(57)【要約】  相変化材料と、それとともにオーミック接触を形成する電極と、を有する、相変化メモリセル、構造、およびデバイスが開示され、説明される。そのような電極は、１０から１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率を有し得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化メモリ構造体であって、
メモリセルの相変化材料と、
前記相変化材料とオーミック接触を形成する電極材料と、
前記電極材料に約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率を提供する、前記電極材料内で拡散されるドーパントと、
を備える、相変化メモリ構造体。
【請求項２】
ドープされた前記電極材料は、形成されると、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項３】
ドープされた前記電極材料は、約６００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１または２に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項４】
ドープされた前記電極材料は、約２０℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から３のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項５】
ドープされた前記電極材料は、約４００℃から約８００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から４のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項６】
ドープされた前記電極材料は、約２０℃から約４００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から５のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項７】
ドープされた前記電極材料は、約２０℃の温度および約６００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から６のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項８】
ドープされた電極は、製造の後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から７のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項９】
ドープされた電極は、３時間４００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から８のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１０】
ドープされた電極は、３時間５００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から９のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１１】
ドープされた電極は、少なくとも１０００回の書き込みおよび消去サイクルの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１２】
前記電極材料は、非晶質炭素、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる群から選択される部材である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１３】
前記電極材料は非晶質炭素であり、前記ドーパントはシリコンである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１４】
前記シリコンは最大で約２０ａｔ％で前記非晶質炭素にドープされる、請求項１３に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１５】
前記シリコンは約５ａｔ％から約１０ａｔ％で前記非晶質炭素にドープされる、請求項１３または１４に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１６】
前記電極材料はタングステンシリサイドであり、前記ドーパントは窒素である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１７】
前記電極材料は、約１：３から約１：５のａｔ％タングステン対シリコン比を有する、請求項１６に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１８】
前記電極材料は、約１：４のａｔ％タングステン対シリコン比を有する、請求項１６または１７に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項１９】
前記電極材料は、ドープされた前記電極材料を形成するのに十分な窒素の存在下で形成される、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２０】
前記窒素は、前記電極材料の形成中に約２０ｓｃｃｍから約６０ｓｃｃｍの流速で存在する、請求項１９に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２１】
前記窒素は、前記電極材料の形成中に約４０ｓｃｃｍの流速で存在する、請求項１９または２０に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２２】
前記電極材料は炭化ケイ素材料であり、前記ドーパントはタングステンである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２３】
シリコンは最大で約９５ａｔ％の濃度で前記炭化ケイ素材料に存在する、請求項２２に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２４】
シリコンは最大で約５０ａｔ％の濃度で前記炭化ケイ素材料に存在する、請求項２２または２３に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２５】
前記炭化ケイ素材料は約１：１から約１：９のａｔ％シリコン対炭素比を有する、請求項２２から２４のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２６】
前記タングステンは最大で約２０ａｔ％で前記炭化ケイ素材料にドープされる、請求項２２から２５のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２７】
前記タングステンは最大で約１５ａｔ％で前記炭化ケイ素材料にドープされる、請求項２２から２６のいずれか一項に記載の相変化メモリ構造体。
【請求項２８】
スタック構造を備える相変化メモリセルであって、
前記スタック構造は、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されて前記第１の電極および前記第２の電極とオーミック接触を形成する相変化材料と、
第３の電極と、
前記第３の電極と前記第２の電極との間に配置される選択デバイス材料と、
を有し、
前記第１の電極、前記第２の電極、または前記第３の電極のうち少なくとも１つは、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となるようドープされた電極材料を含む、
相変化メモリセル。
【請求項２９】
少なくとも前記第１の電極および前記第２の電極は、前記ドープされた電極材料を含む、請求項２８に記載の相変化メモリセル。
