変化材料が第１相か第２相かに依存する電気抵抗を有する。抵抗器（７，２５０）は、第１相から第２相への遷移を可能にする電流を伝えることができる。相変化材料は、高速成長材料（fast growth material）であり、式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物としても良く、ここで、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素であり、あるいは、式ＳｂａＴｅｂＸ１００−（ａ＋ｂ）の組成物としても良く、ここで、ａ、ｂおよび１００−（ａ＋ｂ）は、１≦ａ／ｂ≦８および４≦１００−（ａ＋ｂ）≦２２を満たす原子百分率を表わし、Ｘは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、ＧａおよびＺｎから選択された１つまたは複数の元素である。
2006511971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１相と第２相の間で変化することが可能な相変化材料を備える抵抗器を有するボディを持つ電子デバイスであって、
前記抵抗器は、前記相変化材料が前記第１相か前記第２相かに依存する電気抵抗を有し、
前記抵抗器は、前記第１相から前記第２相への遷移を可能にする電流を伝えることができ、
前記相変化材料は、高速成長材料（fast growth material）である、ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記相変化材料は、少なくとも１ｍ／ｓの結晶化速度を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記相変化材料は、式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項４】
ｃは、０．０５≦ｃ≦０．５を満たす、ことを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
ｃは、０．１０≦ｃ≦０．５を満たす、ことを特徴とする請求項４に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記相変化材料には、実質的にＴｅが含まれない、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記相変化材料は、合計で５〜３５原子パーセントの範囲にある濃度のＧｅおよび／またはＧａを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記相変化材料は、合計で５〜３０原子パーセントの範囲にある濃度のＩｎおよび／またはＳｎを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記相変化材料は、式ＳｂａＴｅｂＸ１００−（ａ＋ｂ）の組成物であり、ａ、ｂおよび１００−（ａ＋ｂ）は、１≦ａ／ｂ≦８および４≦１００−（ａ＋ｂ）≦２２を満たす原子百分率を表わし、Ｘは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記相変化材料は、少なくとも１０％、かつ２２％未満のＧｅを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記抵抗器は、第１接触エリアと、第２接触エリアと、を有し、
前記第１接触エリアは、前記第２接触エリアと同じまたはより小さく、
前記第１接触エリアは、特徴的寸法ｄ（ｎｍ）を有し、ｄは６・ａ／ｂより大きい、ことを特徴とする請求項９に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記抵抗器の前記相変化材料は、非結晶相から結晶相への遷移を促進するために、結晶化層と直接接触している、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記結晶化層は、前記第１接触エリアと直接接触しており、および／または前記第２接触エリアと直接接触している、ことを特徴とする請求項１２に記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記抵抗器と、前記抵抗器に電気的に接続された第１導体と第２導体とが、メモリ素子を構成し、前記ボディは、
メモリセルのアレイであって、各メモリセルが各メモリ素子と各選択デバイスとを備える、メモリセルのアレイと、
選択線のグリッドと、を備え、
各メモリセルは、前記各選択デバイスに接続された前記各選択線を介して、個別にアクセス可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記選択線は、ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート領域と、を有する金属酸化物半導体電界効果トランジスタを備え、
選択線の前記グリッドは、ＮとＭを整数とする、Ｎ本の第１選択線と、Ｍ本の第２選択線と、出力線と、を備え、
各メモリ素子の前記第１導体は、対応する前記金属酸化物半導体電界効果トランジスタの前記ソース領域および前記ドレイン領域から選択された第１領域に電気的に接続され、
各メモリ素子の前記第２導体は、前記出力線に電気的に接続され、
前記ソース領域および前記ドレイン領域から選択され、前記第１領域と離れている、対応する前記金属酸化物半導体電界効果トランジスタの第２領域が、Ｎ本の前記第１選択線のうち１つに電気的に接続され、
前記ゲート領域は、Ｍ本の前記第２選択線のうつ１つに電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項１６】
プロセッサと、前記プロセッサに結合されたメモリと、前記プロセッサの出力端子に結合されたディスプレイと、を備え、
前記メモリは、請求項１に記載の電子デバイスを備える、ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１相と第２相の間で変化することが可能な相変化材料を備える抵抗器を有するボディを持つ電子デバイスであって、抵抗器は、相変化材料が第１相か第２相かに依存する電気抵抗を有し、抵抗器は、第１相から第２相への遷移を可能にする電流を伝えることができる電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第００／５７，４９８号は、およそＳｂ２Ｔｅ５Ｇｅ２の組成を有する相変化材料を備える抵抗器を有する電子デバイスの実施形態を開示している。これは例えば、Ｓｂ２２Ｔｅ５６Ｇｅ２２またはＳｂ２９Ｔｅ５７Ｇｅ１４でも良い。相変化材料は、第１相となることができ、これは例えば結晶質でも良く、第１相および／または第２相の両方は、第１相にある相変化材料を有する抵抗器と、第２相にある相変化材料を有する抵抗器が、異なる値の電気抵抗を有するという条件で、部分的に非結晶質かつ部分的に結晶質であっても良い。
