"a基板と、b前記基板上の可変抵抗記憶要素とを備えた電子装置であって、前記可変抵抗記憶要素が、iアモルファスカーボン層であって、1少なくとも約30原子パーセントの水素含有率、および2約1×10-9アンペア未満の最大漏れ電流を含むアモルファスカーボン層と、ii前記アモルファスカーボン層の周りの1対の電極とを備える、電子装置。前記アモルファスカーボン層が、i窒素雰囲気中で1時間にわたって650°Cでアニールした後、体積収縮が等方性で5未満である特性と、ii消衰係数が633ナノメートルの波長で約0.03~約0.1である特性と、iii第1の固有抵抗レベルが400オームcmを超える特性と、iv厚さが約100~約1000オングストロームである特性と、v密度が約1.40~約1.55g/ccである特性と、vi応力レベルが約-100~約-400MPaである特性とのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の電子装置。厚さ約2000オングストロームの前記アモルファスカーボン層が、1×108オーム/スクエアを超えるシート抵抗を含む、請求項1に記載の電子装置。前記電極が、i前記アモルファスカーボン層にわたってセット電圧を印加して、前記アモルファスカーボン層の固有抵抗を第1の固有抵抗レベルから第2の固有抵抗レベルへ変化させるように適合されている特性と、ii約20~約1000オングストロームの厚さを有する特性と、iiiタングステンを含む特性とのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の電子装置。前記電子装置がメモリを含む、請求項1に記載の電子装置。前記メモリが、パッケージされた集積回路内にある、請求項5に記載の電子装置。基板上に配置されたアモルファスカーボン層を備え、前記アモルファスカーボン層が、少なくとも約30原子パーセントの水素含有率および約1×10-9アンペア未満の最大漏れ電流を含み、前記アモルファスカーボン層が、a前記基板を処理ゾーン内へ配置するステップと、b前記基板を300°C未満の温度に維持するステップと、c炭素含有ガスおよび希釈ガスを含む処理ガスを前記処理ゾーン内へ導入するステップと、d前記処理ガスを約0.5~約20トルの圧力に維持するステップと、e前記処理ガスからプラズマを形成するステップとを含む方法によって形成される、電子装置。基板上にアモルファスカーボン層を堆積させる方法であって、a前記基板を処理ゾーン内へ配置するステップと、b前記基板を300°C未満の温度に維持するステップと、c炭素含有ガスおよび希釈ガスを含む処理ガスを前記処理ゾーン内へ導入し、前記処理ガスを約0.5~約20トルの圧力に維持するステップと、d第1の周波数で第1のRF電力を前記処理ゾーンの周りの電極に印加し、前記第1の周波数より低い第2の周波数で第2のRF電力を前記基板に印加することによって、前記処理ガスからプラズマを形成するステップとを含む方法。少なくとも約30原子パーセントの水素含有率および約1×10-9アンペア未満の最大漏れ電流を含むアモルファスカーボン層を堆積させるように、処理条件を設定する、請求項8に記載の方法。前記第1の周波数が約13.5MHzであり、前記第2の周波数が1MHz未満である、請求項8に記載の方法。約200ミル~約1000ミルの間隔距離を空けて前記電極を隔置するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。前記第1のRF電力と前記第2のRF電力をそれぞれ約100~約2000ワットの電力レベルで印加するステップを含む、請求項8に記載の方法。前記炭素含有ガスがCxHyまたはそのようなガスの混合物を含み、ここでxは1~10であり、yは2~30である、請求項8に記載の方法。前記炭素含有ガスがCxHyNzまたはそのようなガスの混合物を含み、ここでxは1~10であり、yは2~30であり、zは1~10である、請求項8に記載の方法。i前記炭素含有ガスがトリエチルアミンを含むことと、ii前記希釈ガスがアルゴン、ヘリウム、水素、または窒素を含むこととのうちの少なくとも1つを含む、請求項8に記載の方法。基板110上に抵抗スイッチング要素106を備えるメモリセル100の例示的な実施形態を、図1Aに示す。抵抗スイッチング要素106は、刺激信号に応答して、少なくとも第1の固有抵抗または抵抗から第2の固有抵抗または抵抗への規定の抵抗変化を呈する。