【請求項３０】
前記ドープされた電極材料はシリコンでドープされた非晶質炭素である、請求項２８または２９に記載の相変化メモリセル。
【請求項３１】
前記ドープされた電極材料は窒素でドープされたタングステンシリサイドである、請求項２８または２９に記載の相変化メモリセル。
【請求項３２】
前記ドープされた電極材料はタングステンでドープされた炭化ケイ素である、請求項２８または２９に記載の相変化メモリセル。
【請求項３３】
相変化メモリ構造体を形成する方法であって、
第１の電極、第２の電極、および、第３の電極を形成する段階であって、相変化材料が前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置され、選択デバイス材料が前記第２の電極と前記第３の電極との間に配置された、段階を備え、前記第１の電極、第２の電極または第３の電極のうち少なくとも１つは、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となるドープされた電極材料を含む、方法。
【請求項３４】
前記ドープされた電極材料は、非晶質炭素を成膜し、シリコンをドープすることによって形成される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記シリコンは最大で２０ａｔ％で前記非晶質炭素にドープされる、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記シリコンは約５ａｔ％から約１０ａｔ％で前記非晶質炭素にドープされる、請求項３４または３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ドープされた電極材料は、窒素のドープに十分な分圧における窒素ガス環境で、タングステンおよびシリコンの同時スパッタリングによって形成される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記窒素は、２０ｓｃｃｍから６０ｓｃｃｍの流速で同時スパッタリング中に存在する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記窒素は、４０ｓｃｃｍの流速で同時スパッタリング中に存在する、請求項３７または３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ドープされた電極材料は炭化ケイ素材料の成膜およびタングステンをドープすることによって形成される、請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
前記タングステンは、最大で２０ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記タングステンは、最大で１５ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる、請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４３】
相変化メモリ構造体の電極を製造する方法であって、
電極材料を提供する段階と、
前記電極材料に約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率を提供するよう前記電極材料をドープする段階と、
前記相変化メモリ構造体において、相変化材料と隣接して、ドープされた前記電極材料を含ませる段階と、を備える、方法。
【請求項４４】
前記ドープされた電極材料は、約６００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記ドープされた電極材料は、約２０℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３または４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記ドープされた電極材料は、約４００℃から約８００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３から４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記ドープされた電極材料は、約２０℃から約４００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３から４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記ドープされた電極材料は、約２０℃の温度および約６００℃の温度で測定された場合、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３から４７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記ドープされた電極は、３時間４００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３から４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記ドープされた電極は、３時間５００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３から４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記ドープされた電極は、少なくとも１０００回の書き込みおよび消去のサイクルの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる、請求項４３から５０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５２】
前記電極材料は、非晶質炭素、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる群から選択される部材である、請求項４３から５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記電極材料は非晶質炭素であり、ドーパントはシリコンである、請求項４３から５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
前記シリコンは最大で約２０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記シリコンは約５ａｔ％から約１０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる、請求項５３または５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記電極材料はタングステンシリサイドであり、前記ドーパントは窒素である、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
前記電極材料は、約１：３から約１：５のａｔ％タングステン対シリコン比を有する、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記電極材料は、約１：４のａｔ％タングステン対シリコン比を有する、請求項５６または５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記電極材料は、前記ドープされた電極材料を形成するのに十分な窒素の存在下で形成される、請求項５６から５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
前記窒素は、前記電極材料の形成中に約２０ｓｃｃｍから約６０ｓｃｃｍの流速で存在する、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記窒素は、前記電極材料の形成中に約４０ｓｃｃｍの流速で存在する、請求項５９または６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記電極材料は炭化ケイ素材料であり、ドーパントはタングステンである、請求項４３から５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６３】