【０００３】
抵抗器は、第１導体および第２導体に電気的に接続され、電気抵抗の値が測定できるようになっている。第１導体および第２導体は、例えば、チタン、窒化チタン、窒化アルミニウムチタン、窒化炭素チタン、ケイ素チタン、モリブデン、炭素、タングステンおよびタングステンチタンのうちの１つまたは複数の材料を備えても良い。
【０００４】
抵抗器、第１導体および第２導体は、加熱を通じて、第１相と第２相の間で相変化材料を遷移させることを可能にする電流を伝えることができる。結晶相または概ね結晶相などの、比較的良好な伝導性を有する相から、非結晶相または概ね非結晶相などの、比較的低い伝導性を有する相に遷移するには、十分に強い電流による加熱を用いて、相変化材料を溶解させると、思われている。以下、“結晶”および“非結晶”という用語は、それぞれ、結晶相または概ね結晶相および非結晶相または概ね非結晶相を呼ぶために使用される。前記加熱は、第１導体、第２導体、抵抗器それ自体の抵抗、およびこれらの素子間の接触抵抗により達成することができる。これらの抵抗値のいずれが前記加熱に最も貢献するかは、一般に、これらの素子の材料および形状に依存する。加熱は、電流がオフにされたときに終了する。相変化材料は、次いで温度低下し、より非結晶質の配列となる。
【０００５】
比較的低い導電性を有する相から比較的高い導電性を有する相への遷移を誘発させる場合、前記加熱を、低い伝導性で初期的に打ち消し、相変化材料を通じて伝わる電流を制限する。十分に高い電圧、いわゆる破壊電圧を、抵抗器を通して印加することにより、電気的破壊を相変化材料内で局部的に誘発可能であると思われており、これは、高い局部電流密度をもたらす。対応する加熱は、次いで、相変化材料の温度を、その結晶化温度より高い値まで十分に増加させ、これにより、非結晶相から結晶相への相遷移を可能にする。
【０００６】
既知の電子デバイスを、電気的に調整可能な抵抗を有する抵抗器として用いることができる。この種の装置は、すべての種類の回路および集積回路に用いることが可能であり、これは、第１値と第２値の間で切り替え可能な抵抗を有する抵抗器を必要とする。
【０００７】
既知の電子デバイスは、電気的に書込みおよび消去可能なメモリセルとしての使用に、特に適しており、メモリセルは、電気抵抗の値に暗号化された情報を格納する。メモリセルは、例えば、抵抗が比較的低い際に“０”の値が割り当てられ、抵抗が比較的高い際に“１”の値が割り当てられる。抵抗は、抵抗器に電圧を印加し、対応する電流を測定することにより、容易に測定することができる。メモリ素子は、上述したように第１相から第２相への遷移を誘発させることにより、書込みおよび消去することができる。
【０００８】
既知の電子デバイスの不利な点は、非結晶相から結晶相への切り替え時間が、比較的に長いことである。これは、抵抗値を設定できる速度を制限する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、非結晶相から結晶相への切り換え時間が比較的短い、冒頭の段落で述べたような電子デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、独立請求項により定義される。従属請求項は、有利な実施形態を定義する。
【００１１】
本発明は、本発明において用いられる相変化材料の種類が、既知の相変化材料とは異なる結晶成長メカニズムを有する、という洞察に基づいている。電子デバイスに用いられる既知の相変化材料では、非結晶相から結晶相への相遷移は、核形成に基づいて発生する。すなわち、結晶化が、非結晶相内のいくつかのランダムに分配された点から開始する。したがって、既知のデバイスにおける結晶化時間は、非結晶相の体積から独立している。これは、既知の相変化材料ではおよそ５０ｎｓの核形成時間によって、制限されている。
【００１２】
これに比べて、本発明に係る電子デバイスは、いわゆる高速成長材料（fast growth material）である相変化材料を備える。高速成長材料では、結晶相が、非結晶相と結晶相の間の界面から、高速で、いわゆる結晶化速度で成長する。これらの材料については、結晶化時間は、非結晶相の体積に依存している。これは、非結晶相から結晶相への切り替え時間を、特に、非結晶相の大きさが比較的小さく、例えば５０ｎｍである場合に、比較的短くする。
【００１３】
光学式記録の分野では、Ｓｂ６９Ｔｅ３１の非結晶相と結晶相の間の相遷移に関連するこれらの有利な性質は、２００１年の日本応用物理学ジャーナル（Japanese Journal of Applied Physics）、ボリューム４０、１５９２〜１５９７頁の、Ｈ．Ｊ．ボーグ（Borg）らの文献“Phase-change media for high-numerical-aperture and blue-wavelength recording”により知られている。しかしながら、この文献は、高速成長材料が、驚くべきことに、他の性質を有していることを述べておらず、これらの性質は、これらの高速成長材料を、本発明に係る電子デバイスにおける相変化材料として適切なものとする。本発明の発明者らは、これらの高速成長相変化材料が、第１相と第２相の間で変化することが可能であり、抵抗器が、相変化材料が第１相か第２相かに依存する電気抵抗を有し、抵抗器は、第１相から第２相への遷移を可能にする電流を伝えることができること、を特に確立した。
【００１４】
好ましくは、本発明に係る電子デバイスは、少なくとも１ｍ／ｓの結晶化速度を有する相変化材料を備える。既知の電子デバイスの非結晶相変化材料は、およそ１０〜２０ｎｍの寸法を有する。本発明に係る相変化材料を、このような装置に適用すると、結果として１０〜２０ｎｓ以下の切り替え時間がもたらされる。
【００１５】
一実施形態において、相変化材料は、式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である。任意的に、材料は、例えば５原子パーセント未満の比較的少量の、例えばＡｓ，Ｓ，Ｓｅなどの、結晶化および電気的な破壊挙動を顕著に変化させない他の元素を含んでも良い。