刺激信号はたとえば、印加電流もしくは電圧または温度変化とすることができる。抵抗スイッチング要素106の2つの異なる固有抵抗または抵抗空中の寸法および厚さは一定のままである状態は、情報、データ、または信号を記憶するために使用することができる。可変抵抗スイッチング要素106を有するメモリセル100は、抵抗変化メモリセルRRAMを含む異なる用途に使用することができ、基板110上に複数の層で構築される2次元または3次元構造とすることができる。メモリセル100はまた、書換え可能とすることができ、またはアンチヒューズセルなどのワンタイムプログラマブルとすることができる。これらのセルでは、低い固有抵抗から高い固有抵抗へ、またはその逆に切り換えることによって、2進情報を記憶することができる。メモリセル100は基板110上に形成され、基板110はたとえば、シリコンウエハ、ゲルマニウムウエハ、もしくはシリコンゲルマニウムウエハなどの半導体、ガリウム砒素などの化合物半導体、またはガラスパネルもしくはディスプレイなどの誘電体とすることができ、誘電体はたとえば、ホウリンケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、およびリンケイ酸塩ガラス、ポリマー、および他の材料を含むことができる。一形態では、基板110は、1つまたは複数の大きなケイ素の結晶を含むシリコンウエハである。基板110の例示的な実施形態は、簡単にするために単一の板状構造として示すが、基板110は、半導電構造、ポリシリコンメモリセル、CMOS構造などの他の構造、または半導体、化合物半導体、もしくは誘電体材料を含む下にある基層の上方に形成されるさらに他の構造を含むことができ、多くの場合、これらの構造を含むことを理解されたい。基板110の上方に導電性材料層を堆積させることによって、基板110の上方に第1の電極112aが形成される。典型的な堆積処理には、スパッタリングなどの物理的気相堆積PVD処理、またはプラズマCVDもしくは熱CVDなどの化学気相堆積CVD処理が含まれる。たとえば、従来のスパッタリング処理では、スパッタリングチャンバ内でスパッタリング材料を含むターゲットをプラズマでスパッタリングして導体層を基板110上へ堆積させる。導電性材料を平滑または平坦にするために、化学機械研磨CMPステップを実行することができる。一実施形態では、第1の電極112aは、アルミニウムAl、銅Cu、金Au、ニッケルNi、白金Pt、ドープされたポリシリコン、銀Ag、チタンTi、タングステンW、亜鉛Zn、もしくはこれらの混合物などの元素金属、またはセレン化スズSnSe、セレン化アンチモンSbSe、もしくはセレン化銀AgSe、ケイ化タングステンWSiなどの導電性金属含有化合物を含む導電性材料から形成される。一形態では、第1の電極112aは、約50~約500オングストロームたとえば、約100オングストロームなど、約20~約1000オングストロームの厚さのタングステンを含む。任意選択で、第1の電極112aの表面上に第1の接着層114aを形成することができる。第1の接着層114aは、上にある層と電極112aとの間の結合を促進し、また、メモリセル100と基板110を電気的に分離する働きをすることもできる。接着層114aはたとえば、金属酸化物または窒化物などの酸化物または窒化物層とすることができ、一形態では、電極112a、bに使用される材料と同じ金属を使用することができる。たとえば、第1の電極112aがタングステンから作られるとき、接着層114aは、酸化タングステンもしくは窒化タングステン、またはその混合物を含む。接着層114aはまた、第1の電極112aの表面に位置する原子と次に堆積させた層との結合または化学的な親和性を変化させるために、吸着された酸素または窒素原子を含むことができる。一例では、第1の電極112aの表面は、抵抗性の金属酸化物層内の金属原子との結合のために、表面上へ酸素および/または窒素原子を吸着するように酸素および/または窒素含有ガスで処理され、100またはさらには約10オングストローム未満の厚さを有する単分子層を形成する。別の実施形態では、第1の電極112aの処理された表面は、第1の電極112aとアモルファスカーボン層120との間に溶体境界を形成し、溶体境界で炭素層120の原子と第1の電極112aの原子と混ぜ合わせることによって、改善された接着を提供する。第1の電極112aの表面上へ窒素原子を吸着させてから、アモルファスカーボン層120を堆積させて、炭素/金属の境界面に溶体境界を作ることができる。