シリコンは、最大で約９５ａｔ％の濃度で前記炭化ケイ素材料に存在する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
シリコンは、最大で約５０ａｔ％の濃度で前記炭化ケイ素材料に存在する、請求項６２または６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記炭化ケイ素材料は約１：１から約１：９のａｔ％シリコン対炭素比を有する、請求項６２から６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６６】
前記タングステンは最大で約２０ａｔ％で前記炭化ケイ素材料にドープされる、請求項６２から６５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６７】
前記タングステンは最大で約１５ａｔ％で前記炭化ケイ素材料にドープされる、請求項６２から６６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
相変化メモリは、材料の物理状態の検出可能な変化を情報ストレージ媒体として用いる、一種の不揮発性ランダムアクセスメモリである。例えば、情報を格納して、次に情報を取り込むために、非晶質状態から結晶状態への、またはその逆の、材料の相変化が誘導されて次に検出され得る。簡略された例として、カルコゲナイド材料が、非晶質状態の材料を液化する態様で、加熱および冷却され得る。または、カルコゲナイド材料が、結晶状態の材料を液化する態様で、加熱および冷却され得る。他の特定の加熱および冷却プロトコルが、完全な非晶質状態と完全な結晶状態との間のスペクトルにわたる様々な特定の結晶度でカルコゲナイド材料の固化をもたらすよう使用され得る。
【０００２】
相変化材料の固化状態は不揮発性であり、従って、再プログラミングされるまで、結晶質、準結晶質、非晶質、または準非晶質のうちどの状態に固化しているかが保持される。これは、本材料の状態は、ひとたび固化すると電力に依存しないという事実による。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】非晶質炭素材料の抵抗率特性のグラフ表示の図である。
【図２】本発明の一実施形態による相変化メモリセルの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態によるデータのグラフ表示の図である。
【図４】本発明の一実施形態によるデータのグラフ表示の図である。
【図５】本発明の一実施形態によるデータのグラフ表示の図である。
【図６】本発明の一実施形態によるデータのグラフ表示の図である。
【図７】本発明の一実施形態によるデータのグラフ表示の図である。
【図８】本発明の一実施形態による相変化メモリセルを含む、相変化メモリアレイまたはシステムの実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の詳細な説明は例示の目的で多くの仕様を含むが、以下の詳細に対して多くの改変および変更が成され得ること、および、本明細書に含まれるとみなされることを、当業者は理解するだろう。
【０００５】
従って、以下の実施形態は、記載されるいかなる請求項の一般性にも一切損失がないよう、また、記載されるいかなる請求項にも限定を課すことがないよう、記載される。また、本明細書に用いられる術語は特定の実施形態を記述する目的のみであり、限定の意図はないものと理解される。別のことが定義されない限り、本明細書で用いられる全ての技術的および科学的用語は、本開示が属する当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。
【０００６】
本明細書および添付の特許請求の範囲に用いられるように、単数形「ある（ａ）」「ある（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかに別のことを規定していない限り、複数の指示対象を含む。従って、例えば、「ある層（ａ  ｌａｙｅｒ）」への言及は、そのような複数の層を含む。
【０００７】
本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」などは、米国特許法においてそれらに帰する意味を有し得、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などの意味であり得、一般に非限定的用語と解釈される。用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」または「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ  ｏｆ）」は、限定的な用語であり、米国特許法に従うものと同様に、そのような用語と併せて特に列挙されたコンポーネント、構造、段階、または同様のもののみを含む。「本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」または「本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」は、米国特許法によって一般にそれらに帰する意味を有する。特に、そのような用語は一般に限定的な用語であり、追加の項目、材料、コンポーネント、段階、または要素を含むことが可能な例外はあるが、それらの例外は、それと関連して用いられる（複数の）項目の、基本的で新規な特性または機能には実質的に影響しない。例えば、組成物内に存在するが、組成物の性質または特性に影響しない微量元素は、「本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」の言葉とともに存在した場合、たとえそのような術語の後に続く項目のリストにおいて明示的に列挙されていなくても、許容されるであろう。「備える」または「含む」のような非限定的用語を使用する場合、「からなる」の言葉と同様に「本質的に〜からなる」の言葉にも、およびその逆でも、あたかも明示的に記載されるかのように、直接のサポートが与えられるべきであることが理解される。詳細な説明および特許請求の範囲における用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、などは、もしあれば、同様の要素の間の区別のために用いられ、必ずしも、特定の順列的な、あるいは時系列的な順序を記述するためのものではない。そのように用いられる用語は、本明細書で説明される実施形態が、例えば、本明細書で例示されるもの以外の、またはそうでなければ本明細書で説明されるもの以外の順序での動作を可能にするよう、適切な状況下では相互に交換可能であることが、理解される。同様に、本明細書に説明される方法が一連の段階を有する場合、本明細書に提示されたそのような段階の順序は、そのような段階が実行され得る唯一の順序とは必ずしも限らず、記載されたある段階が場合によっては省略され得、および／または、本明細書で説明されないある他の段階が場合によっては方法に追加され得る。
【０００８】
詳細な説明および特許請求の範囲における用語「左」、「右」、「前方」、「後方」、「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」などは、もしあれば、説明の目的のために用いられるものであり、必ずしも恒久的な相対的位置を記述するために用いられるとは限らない。そのように用いられる用語は、例えば、本明細書に説明された実施形態が、例示された方向以外の、そうでなければ、本明細書に説明された方向以外の方向に動作することができるよう、適切な状況下で相互に交換可能であると理解される。本明細書で用いられる用語「結合された」は、電気的または非電気的態様で、直接的または間接的に接続されることとして定義される。本明細書において互いに「隣接する」として説明された物体または構造は、文言が用いられる文脈に応じて、互いに物理的に接触してもよく、互いに近接してもよく、または互いに同一の一般的な領域またはエリアにあってもよい。本明細書の文言「１つの実施形態において」または「一態様において」の存在は、必ずしも全て同一の実施形態または態様に言及するものではない。