【００１６】
本発明に係る電子デバイスは、高抵抗の非結晶状態から、低抵抗の結晶相に切り替えるために必要な破壊電圧が、既知の電子デバイスのそれよりも低いという、追加的利点を有する。これは、電子デバイスの切り替えに先進的（advanced）トランジスタを用いる際に特に有利であり、その理由は、先進的トランジスタが、より小さな寸法を有し、よって比較的小さな電圧のみ提供可能なためである。本発明者らは、破壊電圧が、非結晶状態にある相変化材料のバンドギャップとほぼ同様に増減すること、および、バンドギャップは、Ｓｂの量が増加するとともに減少することを確立した。好ましくは、相変化材料は、少なくとも５０原子パーセントのＳｂを含む。さらに好ましくは、相変化材料は、少なくとも１０原子パーセントの１つまたは複数の元素Ｍを備える。その理由は、そうすることにより、非結晶相の安定度が増加し、非結晶相にある相変化材料を、自発的な再結晶化が生じる前に、比較的高い温度にさらすことができるためである。
【００１７】
本発明に係る電子デバイスのさらなる利点は、結晶相の抵抗が、既知の電子デバイスのそれよりも低いという事実にある。したがって、結晶相における抵抗損失が、既知の電子デバイスのそれよりも小さく、電力の節約を可能にする。さらに、本発明に係る電子デバイスの第１導体と相変化材料の間および第２導体と相変化材料の間の接触抵抗は、既知の電子デバイスのそれよりも低い。これにより、より小さな第１接触エリアおよび／または第２接触エリアを使うことが可能となり、本発明に係る電子デバイスにおいて、結果として非結晶相と結晶相の切り替え時間がより短くなる。
【００１８】
本発明に係る電子デバイスでは、既知の電子デバイスよりも小量のＴｅが用いられる。これは、相変化材料が、より低反応となり、電子デバイスの安定度を向上させるという利点を有する。特に、相変化材料と、これに接続される導体の間の界面における反応は、減少する。加えて、本発明に係る電子デバイスの相変化材料は、Ｔｅの量が減少されていることにより、比較的低い蒸気圧を有し、したがって、より高い処理温度を加えることができる。好ましくは、相変化材料は、実質的にＴｅを含まない。
【００１９】
好ましくは、１つまたは複数の元素Ｍは、Ｇｅおよび／またはＧａを含む。Ｇｅおよび／またはＧａを含む相変化材料を備える電子デバイスは、結晶化温度が比較的高く、よって、非結晶相が比較的高い温度まで安定しているいという利点を有する。結晶化温度と、よって非結晶相の安定度とが、Ｇｅおよび／またはＧａ濃度の増加と共に上昇する。好ましくは、相変化材料は、合計で５〜３５原子パーセント、より好ましくは１５〜２５原子パーセントの範囲にある濃度のＧｅおよび／またはＧａを含んでいる。多くの場合、相変化材料は、３０原子パーセントよりも少ないＧｅを含むことが好ましく、その理由は、そうでない場合、結晶化温度と溶解温度が非常に高くなり、非結晶相から結晶相およびその逆の相遷移を誘発するために、比較的高いエネルギーが必要となるからである。結晶化速度は、ＧｅおよびＧａの合計濃度を増加させると減少する。この、結晶化速度のＧｅおよび／またはＧａ濃度への依存性を用いて、結晶化速度を調整しても良い。
【００２０】
さらに、相変化材料は、３５原子パーセント未満のＧａを含むことも好ましく、その理由は、より高いＧａ濃度では、抵抗を測定する際に誤差を生じ得る、非結晶相と結晶相の電気抵抗の差が、比較的小さいためである。好ましくは、相変化材料は、２５原子パーセント未満のＧａを含む。
【００２１】
一実施形態において、相変化材料は、Ｉｎおよび／またはＳｎを含む。好ましくは、相変化材料は、合計で５〜３０原子パーセントの範囲にある濃度のＩｎおよび／またはＳｎを含む。Ｉｎおよび／またはＳｎを含む相変化材料は、比較的速い結晶化速度と、比較的低い溶解温度を有し、これは、第１相から第２相への遷移を誘発させるために、比較的小さなエネルギーを必要とすることを意味する。多くの場合、相変化材料が合計で１５〜２５原子パーセントのＩｎおよび／またはＳｎを含むと有利である。好ましくは、相変化材料は、ほぼ２０原子パーセントのこれらの材料を備える。
【００２２】
相変化材料が、合計で２０原子パーセントを超えるＧｅおよび／またはＧａを含む場合、相変化材料が、ＩｎおよびＳｎから選択された３０原子パーセント未満の濃度にある１つまたは複数の元素をさらに含むことが好ましい。本実施形態に係る電子デバイスは、Ｇｅおよび／またはＧａの存在による、比較的高い非結晶相の安定度と、ＩｎおよびＳｎから選択された１つまたは複数の元素の存在による、比較的低い溶解温度とを有する。
【００２３】
本実施形態の変形において、相変化材料は、式ＳｂａＴｅｂＸ１００−（ａ＋ｂ）の組成物であり、ａ、ｂおよび１００−（ａ＋ｂ）は、１≦ａ／ｂ≦８および４≦１００−（ａ＋ｂ）≦２２を満たす原子百分率を表わし、Ｘは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である。後者の元素を加えることには、相変化材料が比較的速い結晶化速度を有するという利点がある。任意に、材料は、例えば５原子パーセントの比較的少量の、例えばＡｓ，Ｓ，Ｓｅなどの、結晶化および電気的な破壊挙動を顕著に変化させない他の元素を含んでも良い。
【００２４】
元素Ｘが、Ｇｅを含んでいる場合、有利である。Ｇｅを含む相変化材料を備える電子デバイスは、結晶化温度が比較的高く、よって、非結晶相が比較的高い温度まで安定しているいという利点を有する。
【００２５】
一実施形態において、相変化材料は、１０原子パーセントより多く２２原子パーセントより少ないＧｅを含んでいる。この場合、相変化材料の結晶化温度は、摂氏１８０〜２５０度の間となる。結晶化温度が摂氏１８０度より低い場合、非結晶相の安定度は、特に電子デバイスが比較的高い温度にさらされる場合に、不十分となり得る。結晶化温度が、例えば摂氏２５０度など、摂氏２００度より高い場合、非結晶相から結晶相への相遷移を誘発するために、比較的高い切り替え電力が必要となる。
【００２６】
第１接触エリアが、第２接触エリアと同じまたはより小さく、第１接触エリアが、特徴的寸法ｄ（ｎｍ）を有し、６・ａ／ｂがｄより小さい場合、有利である。本発明のこの実施形態は、結晶相から非結晶相への相遷移の実行を可能にするために、温度低下時間、すなわち相変化材料が結晶化温度より低い温度まで温度低下する時間が、結晶化時間、すなわち非結晶相から結晶相に戻る遷移に必要な時間よりも小さい必要がある、という洞察に基づいている。この条件が満たされない場合は、溶解した非結晶材料が、温度低下の間に再結晶化し、その結果、加熱の前と同じ相になってしまう。すなわち、結晶相から非結晶相への相遷移が不可能となる。