適した接着層114a、bは、全体として参照により本明細書に組み込まれている、本発明の譲受人に譲渡された2009年9月25日出願のChengらによるGLUELAYERTOIMPROVEAMORPHOUSCARBONTOMETALADHESIONという名称の米国特許出願第12/566,948号に記載されている。抵抗スイッチング要素106は、第1の電極112aまたは接着層114aの上方に、またはその上に直接形成される。上方にoverとは、1つまたは複数の介在層が存在しうることを意味し、上に直接directlyonとは、下層上に位置し、下層と物理的に直接接触することを意味する。これらの形態のいずれにおいても、可変抵抗スイッチング要素106は、下にある第1の電極112aと電気的に接触する。1つの例示的な実施形態では、抵抗スイッチング要素106は、セット電流、セットもしくはプログラミング電圧、またはセットもしくはプログラミングパルスなどのセット刺激信号によって制御されるセット遷移において、より高い固有抵抗状態または抵抗値からより低い固有抵抗状態または抵抗値へ遷移することが可能な少なくとも1つの抵抗スイッチング材料118を含む。より低い固有抵抗状態からより高い固有抵抗状態への逆の遷移をリセット遷移と呼び、抵抗スイッチング要素106をプログラムされていない状態にするリセット電流、リセット電圧、またはリセットパルスによる影響を受ける。1つの例示的な実施形態では、抵抗スイッチング材料118は、アモルファスカーボン層120を含み、または本質的にアモルファスカーボン層120からなる。アモルファスカーボン層120は、長距離秩序のないアモルファスカーボン、微結晶炭素、ガラス状炭素、グラフェン、またはさらには単層、多層、もしくは単層と多層を組み合わせたナノチューブであるカーボンナノチューブを含有することができる。アモルファスカーボン層120はまた、水素、窒素、または酸素などの他の元素を含むことができる。一形態では、アモルファスカーボン層120は、約100~約1000オングストローム、またはさらには約100~約500オングストロームたとえば、約300オングストロームの厚さを有する。さらなる実施形態では、約2000オングストロームの厚さを有する層の場合、アモルファスカーボン層120のシート抵抗Ω/□またはオーム/スクエアは、1×108Ω/□を超える。図示の抵抗スイッチング要素106は、アモルファスカーボン層120である抵抗スイッチング材料118を含むが、抵抗スイッチング要素106は、他の材料から単独で構成することもでき、または他の材料もしくは層の組合せを含むこともできる。たとえば、他の適した抵抗スイッチング材料は、酸化ニッケルまたは炭素水素材料を含むことができ、単独で、またはアモルファスカーボン層120と組み合わせて使用することができる。また、抵抗スイッチング材料は、アモルファスカーボン材料内で見られることの多いケイ素、窒素、および水素などの他の元素を含むこともできる。さらに任意選択で、抵抗スイッチング材料118の表面上に第2の接着層114bを形成することができる。第2の接着層114bは、抵抗スイッチング材料118と、第2の電極112bなど、上にある層との間の結合を促進し、また、メモリセル100と基板110を電気的に分離する働きをすることもできる。第2の接着層114bは、第1の接着層114aと同じ材料、たとえば窒化チタンなどの金属窒化物層とすることができる。基板110の上方に導電性材料層を堆積させることによって、抵抗スイッチング材料118の上方に第2の電極112bが形成される。第2の電極112bは、第1の電極112aと同じ導電性材料から作ることができ、同じ堆積処理または異なる堆積処理によって堆積させることができる。導電性材料を平滑または平坦にするために、化学機械研磨CMPステップを実行することができる。一実施形態では、第2の電極112bはまた、アルミニウム、銅、チタン、またはタングステンなどの元素金属を含む導電性材料から形成される。しかし、ケイ化タングステンまたは窒化タングステンなどの他の材料を使用することもできる。使用の際には、メモリセル100は、ワンタイムプログラマブルとして動作することができるか、または抵抗スイッチング材料118の固有抵抗を2つ以上の抵抗状態間で可逆的に切り換えることによって、書換え可能記憶要素として動作することができる。