【０００９】
本明細書で用いられるように、「選択デバイス材料」は相変化メモリ構造体またはデバイスに用いることが容認できる多数の材料に言及し得、それらの必要な機能または所望の特性によって判断され得る。一例において、選択デバイス材料は相変化材料であり得る。そのような材料は、情報の記録および格納に用いられるセルの相変化材料と、同一であってもよく、同様であってもよく、または異なってもよい。別の態様において、そのような材料は、導体、半導体、または誘電体材料であり得る。そのような材料は、デバイスにおけるその位置に関して意図された機能を実行するよう、必要に応じて選択され得る。
【００１０】
本明細書に用いられるように、「拡張された」、「向上された」、「性能が拡張された」、「アップグレードされた」などは、デバイスまたは処理の説明に関連して用いられる場合、以前に知られているデバイスまたは処理と比較してより良好な形態または機能を提供するデバイスまたは処理の特性に言及する。このことは、全体としてそのようなデバイスまたは処理にあてはまるのと同様に、デバイスまたは処理内の個別のコンポーネントの形態および機能の両方にあてはまる。
【００１１】
本明細書に用いられるように、用語「実質的に」は、動作、特徴、特性、状態、構造、項目、または結果の、完全な、またはほぼ完全な度合または程度に言及する。例えば、「実質的に」囲まれた物体とは、物体が、完全に囲まれたか、ほぼ完全に囲まれたかのいずれかであることを意味するであろう。絶対的な完全から厳密に許容可能な逸脱の程度は、いくつかの場合に特定文脈に依存し得る。しかし、一般に言えば、あたかも絶対的および全体の完成が得られたかのような同一の総合結果を有するよう、完成との近さが存在するだろう。「実質的に」の使用は、同様に、動作、特徴、特性、状態、構造、項目、または結果が完全に欠けるか、ほぼ完全に欠けるかに言及する否定的な意味合いで用いられる場合、等しく適用可能である。例えば、ある粒子が「実質的にない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ  ｏｆ）」組成は、完全に粒子が欠けているか、または、あたかも完全に粒子が欠けているかのような同一の効果がありそうなように、ほぼ完全に粒子が欠けているか、のいずれかであろう。言い換えれば、ある成分または要素が「実質的にない」組成は、それらの測定可能な効果が全くない限り、そのような項目をなお実際に含んでいてよい。
【００１２】
本明細書に用いられるように、用語「約」は、与えられた値が、終止点から「少し上」または「少し下」であり得ることを提供することによって、数値範囲の終止点に柔軟性を提供するよう用いられる。しかし、たとえ用語「約」が特定数値に関連して本明細書内で用いられる場合にも、「約」の術語から別に列挙された正確な数値に対するサポートがまた提供されることを理解されたい。
【００１３】
本明細書に用いられるように、複数の項目、構造的要素、組成的要素、および／または材料は、利便のために共通のリストに提示され得る。しかし、これらのリストは、リストの各部材があたかも別個のおよび一意的な部材として個別に識別されるように解釈されるべきである。従って、そのようなリストのいかなる個別の部材も、それとは逆に、表示無しに共通の群内に存在することのみに基づいて、同一のリストの何らかの他の部材の事実上の均等物として解釈されるべきではない。
【００１４】
濃度、量、および他の数値データが、本明細書において、範囲フォーマットで表され得るか提示され得る。そのような範囲フォーマットは、利便と簡潔のために用いられるに過ぎず、従って、範囲の制限として明示的に列挙される数値のみを含むのでなく、あたかも各数値およびサブレンジが明示的に列挙されるようにその範囲内に包含される、全ての個別の数値またはサブレンジもまた含むよう柔軟に解釈されるべきであることが理解される。例示として、「約１から約５」の数値範囲は、明示的に列挙された約１から約５の値のみを含むのでなく、指示された範囲内の個別の値およびサブレンジもまた含むと解釈されるべきである。従って、２、３、および４などの個別の値、ならびに１から３、２から４、および３から５などのサブレンジ、同様に１、１．５、２、２．８、３、３．１、４、４．７、および５は個別に、本数値範囲内に含まれる。
【００１５】
この同一の原理は、最小値または最大値として１つの数値のみを列挙する範囲にもあてはまる。更に、そのような解釈は、説明されている範囲または特性の幅に関わらず適用すべきである。
【００１６】
本明細書で用いられる場合、別のことが記載されない限り、比など互いに相対的な数値を含む、材料の組成内の材料の含有量に適用されるものとしての数値は、原子％（すなわちａｔ％）で測定されるものとみなされ得る。
【００１７】
本明細書全体にわたって、「一例」への言及は、例に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体の様々な箇所における、文言「一例において」の出現は、必ずしも全てが同一の実施形態に言及するものではない。
例の実施形態
【００１８】
技術的実施形態の初期概要が以下に提供され、更に詳細に、特定の技術的実施形態が次に説明される。この初期概要は、読者がより迅速に技術を理解することに役立つことを意図するが、しかし、重要な、または本質的な技術的特徴を識別する意図はなく、請求された発明の範囲を限定する意図もない。
【００１９】
相変化メモリセルまたは構造体は、典型的には動作させるための複数のコンポーネントを含む。例えば、誘導条件下で相を変化させおよび保持する材料、相変化材料への電気的アクセスを提供する電極、および、相変化材料間を絶縁する誘電層は全て、典型的な相変化メモリコンポーネントである。相変化材料、例えば、カルコゲナイド材料に接触する電極が、所望の範囲の動作温度の全てまたは実質的な全てにわたって特定の特性を有することは、有益であり得る。そのような温度は、例えば、約室温から、約６００℃であり得る相変化材料の融点までにわたることがある。そのような高いプログラミング温度および消去温度は、幾千回も実行されることがあり、従って、デバイスの性能の経時劣化をもたらすことがある。
【００２０】
電極材料の材料組成は、そのようなメモリセルまたは構造体の性能に大幅に影響することがあり、従って、そのようなメモリセルが組み込まれるメモリデバイスの性能に大幅に影響することがある。望ましい電極材料の例示的で非制限的な特性は以下を含み得る。１）電極材料の粗さを制御するよう、非晶質状態のままでいるか、そうでなければ非晶質状態を維持する。２）所望の範囲内の安定した抵抗を、特にデバイスの動作耐用年数の全体にわたって維持する。３）相変化材料と低抵抗オーミック接触を形成する。および、４）プログラミング操作（すなわち、相変化材料の相を変化させる）中の熱消散を防止または制限するよう、低い熱伝導性を有する。他の望ましい特性は、相変化材料との十分な機械的接着を含み得る。それは、相変化材料との化学反応を回避するよう、相変化材料に関して化学的に安定しているか不活性であり、セル材料の望ましくない汚染を防止または制限するよう、電極を通した要素の拡散を防止または制限する。
【００２１】
相変化メモリのための一電極材料は非晶質炭素であり、ある場合は、これは物理的成膜（ＰＶＤ）技術によって成膜され得る。非晶質炭素電極は多くの望ましい特性を有する一方で、特定の特性が欠けており、従って、少なくともいくつかの場合には、相変化メモリセルの性能に悪影響を与えることがある。例えば、非晶質炭素材料はサーマルバジェットのもとで発展する（例えば、セルのプログラミング操作中、バックエンド統合中など）。炭素電極のこの発展は、電極層におけるｓｐ２芳香族クラスタの増大を伴う炭素格子の再配置に主に起因し得る性能ドリフトをもたらす。別の例として、安定化後の非晶質炭素材料の抵抗は、良好な性能に対して最適であるものよりも著しく低くなることがある。更に、温度が増大するにつれて非晶質炭素材料の抵抗率は減少する。性能の観点から、温度の増大と共に電極材料の抵抗率を増大させることがより望ましい。非晶質炭素材料は高い粗さを示すことがあり、それは成膜中の処理条件に敏感なことがあり、それ自体がデバイスの性能に悪影響を与えることがある。