【００２７】
本発明に係る電子デバイスの相変化材料においては、結晶化が、非結晶相と結晶相の間の界面から開始する。したがって、結晶化時間は、非結晶の体積の特徴的寸法を、結晶化速度で割ることにより得られる。ここで、特徴的寸法は、相遷移の開始における、最後に結晶化する点と、非結晶相と結晶相の間の界面との間の最大距離である。この寸法は、第１接触エリアが第２接触エリアよりも大きくないという条件で、第１接触エリアの特徴的寸法により概算することができる。
【００２８】
本発明者らは、実験により、シミュレーションからの温度低下時間と、相変化材料の組成の関数としての結晶化速度とを測定した。これらのシミュレーションおよび測定の結果を、上述の基準と組み合わせて使用すると、非結晶相が温度低下する間に完全な再結晶化を防ぐために、６・ａ／ｂが、ｄ（ｄはｎｍ）よりも小さい必要があることを、示すことができる。
【００２９】
いくつかのケースでは、非結晶相の変化体積の特徴的寸法が、第１接触エリアを越えて延び、非結晶相が、第１接触エリアの大きさのほぼ２倍となる。よって、当該の要件は、ｄ（ｄはｎｍ）よりも小さい３・ａ／ｂに緩和することができる。この場合、２分の１の表面積を有する第１接触エリアを、用いることができる。
【００３０】
一実施形態において、抵抗器の相変化材料は、結晶構造を有する結晶化層に直接接触している。この結晶化層は、非結晶相を有する体積が、相変化材料とは異なる材料に直接接触している表面エリアを有するような状況において有利である。非結晶相から結晶相への相遷移を行う場合に、本発明に係る電子デバイスの相変化材料は、結晶相と非結晶相の間の界面から成長を開始する。したがって、相変化材料とは異なる材料に直接接触している表面エリアにおいて、結晶化が遅れ、比較的長い結晶化時間をもたらす。結晶化構造を有する結晶化層を導入することによって、表面エリアにおける結晶成長を促進することができる。好ましくは、結晶化層の結晶構造は、相変化材料のそれと同様のものである。
【００３１】
結晶化層が、１００ｎｍより小さい厚さを有している場合、有利である。結晶化層は、特にその結晶構造のために、潜在的なヒートシンクである。相遷移を促進するための加熱の間に、これに応じた相変化材料から流出する熱を限定するために、結晶化層を比較的に薄くするべきである。１００ｎｍより大きい厚さを有する結晶化層は、比較的大きな熱を、相変化材料から流出させる。好ましくは、結晶化層の厚さは、５０ｎｍよりも小さい。
【００３２】
好ましくは、結晶化層は、第１接触エリアと直接接触し、かつ／または第２接触エリアと直接接触している。その理由は、相変化材料が、第１接触エリアおよび／または第２接触エリアの近傍において、しばしば非結晶であるためである。結晶化層が、導電性であり、第１接触エリアと第２接触エリアを電気的に接続している場合、しばしば有利である。この場合、結晶化層は、相変化材料に並列して配置される電気的なバイパスを構成する。次いで、結晶化層は、相変化材料を間接的に加熱して第１相から第２相への遷移を促進するために使用することができる電流を、流すことができる。
【００３３】
好ましくは、結晶化層の溶解温度は、相変化材料の溶解温度よりも高い。好ましくは、結晶化層は化学的に比較的安定しており、結晶化層の材料が相変化材料と混合する可能性を減少させる。
【００３４】
結晶化層は、１つの電子デバイスに複数のビットが記憶される場合に、特に有利である。この場合、相変化材料の相遷移が行われる体積が、どのビットが記憶されるかを決定する。よって、第１接触エリアおよび／または第２接触エリアを越えて延びる相遷移が行われる体積を使用することが、しばしば便利である。特に、これらのケースでは、結晶化層が有益である。
【００３５】
本発明に係る電子デバイスの一実施形態において、第１導体と、第２導体と、抵抗器と、層とが、メモリ素子を構成し、ボディは、各メモリセルが各メモリ素子と各選択デバイスとを備える、メモリセルのアレイと、選択線のグリッドと、を備え、各メモリセルは、各選択デバイスに接続された各選択線を介して個別にアクセス可能である。
【００３６】
このような電子デバイスは、不揮発性、電気的書込み可能、電気的読み取り可能、および電気的消去可能なメモリとして用いることができる。各メモリセルが選択デバイスを備えるため、個別のメモリ素子を、読み取りすなわち電気抵抗の値を測定するため、ならびに書き込みおよび消去すなわち第１相から第２相への遷移を誘発するために、便利に選択することができる。
【００３７】
本発明のメモリ素子を、選択デバイスおよび選択線に電気的に結合して、メモリアレイを構成しても良い。選択デバイスは、各個別メモリセルに、隣接または離れたメモリセルのアレイに記憶された情報を害することなく、読み取りおよび書込みを行うことを可能にする。概して、本発明は、どのような特定の種類の選択デバイスの使用にも限定されない。選択デバイスの例としては、電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、および、例えば国際公開第９７／０７５５０号により知られるようなダイオードが挙げられる。電界効果トランジスタの例としては、ＪＦＥＴ、および、例えば国際公開第００／３９０２８号により知られるような金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）が挙げられる。ＭＯＳＦＥＴの例としては、ＮＭＯＳトランジスタおよびＰＭＯＳトランジスタが挙げられる。さらに、ＮＭＯＳおよびＰＭＯＳを、ＣＭＯＳ技術向けに、同一チップ上に形成してもよい。
【００３８】
通常、このような電子デバイスは、可能な限りコンパクトであり、このことは、隣接する抵抗器の間の相互距離が小さいことを意味する。本発明に係る絶縁材料を備えるこれらの電子デバイスにおいては、クロストークが減少する。
【００３９】