たとえば、抵抗スイッチング材料118は、製造時には初期の低固有抵抗状態とすることができ、第1の事前設定された電圧または電流を印加すると高固有抵抗状態に切り換わり、第2の電圧または電流を印加すると低固有抵抗状態に戻る。別法として、抵抗スイッチング材料118は、製造時には初期の高抵抗状態とすることができ、第2の事前設定された電圧または電流を印加すると低抵抗状態に可逆的に切り換えることができる。したがって、メモリセル100の動作中、1つの抵抗状態は、2進の0などのオフ状態を表すことができ、別の抵抗状態は、2進の1などのオン状態を表すことができるが、3つ以上のデータ/抵抗状態を使用することもできる。一形態では、抵抗スイッチング材料118は、オン状態では、10オームcm未満、たとえば約0.001オームcm~約10オームcmの固有抵抗を有し、オフ状態では、少なくとも300オームcm、たとえば約200~約1000オームcmの固有抵抗を有する。メモリセル100の第2の実施形態を、図1Bに示す。この実施形態では、基板110上に分離層124が堆積され、メモリセル100と基板110を電気的に分離する。分離層124はまた、上にある層と基板110との間の結合を促進する接着層として働くことができる。分離層124はたとえば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または他の絶縁材料などの絶縁体とすることができる。導電アドレス線126が、メモリセル100またはメモリアレイ図示せずを形成する複数のメモリセルに対する相互接続線として働く。導電アドレス線126は、たとえば、第1の電極112aおよび第2の電極112bに使用された前述の材料などの導電性材料を、同じ処理によって基板110上へ堆積させることによって作られる。一形態では、アドレス線126は、約200~約2000オングストロームの厚さのタングステンを含む。アドレス線126の上方に絶縁体層128が位置し、アドレス線126または他のそのような層からの導電性材料の原子の拡散またはマイグレーションを防止する。たとえば、絶縁体層128はたとえば、窒化ケイ素Si3N4などの誘電体材料、カリフォルニア州サンタクララのAppliedMaterials製のBlackDiamond商標などの低誘電率材料、またはTEOSを堆積させた酸化ケイ素などの絶縁ガラスとすることができる。そのような層は、従来のCVDまたはPVD方法によって堆積させることができ、フォトリソグラフィおよびエッチング方法を使用して開孔130を形成するようにパターニングすることができる。この形態では、開孔130および絶縁体層128の上方に導電性材料層を形成し、次いで開孔130の外側に堆積した余分な導電性材料を研磨またはエッチングすることによって、絶縁体層128内の開孔130内に第1の電極112aが形成される。抵抗スイッチング要素106は、第1の電極112aの上方に形成される。たとえば、前述のように、第1の電極112a上にアモルファスカーボン層120を備える抵抗スイッチング要素106を形成し、第1の電極112aと電気的に接触させることができる。アモルファスカーボン層120は、前述の形態と同じ特性を有し、同じ方法を使用して堆積される。前述のように、抵抗スイッチング要素106のアモルファスカーボン層120の上方に、第2の電極112bが形成される。動作の際には、調整電圧が印加されると、第1の電極112aまたは第2の電極112bからアモルファスカーボン層120内へ金属イオンが拡散し、炭素層120内に導電チャネルを形成すると考えられる。たとえば、電圧が印加されると、金属イオンがアモルファスカーボン層120に入り、sp2混成炭素原子間の炭素-炭素二重結合に電子を供給し、その結果、sp2混成炭素原子はsp3混成炭素原子間で導電チャネルを形成すると考えられる。調整電圧のエネルギーより低いエネルギーを有する書込み電圧が次に印加されると、この処理を逆にして、アモルファスカーボン層120をより低い抵抗状態にプログラムすることができる。さらに別の実施形態では、メモリセル100は、抵抗スイッチング要素106とともに動作するトランジスタまたはダイオードなどの制御要素134を含む。図1Cは、半導体ダイオード136である制御要素134を備えるメモリセル100を示す。半導体ダイオード136は、n型にドープされた底部領域140と、真性領域142と、p型にドープされた上部領域144とを含む。