【００２２】
図１は、様々な熱アニールに従って約室温から約６００℃までで測定された、非晶質炭素材料の抵抗率を示す。参照のために、製造中の電極材料は、含まれる材料および製造プロセスに依存するが、典型的には約４００℃のサーマルバジェットを受ける。水平破線の間の領域は１０ｍＯｈｍ・ｃｍから１００ｍＯｈｍ・ｃｍまでの範囲の抵抗率を表す。図１は、成膜された状態の（１０２）、３時間４００℃のアニールの後の（１０４）、および３時間６００℃のアニールの後の、非晶質炭素の抵抗率を示す。
【００２３】
上記の限界および不利な点は、様々な新規な電極材料の使用を通して克服され得るか、そうでなければ軽減され得る。そのような材料の３つの例として、シリコンをドープされた非晶質炭素、窒素をドープされたタングステンシリサイド（ＷＳｉＸ）およびタングステンをドープされた炭化ケイ素が挙げられる。相変化メモリセルにおいてそのような電極材料を用いることで、非晶質炭素電極と比較した際に優れた性能および動作を提供し得る。
【００２４】
従って、一例において、メモリセルの相変化材料と、相変化材料とオーミック接触を形成する電極材料と、ドープされた電極材料が約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率を有するよう電極材料内に拡散されるドーパントと、を含む相変化メモリ構造体が提供される。一例において、約６００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。別の例において、約２０℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。さらに別の例において、約４００℃から約８００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。さらなる例において、約２０℃から約４００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。よりさらなる例において、約２０℃の温度および約６００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００２５】
更に、ある例において、ドープされた電極材料は、形成されると約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。従って、非晶質炭素電極材料に対して、ドープされた電極材料は、成膜されると約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの範囲内の抵抗率となる。別の例において、ドープされた電極は、製造の後に約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。一態様において、製造の後に、しかし使用（例えば、任意の書き込み機能の実行）の前に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となることがあり得る。説明されてきたように、一般に電極材料は、製造プロセス中に約４００℃のサーマルバジェットを受ける。別の例において、ドープされた電極は、３時間４００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。さらに別の例において、ドープされた電極は、３時間５００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。さらなる例において、ドープされた電極は、３時間６００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。更に、別の例において、ドープされた電極は、少なくとも１０００回の書き込みおよび消去サイクルの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００２６】
図２は、１つの例示的な相変化メモリセルまたは構造体の構成を示す。メモリセルはワード線２０２または他の構造を含み得、それによってメモリセルはメモリデバイスへ組み込まれる。メモリセルは、選択デバイス材料２０４および相変化材料２０６をまた含む。電極２０８は、選択デバイス材料２０４および相変化材料２０６の少なくとも２つの側に配置され、従って、これらの材料層および関連づけられた電極のそれぞれの間にオーミック接触が形成される。図２に示された電極の位置の１または複数は、ドープされた電極材料を含み得る。ある例において、相変化材料２０６と接触する電極の１つまたは両方は、ドープされた電極材料を含み得る。他の例において、選択デバイス材料２０４と接触する電極の１または複数は、ドープされた電極材料を含み得る。さらに他の例において、相変化材料２０６または選択デバイス材料２０４のいずれかと接触する電極の全ては、ドープされた電極材料を含み得る。
【００２７】
代替の配置において、ワード線に対して相変化材料が選択デバイス材料よりも近くなるよう、選択デバイス材料および相変化材料の順序は反転され得ることに留意する。
【００２８】
説明されたように、様々なドープされた電極材料が利用され得る。一例において、ドープされた電極材料はシリコンをドープされた非晶質炭素材料であり得る。図３は、ドープされていない非晶質炭素（Ｃ）とシリコンをドープされた非晶質炭素との間の電気特性の比較を示す。影がついたボックスは、１０ｍＯｈｍ・ｃｍから１００ｍＯｈｍ・ｃｍの範囲の目標抵抗を表す。成膜された状態の非晶質炭素（◇）と、６００℃アニール後の非晶質炭素（◆）との両方が、目標範囲の外側の抵抗率値となる。シリコンをドープされた非晶質炭素材料は、成膜された状態（□）と、６００℃アニール後（■）との両方で、様々なシリコンａｔ％値に関する目標範囲内の抵抗率値となる。
【００２９】
非晶質炭素内のシリコンドーパントの含有量は、ドープされていない非晶質炭素と比較して拡張された抵抗率を有する材料をもたらす任意の原子比を含み得る。一例において、シリコンは最大で約２０ａｔ％の量で非晶質炭素にドープされ得る。別の例において、シリコンは約５ａｔ％から約１０ａｔ％で非晶質炭素にドープされ得る。範囲に列挙された術語「最大で（ｕｐ  ｔｏ）」は、下限を有するものと理解されることに留意する。特に、「最大で」特定の数の量という、組成内の要素の記述は、組成の要素として積極的に列挙されるという事実により、必ずそのような要素の何らかの最小量を必要とするものである。更に、当業者は、そのような範囲は別の材料にドーパントを導入することに関し、ある量の材料が導入されることを必ず暗示すると理解するであろう。
【００３０】
更に、シリコンをドープされた非晶質炭素は温度感度に対して低い抵抗率（ロー）を示し、最終的な抵抗率は材料のケイ素含有量を変更することによって所望の範囲へ微調整し得る。図４は、温度の範囲にわたって抵抗率を測定された、異なるケイ素含有量を有する２つの材料の例を示す。ＳｉＣ３−９７（４０２）は３ａｔ％のシリコンおよび９７ａｔ％の炭素から構成され、ＳｉＣ７−９３（４０４）は７ａｔ％のシリコンおよび９３ａｔ％の炭素から構成される。この比較は、ケイ素含有量を変更することによって電極材料の抵抗性の特性をシフトまたは調整することが可能であることを明示する。
【００３１】