一実施形態において、選択装置は、ソース領域と、ドレイン領域と、ゲート領域とを有するＭＯＳＦＥＴを備え、選択線のグリッドは、ＮとＭを整数とする、Ｎ本の第１選択線と、Ｍ本の第２選択線と、出力線と、を備え、各メモリ素子の第１導体は、対応する金属酸化物半導体電界効果トランジスタのソース領域およびドレイン領域から選択された第１領域に電気的に接続され、各メモリ素子の第２導体は、出力線に電気的に接続され、ソース領域およびドレイン領域から選択され、第１領域と離れている、対応する前記金属酸化物半導体電界効果トランジスタの第２領域が、Ｎ本の第１選択線のうち１つに電気的に接続され、ゲート領域は、Ｍ本の第２選択線のうつ１つに電気的に接続される。
【００４０】
この種の装置においては、抵抗器を、選択デバイスに都合よく統合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１に示される電子デバイス１は、基板１０を備えるボディ２を有し、基板１０は、例えば、単一結晶ｐドープのシリコン半導体ウェハを備えても良い。基板１０の主面には、抵抗器７が、例えば酸化ケイ素である絶縁体１３に埋め込まれている。抵抗器７は、第１相と第２相の間で変化可能な相変化材料を備える。電子デバイス１の相変化材料は、高速成長材料（fast growth material）であり、好ましくは、少なくとも１ｍ／ｓの結晶化速度を有する。一実施形態において、相変化材料は、式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である。好ましくは、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．５を満たす。さらに好ましくは、ｃは、０．１０≦ｃ≦０．５を満たす。有利な相変化材料の群は、ＧｅおよびＧａ以外の合計で２５原子パーセントより小さい濃度の１つまたは複数の元素Ｍを有し、かつ／または、合計で３０原子パーセント未満のＧｅおよび／またはＧａを含む。２０原子パーセントを超えるＧｅおよびＧａと、ＩｎおよびＳｎから選択された合計で５〜２０原子パーセントの濃度の１つまたは複数の元素と、を含む相変化材料は、比較的高い結晶化速度を有し、同時に、比較的高い非結晶相の安定度を有する。
【００４２】
他の実施形態においては、相変化材料は、式ＳｂａＴｅｂＸ１００−（ａ＋ｂ）の組成物であり、ａ、ｂおよび１００−（ａ＋ｂ）は、１≦ａ／ｂ≦８および４≦１００−（ａ＋ｂ）≦２２を満たす原子百分率を表わし、Ｘは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、ＧａおよびＺｎから選択された１つまたは複数の元素である。相変化材料は、例えば、Ｓｂ７２Ｔｅ２０Ｇｅ８でも良く、上述の種類の相変化材料の他の実施形態を、以下に説明する。抵抗器７は、第１接触エリア５と、第２接触エリア６と、これら２つの接触エリアの間の電気抵抗Ｒと、を有する面を持つ。電気抵抗は、相変化材料が第１相である場合に、第１値を有し、相変化材料が第２相である場合に、第２値を有する。相変化材料は、２００１年の日本応用物理学ジャーナル（Japanese Journal of Applied Physics）、ボリューム４０、１５９２〜１５９７頁の、Ｈ．Ｊ．ボーグ（Borg）らの文献“Phase-change media for high-numerical-aperture and blue-wavelength recording”に記載されているように、スパッタリングにより付着させても良い。
【００４３】
ボディ２は、第１接触エリア５に電気的に接続された、例えば二ケイ化チタン（ＴｉＳｉ２）の第１導体３と、第２接触エリア６に電気的に接続された、窒化チタン（ＴｉＮ）の第２導体４と、をさらに備える。第１導体３および第２導体４は、金属線８および９にそれぞれ接続されている。金属線８および９は、タングステンを含み、かつ接触パッド１２および１１をそれぞれ有し、接触パッド１２および１１は、第１導体３と、第２導体４と、抵抗器７とを通して電流を伝導させ、相変化材料を加熱して、第１相から第２相への遷移を可能にする。第１接触エリア５と第２接触エリア６の界面の良好な安定のためには、相変化材料に、実質的にＴｅが含まれないことが好ましい。
【００４４】
電子デバイス１の切り替え挙動を特徴付けるために、電圧Ｕが、接触パッド１１および１２の間に印加され、この電圧によって流れる電流Ｉを測定した。このような測定の典型的な結果が、図２Ａおよび図２Ｂに示されており、実線と点線が、電圧Ｕと電流Ｉをそれぞれ表わしている。
【００４５】
図２Ａの測定では、抵抗器７は、最初に、ｔ＝０において非結晶相であった。ｔ＝５０ｎｓにおいて、約０．１５Ｖの第１電圧パルスが印加されたが、この電圧パルスの間、どのような顕著な電流Ｉも生じなかった。これは、抵抗器７の相変化材料が、実に高抵抗の非結晶状態であったことを証明している。ｔ＝２００ｎｓにおいて、約０．５Ｖの第２電圧パルスが印加され、この電圧パルスの間、３００μＡの電流Ｉが生じた。ここで、供給された電圧は、破壊電圧よりも大きく、したがって、顕著な電流Ｉが検出されている。ｔ＝３７０ｎｓにおいて、第１電圧パルスと実質的に同一の第３電圧パルスが印加され、約８０μＡの検出可能な電流Ｉが生じた。これは、相変化材料が、第３電圧パルスの間、低い抵抗を有する、より結晶質の相であることを示している。第２電圧パルスの間、抵抗器７を通して伝わった電流は、相変化材料を加熱して非結晶相から結晶相への変化を促進するのに、十分であった。
【００４６】
図２Ｂの測定では、抵抗器７は、最初に、ｔ＝０において結晶相であった。ｔ＝５０ｎｓにおいて、第１電圧パルスと実質的に同一の第４電圧パルスが印加され、約８０μＡの検出可能な電流Ｉが生じた。これは、相変化材料が、第３電圧パルスにおける状況と類似した低い抵抗を有する、より結晶質の相であることを示している。ｔ＝２００ｎｓにおいて、約０．８Ｖの第４電圧パルスが印加され、この電圧パルスの間、７００μＡの電流Ｉが生じた。ここで、印加された電圧は、結晶相を溶解させるのに十分であり、溶解した非結晶相の温度低下が、非結晶相にある相変化材料を凝固させるのに十分に高速に発生した。その結果、ｔ＝３７０ｎｓにおいて供給された、第１電圧パルスと実質的に同一の第６電圧パルスは、もはや、検出可能な電流Ｉを発生させない。
【００４７】
電圧パルスは、それぞれ、１０ｎｓの持続時間を有していた。図２Ａおよび図２Ｂの結果は、本発明に係る電子デバイス１が、長くても１０ｎｓの切り替え時間で、非結晶相から結晶相へ、および、結晶相から非結晶相へと切り替えできることを示しており、これは、既知の電子デバイスの切り替え時間よりも、約３〜５倍高速である。
【００４８】