真性領域142は、低濃度のp型またはn型ドーパントを有することができ、これらのドーパントは、この領域内へ注入することができ、またはそれぞれ隣接するnドープされた領域140もしくはpドープされた領域144からこの領域内へ拡散することができる。別の向きまたは逆の向きたとえば、p型にドープされた領域が底部に位置するを使用することもできる。また、メモリ記憶要素として働く抵抗スイッチング要素106は、ダイオード136より上または下に位置することができる。ダイオード136は、たとえば単結晶または多結晶のシリコン、ゲルマニウム、またはシリコンゲルマニウム合金など、従来の半導体材料から作ることができる。ダイオード136、およびアモルファスカーボン層120を含む抵抗スイッチング要素106は、第1の電極112aと第2の電極112bとの間に位置決めされる。電極112a、bより上または下に、接着層および分離層を含むこともできる。メモリセル100は、一連の別個の順電圧バイアスによって別個のデータ状態にすることができる。メモリセル100内を流れる電流は、別個のデータ状態間で異なり、したがって状態間の差を容易に検出することができる。一実施形態では、アモルファスカーボン層120は、プラズマ化学気相堆積PECVD処理などの化学気相堆積CVD処理を使用して堆積される。しかし、アモルファスカーボン層120は、当業者には明らかな他の堆積処理によって形成することができる。たとえば、アモルファスカーボン層120はまた、それだけに限定されるものではないが、ターゲットからのPVDスパッタ堆積、熱CVD処理、および他の方法を含む処理によって堆積させることもできる。図2に示すように、適したプラズマ化学気相堆積PECVDチャンバ40は囲壁48を含み、囲壁48は、処理ゾーン42を囲む天井52、側壁54、および底壁56を含む。チャンバ40はまた、処理ゾーン42の周りの囲壁48の少なくとも一部分を裏打ちするライナ図示せずを備えることができる。300mmのシリコンウエハを処理するために、チャンバ40は、典型的には約20,000~約30,000cm3、より典型的には約24,000cm3の体積を有する。一形態では、チャンバ40は、カリフォルニア州サンタクララのAppliedMaterials製のProducer登録商標SEタイプのチャンバである。処理中、基板支持体58が下げられ、ロボットアームなどの基板輸送部64によって、基板110が入り口62を通って支持体58上に配置される。基板支持体58は、ローディングおよびアンローディングのための下部位置と、基板110を処理するための調整可能な上部位置との間で移動させることができる。基板支持体58は、チャンバ40内へ導入された処理ガスからプラズマを生成するために、囲まれた処理電極44bを含むことができる。基板支持体58は、ヒータ68によって加熱することができ、ヒータ68は、電気抵抗性の加熱要素図示、加熱ランプ図示せず、またはプラズマ自体とすることができる。基板支持体58は典型的にセラミック構造を含み、このセラミック構造は、基板110を受け取る受取り表面を有し、処理電極44bおよびヒータ68をチャンバ環境から保護する。使用の際には、処理電極44bに無線周波数RF電圧が印加され、ヒータ68に直流DC電圧が印加される。基板支持体58内の処理電極44bを使用して、基板110を支持体58に静電気で固定することもできる。基板支持体58はまた、支持体58上で基板110の周辺部を少なくとも部分的に取り囲む1つまたは複数のリング図示せずを含むことができる。支持体58上へ基板110がローディングされた後、支持体58は、ガス分配器72により近い処理位置へ持ち上げられ、支持体58とガス分配器72との間に所望の間隔間隙距離dsを提供する。適した間隔距離は、約200ミル~約1000ミルまたは約0.5~約2.5cmである。ガス分配器72は、基板110全体に処理ガスを均一に分散させるように、処理ゾーン42より上に位置する。ガス分配器72は、2つの独立した第1および第2の処理ガスの流れを処理ゾーン42へ別個に送出することができ、処理ゾーン42内へ導入する前にこれらのガス流を混合する必要はなく、またはガス分配器72は、処理ガスを予混合してから、予混合された処理ガスを処理ゾーン42へ提供することができる。ガス分配器72は、処理ガスを通過させることができる孔76を有する面板74を備える。面板74は典型的に、電圧または電位を印加できるように金属から作られ、それによってチャンバ40内で処理電極44aとして働くことができる。