別の例において、ドープされた電極材料は、窒素をドープされたタングステンシリサイド（ＷＳｉＸ、例えばタングステンシリサイド、二珪化タングステンディシリサイドなど）材料であり得る。様々なタングステン対シリコン比が想定され、任意の有用な材料組成が現在の範囲内にあるとみなされる。一例において、タングステンシリサイド材料は約１：３から約１：５のａｔ％タングステン対シリコン比を有し得る。別の例において、タングステンシリサイド材料は約１：４のａｔ％タングステン対シリコン比を有し得る。そのような窒素をドープされた電極材料は、機能する相変化メモリセルにおいて経験し得るものに近い温度での熱処理において、強化または向上された安定性を示す。そのような材料は、約１００倍の非晶質炭素と比較して、サーマルバジェット後に約１０倍の抵抗率低下を示す。図５に示されるように、所望の抵抗率を実現するように、ドープされた電極材料は調整され得、そのようなものとして、成膜されたときの状態から製造された後の状態まで、更に、幾千ものプログラミングサイクルを通して、材料は所望の抵抗率を維持し得る。図５は、材料の成膜中の窒素流量として測定された様々な窒素ドープのレベルを有する、いくつかのタングステンシリサイド材料を示す。材料Ａ５０２はドープされていないタングステンシリサイド、材料Ｂ５０４は２０ｓｃｃｍの流量で窒素ドープされたもの、材料Ｃ５０６は３０ｓｃｃｍの流量で窒素ドープされたもの、材料Ｄ５０８は４０ｓｃｃｍの流量で窒素ドープされたものである。影がついたボックスは１０から１００ｍＯｈｍ・ｃｍの参照抵抗率を示す。従って、タングステンシリサイド内の窒素の内容量を変更して、所望の抵抗率範囲に材料を調整し得る。それは、図５でわかるように、テストされた温度にわたって維持される。
【００３２】
窒素ドーププロファイルは、従って、得られるタングステンシリサイド材料の所望の特性に依存して変化し得る。一例において、窒素は電極材料の形成中に約２０ｓｃｃｍから約６０ｓｃｃｍの流速で存在する。別の例において、窒素は電極材料の形成中に約４０ｓｃｃｍの流速で存在する。
【００３３】
別の例において、ドープされた電極材料はタングステンをドープされた炭化ケイ素材料であり得る。様々なシリコン対炭素比が想定され、任意の有用な材料組成が現在の範囲内にあるとみなされる。一例において、炭化ケイ素材料は最大で９５ａｔ％の濃度のシリコンを含み得る。別の例において、炭化ケイ素材料は最大で５０ａｔ％の濃度のシリコンを含み得る。更に、ある例において、炭化ケイ素材料は約９９：１から約１：９９のａｔ％シリコン対炭素比を有する。他の例において、炭化ケイ素材料は約１：１から約１：９９のａｔ％シリコン対炭素比を有する。さらに他の例において、炭化ケイ素材料は約１：１から約１：９のａｔ％シリコン対炭素比を有する。タングステンは、望ましい特性を有する電極材料をもたらす任意の濃度で、炭化ケイ素材料へドープされ得る。一例において、しかしながら、タングステンは最大で約２０ａｔ％で、炭化ケイ素材料へドープされ得る。別の例において、タングステンは最大で約１５ａｔ％で、炭化ケイ素材料へドープされ得る。
【００３４】
更に、電極材料はタングステンドープの程度を変化させることによって、所望の抵抗率特性を実現するよう調整され得る。そのように、タングステンをドープされた炭化ケイ素電極は、成膜された状態で所望の範囲であり、材料の熱安定性に起因して、製造プロセスおよび後に続く幾千ものプログラミング操作を通して所望の範囲で維持される、抵抗率値を有し得る。図６は、タングステンドープの様々な程度にわたる約１：９のａｔ％シリコン対炭素比を有する３つの炭化ケイ素材料からの、抵抗率測定値の例を示す。材料Ａ６０２はタングステンドープを有さず、材料Ｂ６０４は約１ａｔ％のタングステンドープを有し、材料Ｃ６０６は約２ａｔ％のタングステンドープを有する。従って、タングステンドープの程度は炭化ケイ素材料を所望の抵抗率範囲に調整し得る。
【００３５】
図７は、約１：１のａｔ％シリコン対炭素比および異なるタングステンドープを有する３つの炭化ケイ素材料からの抵抗率測定値を示す。材料Ａ７０２は約３ａｔ％のタングステンドープを有し、材料Ｂ７０４は約６ａｔ％のタングステンドープを有し、材料Ｃ７０６は約９ａｔ％のタングステンドープを有する。
【００３６】
説明される様々な電極材料は、そのような材料を形成することができる任意の技術に従ってつくられることができ、任意のそのような技術は、現在の範囲内にあるとみなされる。当業者は、本開示をひとたび把握すれば、様々な材料と、同様に、所与の材料の調整に関する様々な条件とに関する適切な生産技術を容易に想定することができる。一例において、電極材料は、複数のＰＶＤターゲットを使用する同時スパッタリングによるなど、ＰＶＤ成膜によって形成され得る。窒素ドープに関して、そのような同時スパッタリングは窒素の存在下で生じることがある。スパッタリングプロセス中に、窒素が電極材料へ組み込まれることを可能にするよう、分子Ｎ２がＰＶＤチャンバへ導入され得る。ＰＶＤターゲットはまた、形成中の電極材料へドーパントを導入するよう用いられ得る。更に、ドーパントは、例えばイオン注入などの、任意の利用可能な技術によって、成膜後の電極材料へ導入され得ることが想定される。
【００３７】
様々なＰＶＤの詳細の一般的な説明として、ある設計は、真空下で維持されるＰＶＤチャンバを用い得る。いくつかの場合において、ＰＶＤチャンバは２つの主な部分を含み得る。すなわち、基板を適所に保持するよう用いられる台座、および、基板にスパッタされる材料からつくられるソースまたはターゲットである。ターゲットは、単一の元素、または複数の元素の合金あるいは混合物からつくられ得る。電力生成器は一般に、ターゲット（カソード、負極）と接地との間を接続する。
【００３８】
典型的なＰＶＤ処理の動作に関して、チャンバはＡｒなどのガスで充填され、多くの場合、低圧力（例えば０．１−１００ｍＴｏｒｒ）に保たれる。電力生成器を起動すると、チャンバ内のＡｒ原子のいくらかがイオン化（Ａｒ→Ａｒ＋／ｅ−）され、プラズマを形成する。Ａｒ＋イオン（カチオン）は、負に帯電されたターゲットによって引きつけられ、従って、ターゲット表面に向かって移動し、ターゲット表面に衝突する。伝達されるエネルギーが十分に高い場合、イオン化されたＡｒ＋はターゲット材料を破壊して原子／クラスタとし、それらを基板表面にスパッタする。スパッタされる材料の特性に依存して、電源はＤＣ（直流／連続電流）、ＤＣパルス（例えば周期的に転極するＤＣ電流）、またはＲＦ（無線周波数）であり得る。ＤＣ電源はターゲットに一定電力を印加し、多くの場合、基板に金属および導電良好な合金をスパッタするよう用いられる。ＤＣパルス電源は、多くの場合、良好な電気伝導体ではない元素／化合物（例えば、炭素、カルコゲナイド合金など）に用いられる。生成器によって印加される電圧の転極は、残留電荷をターゲット表面から取り除くよう用いられ得る。ＲＦ電源は、典型的なＲＦ周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の正弦電圧を印加する。正弦変動はまた、残留電荷をターゲット表面から取り除くよう用いられる。ＲＦ電源は、多くの場合、基板に絶縁材料（例えば酸化物）をスパッタするよう用いられる。
【００３９】
説明してきたように、Ｎ２はスパッタリングプロセス中にＡｒと共にチャンバを通して流れ得、電極材料へのＮの導入を容易にする。処理は、多くの場合、「反応性スパッタリング」と呼ばれ、追加されたＮの量は、形成されている材料組成に依存し得、チャンバ内を流れるＮの量に依存し得る。従って、電極材料が基板にスパッタされると、Ｎ２がイオン化され、Ｎが形成中の材料へ組み込まれる。
【００４０】