本発明に係る電子デバイス１の電気的破壊挙動と、既知の電子デバイスのそれが、図３において比較されている。両方の装置において、電流Ｉは、印加電圧Ｕの関数として測定される。測定の開始において、相変化材料は非結晶相であった。０．１Ｖの電圧が、装置に印加され、その結果、小さな電流Ｉが発生した。続いて、電圧が増加され、各電圧に対して、対応する電流が測定された。
【００４９】
本発明に係る電子デバイス１では、ほぼＵｂｄ＝０．４５Ｖにおいて破壊が起こり、実質的な電流Ｉの増加をもたらした。既知の電子デバイスでは、ほぼＵｂｄ＝０．６Ｖにおいて破壊が起こった。電圧Ｕのさらなる増加は、結果として電流Ｉの直線的な増加をもたらす。破壊電圧Ｕｂｄより大きい電圧Ｕに対する、対応する差分抵抗が、Ｒｂｄで示されている。図３に示された結果は、本発明に係る電子デバイス１が、既知の電子デバイスよりも小さな破壊電圧を有することを示している。
【００５０】
相変化材料が、式ＳｂａＴｅｂＸ１００−（ａ＋ｂ）の組成物であり、ａ、ｂおよび１００−（ａ＋ｂ）は、１≦ａ／ｂ≦８および４≦１００−（ａ＋ｂ）≦２２を満たす原子百分率を表わし、Ｘは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、ＧａおよびＺｎから選択された１つまたは複数の元素である場合、電子デバイス１で用いられる相変化材料の結晶化速度は、図４に示されるようにＳｂ／Ｔｅの比を変化させることにより、調整することができる。結晶化速度は、１ｍ／ｓ以上であり、Ｓｂの量を、Ｔｅの量に対して増加させた場合、ほぼ直線的に増加する。本発明に係る電子デバイス１の相変化材料は、Ｓｂ／Ｔｅの比率が１より大きく８より小さいＳｂとＴｅとを含む。より大きな比率に対し、結晶化速度は、約４．５ｍ／ｓより上であるため、比率は、好ましくは、４より小さい。よって、相変化材料が、結晶化温度より下まで温度低下する前に結晶化するため、多くの場合、非結晶相を得ることは不可能である。相変化材料は、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、ＧａおよびＺｎから選択された４〜２２原子パーセントの元素Ｘをさらに含む。元素Ｘは、これらの元素を、１つまたは複数含んでも良い。この種の相変化材料の例が、表１に示されている。相変化材料の結晶化速度は、１ｍ／ｓより高く、元素Ｘの選択およびその濃度に依存せずに、Ｓｂ／Ｔｅの比率が増加するにつれて増加する。
【表１】
2006511971.tif 000003
【００５１】
表１：式ＳｂａＴｅｂＸ１００−（ａ＋ｂ）の組成物であり、ａ、ｂおよび１００−（ａ＋ｂ）は、１≦ａ／ｂ≦８および４≦１００−（ａ＋ｂ）≦２２を満たす原子百分率を表わし、Ｘは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、ＧａおよびＺｎから選択された１つまたは複数の元素である相変化材料の例。Ｇｅ、Ｉｎ、ＡｇおよびＧａは、相変化材料に含まれるこれらの元素の原子百分率を示し、Ｓｂ／Ｔｅは、ＳｂおよびＴｅの原子百分率の比率を示す。
【００５２】
相変化材料が、式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅを含む場合、電子デバイス１で用いられる相変化材料の結晶化速度は、図５に示されるように、Ｇｅ含有量を変化させることにより調整することができる。
【００５３】
式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である相変化材料は、表２に示される結晶化温度を有し、これらの結晶化温度は、ＧｅＴｅ−Ｓｂ２Ｔｅ３の対応線に近い組成物の結晶化温度よりも、概して５０〜１００℃高い。
【００５４】
これらの材料の追加的な利点は、高い結晶化温度が、比較的高いこと、および結晶相のシート抵抗が、４００℃までの温度において、実質的に温度に依存しないことである。
【表２】
2006511971.tif 000004
【００５５】
式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である相変化材料は、Ｓｂ８５Ｇａ１５およびＳｂ８５Ｇｅ１５に対して、図６Ａおよび図６Ｂにそれぞれ示されるシート抵抗Ｒを有し、このシート抵抗Ｒは、結晶化において、少なくとも２桁で変化する。
【表３】
2006511971.tif 000005
【００５６】
表３：式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である相変化材料の例。
【００５７】
他の実施形態において、図７に示されるように、電子デバイス１００が、図１の基板１０に類似した半導体基板１０２を備えるボディ１０１に形成されている。ボディ１０１は、メモリセルのＮ×Ｍアレイを備え、このアレイは、国際公開第００／５７４９８号により知られるアレイと同一である。この特許出願の、特に図４を参照されたい。ここで、ＮおよびＭは整数である。各メモリセルは、各メモリ素子１０３と、各選択デバイス１０４とを備える。図７に示される実施形態において、各メモリセルは、２つの独立したメモリ素子１０３Ａおよび１０３Ｂを備える。第１導体１３０Ａ、第２導体２７０Ａ、抵抗器２５０ならびに層１２７Ａおよび１２８が、メモリ素子１０３Ａを構成し、第１導体１３０Ｂ、第２導体２７０Ｂ、抵抗器２５０ならびに層１２７Ｂおよび１２８が、メモリ素子１０３Ｂを構成する。すなわち、メモリ素子１０３Ａおよび１０３Ｂは、同一の抵抗器２５０および同一の層１２８を共有する。図示されない他の実施形態においては、層１２８が省略され、層２５０が層２６０に直接接触している。図示されないさらに他の実施形態においては、層１２７Ａおよび／または１２７Ｂが省略される。
【００５８】
抵抗器２５０は、上述の相変化材料のうち１つを備える。抵抗器２５０は、第１接触エリア１３２Ａおよび１３２Ｂと、第２接触エリア２７２Ａおよび２７２Ｂと、を有する面を持つ。メモリ素子１０３Ａの一部として、抵抗器２５０は、第１接触領域１３２Ａと第２接触領域２７２Ａとの間に、電気抵抗を有し、この電気抵抗は、相変化材料が第１相である際に第１値を有し、相変化材料が第２相である際に第２値を有する。メモリ素子１０３Ｂの一部として、抵抗器２５０は、第１接触領域１３２Ｂと第２接触領域２７２Ｂとの間に、電気抵抗を有し、この電気抵抗は、相変化材料が第１相である際に第１値を有し、相変化材料が第２相である際に第２値を有する。
【００５９】