相変化材料は、検出可能な相変化を有する任意の有用な材料を含み得る。そのような材料の例は、様々なカルコゲナイド合金のいずれを含み、限定するものではないが、Ｇｅ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ｓｂ、Ａｓ−Ｔｅ、Ａｌ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ａｓ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｔｅ−Ｓｎ−Ｓｅ、Ｇｅ−Ｓｅ−Ｇａ、Ｂｉ−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｇａ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｇｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｓ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ｏ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ−Ａｕ、Ｐｄ−Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｉｎ−Ｓｅ−Ｔｉ−Ｃｏ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｐｄ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｃｏ、Ｓｂ−Ｔｅ−Ｂｉ−Ｓｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｓｅ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｎ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ−Ｎｉ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ−Ｐｄ、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｎ−Ｐｔが特に挙げられる。本明細書で用いられるようなハイフンを使った化学組成の表記法は、特定の混合物または化合物、例えばカルコゲナイド合金に含まれる元素を示し、指示された元素を伴う全ての化学量論、例えば、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５、Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ７、Ｇｅ１Ｓｂ２Ｔｅ４、Ｇｅ１Ｓｂ４Ｔｅ７などの、勾配を形成するように化学量論的に変動を有するＧｅＸＳｂＹＴｅＺを表すことが意図される。
【００４１】
さらに別の例において、相変化メモリ構造体を形成する方法が提供される。そのような方法は、第１の電極、第２の電極、ならびに、第３の電極を形成する段階を含み得、相変化材料が第１の電極と第２の電極との間に配置され、選択デバイス材料が第２の電極と第３の電極との間に配置される。第１の電極、第２の電極、または第３の電極のうち少なくとも１つは、形成されると１０から１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となるドープされた電極材料を含む。一例において、ドープされた電極材料は、非晶質炭素を成膜し、シリコンでドープすることによって形成される。別の例において、窒素ドープに十分な分圧の窒素ガス環境におけるタングステンとシリコンとの同時スパッタリングによって、ドープされた電極材料が形成される。別の例において、炭化ケイ素材料を成膜し、タングステンでドープすることによって、ドープされた電極材料が形成される。
【００４２】
図８は、相変化メモリアレイ８００またはシステムの実施形態の概略図を示す。アレイとして、例示の目的で、メモリセル８１０Ａ−８１０Ｉからなる３×３アレイが挙げられる。各メモリセル（８１０Ａ−８１０Ｉ）は、相変化材料または要素を、相変化メモリセルに必要な任意の他の典型的な材料または構造と共に含み得る。１つの実施形態において、１または複数の、または全ての相変化セルが、図２に図示された材料および構造、またはそれらの一部を含み得る。メモリアレイ８００は、書き込みまたは読み出し動作中のアレイまたはシステムの特定のメモリセルを選択するよう、列ライン８５０Ａ−Ｃおよび行ライン８４０Ａ−Ｃを含み得る。列ライン８５０Ａ−Ｃおよび行ライン８４０Ａ−Ｃはまた、これらのラインがプログラミングまたは読み出し中にメモリセル８１０Ａ−Ｉをアドレス指定するよう用いられ得るので、「アドレスライン」と呼ばれることがある。列ライン８５０Ａ−Ｃはまた「ビット線」と呼ばれ、行ライン８４０Ａ−Ｃはまた「ワード線」と呼ばれることがある。更に、図８の３×３アレイは例示に過ぎず、任意の適切なサイズ（すなわち、任意の数のメモリセル）であり得ることが理解される。
【００４３】
相変化メモリ要素８１２Ａ−Ｉは、列ライン８５０Ａ−Ｃに接続され得、行ライン８４０Ａ−Ｃに結合され得る。オボニックスイッチなどのスイッチ、同様に、キャパシタ、接合部、または所望の他の特徴または構造（図示せず）が、メモリアレイまたはシステム８００に用いられ得る。メモリアレイまたはシステム８００の動作は、列および行ラインなどに電流を印加することによる、そのような相変化メモリデバイスに関する標準的な動作に従って進行する。
例
以下の例はさらなる実施形態に関する。
【００４４】
一例において、メモリセルの相変化材料と、相変化材料とオーミック接触を形成する電極材料と、電極材料に約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率を提供する電極材料内に拡散されたドーパントと、を有する相変化メモリ構造体が提供される。
【００４５】
一例において、ドープされた電極材料は、形成されると、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００４６】
一例において、約６００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００４７】
一例において、約２０℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００４８】
一例において、約４００℃から約８００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００４９】
一例において、約２０℃から約４００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００５０】
一例において、約２０℃の温度および約６００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００５１】
一例において、ドープされた電極は、製造の後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００５２】
一例において、ドープされた電極は、３時間４００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００５３】
一例において、ドープされた電極は、３時間５００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００５４】
一例において、ドープされた電極は、少なくとも１０００の書き込みおよび消去のサイクルの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００５５】
一例において、電極材料は、非晶質炭素、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる群から選択される部材である。一例において、電極材料は非晶質炭素であり、ドーパントはシリコンである。一例において、シリコンは最大で約２０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる。一例において、シリコンは約５ａｔ％から約１０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる。一例において、電極材料はタングステンシリサイドであり、ドーパントは窒素である。
【００５６】
一例において、電極材料は約１：３から約１：５のａｔ％タングステン対シリコン比を有する。一例において、電極材料は約１：４のａｔ％タングステン対シリコン比を有する。
【００５７】
一例において、ドープされた電極材料を形成するのに十分な窒素の存在下で電極材料が形成される。
【００５８】
一例において、窒素は電極材料の形成中に約２０ｓｃｃｍから約６０ｓｃｃｍの流速で存在する。
【００５９】