接触エリア１３２Ａおよび１３２Ｂは、それぞれ、第２接触エリア２７２Ａおよび２７２Ｂと同等、またはより小さい。第１接触エリア１３２Ａおよび１３２Ｂは、それぞれ、特徴的な寸法ｄを有する。一実施形態において、ＳｂおよびＴｅの原子百分率ａおよびｂは、それぞれ、ｄ／３よりも小さく、ｄはｎｍである。これは、所与のａ／ｂの比率に対し、第１接触エリア１３２の最小の特徴的寸法が、ｄｍｉｎ，１＝６・ａ／ｂであることを意味し、ここで、ｄはｎｍである。ａ／ｂのさまざまな比率に対するｄｍｉｎ，１の典型的な値が、表４に示されている。
【００６０】
非結晶の体積が、第１接触エリアを越えて延びた場合、第１接触エリア１３２の最小の特徴的寸法は、ほぼｄｍｉｎ，２＝３・ａ／ｂに緩和することができ、ここで、ｄはｎｍである。典型的な値が、表４に示されている。
【表４】
2006511971.tif 000006
【００６１】
表４：相変化材料が第１接触エリア１３２を超えて延びず、また、接触エリアの特徴的寸法のほぼ２倍まで延びる、電子デバイス１の最小の特徴的寸法。最初のケースでは、最小の許容可能な特徴的寸法は、ｄｍｉｎ，１であり、後者ではｄｍｉｎ，２である。
【００６２】
第１導体１３０Ａおよび１３０Ｂは、それぞれ、第１接触エリア１３２Ａおよび１３２Ｂに電気的に接続される。第２導体２７０Ａおよび２７０Ｂは、それぞれ、第２接触エリア２７２Ａおよび２７２Ｂに電気的に接続される。第１導体１３０Ａ、第２導体２７０Ａ、および抵抗器２５０は、相変化材料を加熱して第１相から第２相への遷移を可能にする電流を伝えることができ、これにより、第１メモリ素子１０３Ａの電気的抵抗を変化させる。同様に、第１導体１３０Ｂ、第２導体２７０Ｂおよび抵抗器２５０は、相変化材料を加熱して第１相から第２相への遷移を可能にする電流を伝えることができ、これにより、第２メモリ素子１０３Ｂの電気的抵抗を変化させる。
【００６３】
図７に示される実施形態に示されるように、絶縁材料の層２６０が、抵抗器２５０と出力線２７１の間に電気的分離を提供し、抵抗器２５０が第２導体２７０Ａおよび２７０Ｂのみを介して出力線２７１に接続されるようにする。絶縁層１４０は、第１導体１３０Ａを、第１導体１３０Ｂから電気的に分離する。ＢＰＳＧ（borophosphosilicate glass）を含んでも良い絶縁層１８０が、電子デバイス１００の上に付着される。
【００６４】
国際公開第００／５７４９８号により知られる電子デバイスに類似して、第１導体１３０Ａおよび１３０Ｂは、伝導性側壁スペーサであり、伝導性スペーサとも呼ばれ、絶縁領域１２６の側壁１２６Ｓに沿って形成される。抵抗器２５０と第１導体１３０Ａおよび１３０Ｂとの間の接触エリアは、それぞれ第１接触エリア１３２Ａおよび１３２Ｂである。したがって、抵抗器２５０と第１導体１３０Ａおよび１３０Ｂとの間の電気的結合のみが、第１接触領域１３２Ａおよび１３２Ｂのすべてまたは一部のそれぞれを通る。第１導体１３０Ａおよび１３０Ｂの残りは、絶縁層１２６および１４０により、抵抗器２５０から電気的に分離される。
【００６５】
代わりに、１つまたは複数の接触層を、国際公開第００／５７４９８号により知られるように、ビアホールの側壁面に等角的（conformally）に付着させることにより、第１導体１３０Ａおよび／または１３０Ｂを、伝導性側壁スペーサとして形成しても良い。ビアホールは、円形、四角形、長方形または不規則な形状でも良い。伝導性側壁スペーサは、また、１つまたは複数の接触層を、柱またはメサの側壁面に等角的に（conformally）付着させることにより形成しても良い。ビアの残りのスペースは、絶縁材料の層で埋められる。
【００６６】
電子デバイス１００において、図７に示すように、抵抗器２５０の相変化材料は、それぞれ結晶構造を有する結晶化層１２７Ａ、１２７Ｂおよび１２８に直接接触している。結晶化層は、結晶構造を有する。結晶化層は、導体、半導体または絶縁体でも良い。結晶化層は、例えば、ＰｂＴｅ、Ａｇ２Ｔｅ、ＣｒＴｅＰｂ、ＧｅおよびＳｉを含んでも良い。結晶化層は、２〜１００ｎｍの厚さを有する。結晶化層１２７Ａおよび１２７Ｂは、第１接触エリア１３２Ａおよび１３２Ｂに、それぞれ直接接触している。結晶化層１２８は、第２接触領域２７２Ａおよび２７２Ｂに直接接触している。結晶化層１２７Ｂは、導電性であり、第１接触エリア１３２Ｂと第２接触エリア２７２Ｂとを電気的に接続する。結晶化層１２７Ｂは、相変化材料と並列して配置される電気的なバイパスを構成する。
【００６７】
ボディ１０１は、Ｎ本の第１選択線１９０と、Ｍ本の第２選択線１２０と、出力線２７１と、を備えた選択線のグリッドを備え、各メモリセルが、各選択デバイス１０４に接続された各選択線１２０および１９０を介して個別にアクセス可能になっている。電子デバイス１００のメモリ素子１０３Ａおよび１０３Ｂのそれぞれは、選択デバイス１０４に電気的に結合され、選択デバイス１０４は、ＭＯＳＦＥＴであり、より具体的にはＮＭＯＳトランジスタである。ＭＯＳＦＥＴは、ｎドープのソース領域１１０と、ｎドープのドレイン領域１１２と、ゲート領域１１８と、を有する。ソース領域１１０およびドレイン領域１１２は、２つ以上のｎドープ材料の部分、すなわち軽度にドープされたｎ部分およびより重度にドープされたｎ＋部分を備えても良い。
【００６８】
ｎドープのソース領域１１０とドレイン領域１１２とは、チャネル領域１１４により分離される。チャネル領域１１４の上に形成されたゲート領域１１８は、ソース領域１１０からチャネル領域１１４を通じてドレイン領域１１２へと流れる電流を制御する。ゲート領域１１８は、好ましくはポリシリコンの層を備える。ゲート領域１１８は、絶縁領域１１６により、チャネル領域１１４から分離される。
【００６９】
チャネルストップ領域１１３が、ｎドープドレイン領域１１２に形成され、２つの隣接する、個別のＮＭＯＳトランジスタのための電気的に絶縁されたドレイン領域１１２を形成する。一般的に、チャネルストップ領域１１３は、ソースおよびドレイン領域１１０，１１２と反対の伝導タイプを有する。示されたＮＭＯＳ実施形態において、チャネルストップ領域１１３は、ｐドープのシリコンを含む。
【００７０】
ゲート領域１１８の上に形成されているのは、選択線１２０であり、選択線１２０は、好ましくはケイ化タングステンの層を備える。選択線１２０を用いて、電気信号をゲート領域１１８に供給する。選択線１２０の上に形成されているのは、絶縁体領域１２２であり、絶縁体領域１２２は、選択線１２０を、電子デバイス１００の隣接する領域から電気的に絶縁する。層１１６，１１８，１２０のスタックは、集合的にゲートスタックと呼ばれる。絶縁体領域１２６が、ゲートスタックの側壁面に形成される。
【００７１】
選択線１９０が、上側の絶縁領域１８０の上に形成される。選択線１９０は、アルミまたは銅などの伝導性材料から形成しても良い。タングステンプラグ１４４が、選択線１９０をドレイン領域１１０に電気的に接続する。図２に示される特定の実施形態において、２つのＮＭＯＳトランジスタが、タングステンプラグ１４４のそれぞれを共有していることに留意されたい。基板１０２と伝導性側壁スペーサ１３０Ａおよび１３０Ｂとの間、ならびに基板１０２と伝導性プラグ１２６との間の伝導性を向上させるために、ケイ化チタンの層（図示せず）を、シリコン基板の表面に形成しても良い。導体プラグ１４４は、絶縁層１２６により、ゲートスタックから電気的に絶縁される。
【００７２】
メモリ素子１０３Ａおよび１０３Ｂの第１導体１３０Ａおよび１３０Ｂは、それぞれ、対応する金属酸化物半導体電界効果トランジスタのソース領域１１０およびドレイン領域１１２から選択された第１領域に電気的に接続されている。図２の実施形態において、第１領域は、ドレイン領域１１２である。各メモリ素子１０３Ａおよび１０３Ｂの第２導体２７０は、出力線２７１に電気的に接続されており、出力線２７１は、例えば、第２導体２７０と同一の材料を備えても良い。ソース領域１１０およびドレイン領域１１２から選択され、第１領域と接触していない、対応する金属酸化物半導体電界効果トランジスタの第２領域が、Ｎ本の第１選択線１９０のうち１つに電気的に接続される。ゲート領域１１６は、Ｍ本の第２選択線１２０のうち１つに電気的に接続される。
【００７３】
代わりの実施形態において、電子デバイスは、国際公開第０２／０９２０６号の図のいずれかに示されるような構造、あるいは国際公開第０２／０９２０６号の記述において開示されるような構造を有する。
【００７４】
本発明に係る電子デバイスは、例えばコンピュータ、テレビジョン受信機または携帯電話などの、例えばデータ処理のためのプロセッサを備え、かつ、このプロセッサに情報記憶のためのメモリが結合されているような電子機器に、有利に使用することができる。電子機器は、出力端子に結合されたディスプレイをさらに備える。
【００７５】
要約すると、電子デバイス１，１００は、第１相と第２相の間で変化することが可能な相変化材料を備える抵抗器７，２５０を有するボディ２，１０１を持つ。抵抗器７，２５０は、相変化材料が第１相か第２相かに依存する電気抵抗を有する。抵抗器７，２５０は、第１相から第２相への遷移を可能にする電流を伝えることができる。相変化材料は、高速成長材料であり、式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物としても良く、ここで、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素であり、あるいは、式ＳｂａＴｅｂＸ１００−（ａ＋ｂ）の組成物としても良く、ここで、ａ、ｂおよび１００−（ａ＋ｂ）は、１≦ａ／ｂ≦８および４≦１００−（ａ＋ｂ）≦２２を満たす原子百分率を表わし、Ｘは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、ＧａおよびＺｎから選択された１つまたは複数の元素である。
【００７６】
上述の実施形態は、本発明の限定ではなく例示であること、また、当業者が、添付される特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの代わりの実施形態を設計可能であることに留意すべきである。特許請求の範囲においては、括弧内に記載されるどのような参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「備える」という語は、特許請求の範囲に列記されるもの以外の要素またはステップの存在を除外しない。要素に先行する「１つの」という語は、このような要素が複数存在することを除外しない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
本発明に係る電子デバイスのこれらおよび他の態様は、図面を参照にしてさらに明確にされ、説明される。
【図１】図１は、電子デバイスの実施形態の断面である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、非結晶相から結晶相および結晶相から非結晶相への切り替えのプロットである。
【図３】図３は、非結晶相から結晶相に切り替える際の印加電圧の関数としての電流のプロットである。
【図４】図４は、Ｓｂ／Ｔｅ比率の関数としての結晶化速度のプロットである。
【図５】図５は、Ｇｅ含有量の関数としての結晶化速度のプロットである。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ、Ｓｂ８５Ｇａ１５およびＳｂ８５Ｇｅ１５の温度の関数としてのシート抵抗Ｒのプロットである。
【図７】図７は、電子デバイスの他の実施形態の断面であり、いくつかの表を参照している。
【００７８】
表１は、電子デバイスに用いられるＴｅを含む相変化材料の実施形態を示している。
表２は、さまざまな組成に対する結晶化温度を示している。
表３は、式Ｓｂ１−ｃＭｃの組成物であり、ｃは、０．０５≦ｃ≦０．６１を満たし、Ｍは、Ｇｅ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｔｅ、ＺｎおよびＳｎの群から選択された１つまたは複数の元素である相変化材料の例を示している。
表４は、表１の相変化材料のための最小の特徴的寸法を示している。
図面は、縮尺して描かれたものではない。概して、同一の構成要素は、同一の参照番号により示されている。
【図１】
2006511971.tif 000007
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2006511971.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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2006511971.tif 000013
【図７】
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【国際調査報告】
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