一例において、窒素は電極材料の形成中に約４０ｓｃｃｍの流速で存在する。一例において、電極材料は炭化ケイ素材料であり、ドーパントはタングステンである。
【００６０】
一例において、シリコンは最大で約９５ａｔ％の濃度で炭化ケイ素材料に存在する。
【００６１】
一例において、シリコンは最大で約５０ａｔ％の濃度で炭化ケイ素材料に存在する。
【００６２】
一例において、炭化ケイ素材料は約１：１から約１：９のａｔ％シリコン対炭素比を有する。一例において、タングステンは最大で約２０ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる。一例において、タングステンは最大で約１５ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる。
【００６３】
一例において、相変化メモリセルが提供され、相変化メモリセルはスタック構造を備え、スタック構造は、第１の電極、第２の電極、第１の電極と第２の電極との間に配置されて第１の電極および第２の電極とオーミック接触を形成する相変化材料、第３の電極、および、第３の電極と第２の電極との間に配置される選択デバイス材料を有し、第１、第２、または第３の電極のうち少なくとも１つは、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率を有するようドープされた電極材料を含む。一例において、少なくとも第１および第２の電極は、ドープされた電極材料を含む。一例において、ドープされた電極材料はシリコンでドープされた非晶質炭素である。一例において、ドープされた電極材料は窒素でドープされたタングステンシリサイドである。一例において、ドープされた電極材料はタングステンでドープされた炭化ケイ素である。
【００６４】
一例において、相変化メモリ構造体を形成する方法が提供され、方法は、第１の電極、第２の電極、および第３の電極を形成することを備え、相変化材料が第１の電極と第２の電極との間に配置され、選択デバイス材料が第２の電極と第３の電極との間に配置され、第１の電極、第２の電極、または第３の電極のうち少なくとも１つは、１０から１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となるドープされた電極材料を含む。
【００６５】
一例において、ドープされた電極材料が、非晶質炭素を成膜してシリコンでドープすることによって形成される。一例において、シリコンは最大で２０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる。一例において、シリコンは約５ａｔ％から約１０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる。
【００６６】
一例において、ドープされた電極材料は、窒素のドープに十分な分圧における窒素ガス環境で、タングステンおよびシリコンの同時スパッタリングによって形成される。
【００６７】
一例において、窒素は、２０ｓｃｃｍから６０ｓｃｃｍの流速で同時スパッタリング中に存在する。一例において、窒素は、４０ｓｃｃｍの流速で同時スパッタリング中に存在する。
【００６８】
一例において、ドープされた電極材料は、炭化ケイ素材料の成膜およびタングステンのドープによって形成される。一例において、タングステンは最大で２０ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる。一例において、タングステンは最大で１５ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる。
【００６９】
一例において、相変化メモリ構造体の電極を製造する方法が提供され、方法は、
電極材料を提供することと、
電極材料に１０から１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率を提供するよう電極材料をドープすることと、
メモリ構造体において、相変化材料と隣接して、ドープされた電極材料を含ませることと、を備える。
【００７０】
一例において、約６００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７１】
一例において、約２０℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７２】
一例において、約４００℃から約８００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７３】
一例において、約２０℃から約４００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７４】
一例において、約２０℃の温度および約６００℃の温度で測定された場合、ドープされた電極材料は、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７５】
一例において、ドープされた電極は、３時間４００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７６】
一例において、ドープされた電極は、３時間５００℃のアニールの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７７】
一例において、ドープされた電極は、少なくとも１０００回の書き込みおよび消去のサイクルの後に、約１０から約１００ｍＯｈｍ・ｃｍの抵抗率となる。
【００７８】
一例において、電極材料は、非晶質炭素、タングステンシリサイド（ＷＳｉ）、および炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる群から選択される部材である。一例において、電極材料は非晶質炭素であり、ドーパントはシリコンである。一例において、シリコンは最大で約２０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる。一例において、シリコンは約５ａｔ％から約１０ａｔ％で非晶質炭素にドープされる。一例において、電極材料はタングステンシリサイドであり、ドーパントは窒素である。
【００７９】
一例において、電極材料は、約１：３から約１：５のタングステン対シリコン比を有する。一例において、電極材料は、約１：４のａｔ％タングステン対シリコン比を有する。
【００８０】
一例において、電極材料は、ドープされた電極材料を形成するのに十分な窒素の存在下で形成される。
【００８１】
一例において、窒素は、電極材料の形成中に約２０ｓｃｃｍから約６０ｓｃｃｍの流速で存在し得る。
【００８２】
一例において、窒素は、電極材料の形成中に約４０ｓｃｃｍの流速で存在し得る。一例において、電極材料は炭化ケイ素材料であり、ドーパントはタングステンである。
【００８３】
一例において、シリコンは、最大で約９５ａｔ％の濃度で炭化ケイ素材料に存在する。
【００８４】
一例において、シリコンは、最大で約５０ａｔ％の濃度で炭化ケイ素材料に存在する。
【００８５】
一例において、炭化ケイ素材料は、約１：１から約１：９のａｔ％シリコン対炭素比を有する。一例において、タングステンは、最大で約２０ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる。一例において、タングステンは、最大で約１５ａｔ％で炭化ケイ素材料にドープされる。
【００８６】
上述の例は１または複数の特定の用途における現在の技術の原理の例示である一方で、当業者であれば、発明の能力を発揮することなく、また、本明細書に表される原理および概念から逸脱することなしに、形成、使用および実装の詳細において多数の修正が成され得ることは明らかだろう。
【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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【国際調査報告】
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