適した面板74はアルミニウムから作ることができ、アルマイト処理された被覆を有する。基板処理チャンバ40はまた、ガス分配器72へ第1および第2の処理ガスを送出する第1のガス供給部80aおよび第2のガス供給部80bを備え、ガス供給部80a、bはそれぞれ、ガス源82a、bと、1つまたは複数のガス導管84a、bと、1つまたは複数のガスバルブ86a、bとを備える。たとえば、一形態では、第1のガス供給部80aは、第1の処理ガスを第1のガス源82aからガス分配器72の第1の入り口78aへ送出するために、第1のガス導管84aおよび第1のガスバルブ86aを備え、第2のガス供給部80bは、第2の処理ガスを第2のガス源82bからガス分配器72の第2の入り口78bへ送出するために、第2のガス導管84bおよび第2のガスバルブ86bを備える。処理ガスに電磁エネルギーたとえば、高周波の電圧エネルギーを結合することによって処理ガスを付勢し、処理ガスからプラズマを形成することができる。第1の処理ガスを付勢するために、iガス分配器72、天井52、または側壁54とすることができる第1の処理電極44aと、ii支持体58内の第2の処理電極44bとの間に、電圧が印加される。この1対の処理電極44a、bの両端間に電圧が印加されると、処理ゾーン42内の処理ガスにエネルギーが容量結合される。典型的には、処理電極44a、bに印加される電圧は、無線周波数で変動する交流電圧である。通常、無線周波数は、約3kHz~約300GHzの範囲を含む。本出願の目的で、低い無線周波数とは、約1MHz未満、より好ましくは、たとえば約300KHzの周波数など、約100KHz~1MHzの周波数である。また本出願の目的で、高い無線周波数とは、約3MHz~約60MHz、より好ましくは約13.56MHzの周波数である。選択された無線周波数電圧は、約10W~約1000Wの電力レベルで処理電極44aへ印加され、処理電極44bは典型的に接地される。しかし、使用される特定の無線周波数範囲および印加される電圧の電力レベルは、堆積させる材料のタイプに依存する。チャンバ40はまた、チャンバ40から使用済みの処理ガスおよび副生成物を除去して処理ゾーン42内で処理ガスの所定の圧力を維持するために、ガス排気部90を備える。一形態では、ガス排気部90は、処理ゾーン42から使用済みの処理ガスを受け取るポンピングチャネル92と、排気口94と、スロットルバルブ96と、チャンバ40内の処理ガスの圧力を制御する1つまたは複数の排気ポンプ98とを含む。排気ポンプ98は、ターボ分子ポンプ、超低温ポンプ、ラフィングポンプ、および2つ以上の機能を有する機能組合せポンプの1つまたは複数を含むことができる。チャンバ40はまた、チャンバ40内へパージガスを送出するために、チャンバ40の底壁56を貫通する入り口または管図示せずを備えることができる。パージガスは典型的に、入り口から上方に、基板支持体58を越えて環状のポンピングチャネルへ流れる。パージガスは、処理中に基板支持体58および他のチャンバ構成要素の表面を望ましくない堆積から保護するために使用される。パージガスはまた、処理ガスの流れに所望の影響を与えるために使用することができる。チャンバ40の動作および動作パラメータを制御するために、コントローラ102も提供される。コントローラ102は、たとえば処理装置およびメモリを含むことができる。処理装置は、メモリ内に記憶されたコンピュータプログラムなどのチャンバ制御ソフトウェアを実行する。メモリは、ハードディスクドライブ、読出し専用メモリ、フラッシュメモリ、または他のタイプのメモリとすることができる。コントローラ102はまた、フロッピーディスクドライブおよびカードラックなどの他の構成要素を含むことができる。カードラックは、単一基板コンピュータ、アナログおよびデジタル入出力基板、インターフェース基板、ならびにステッパモータコントローラ基板を収容することができる。チャンバ制御ソフトウェアは、特定の処理のタイミング、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温度、マイクロ波電力レベル、高周波電力レベル、支持体の位置、および他のパラメータを指示する命令セットを含む。チャンバ40はまた、たとえばチャンバ内の第1の処理電極44aおよび基板支持体58内の第2の処理電極44bなどの様々なチャンバ構成要素へ電力を送出する電源104を含む。処理電極44a、bへ電力を送出するために、電源104は、選択された無線周波数および所望の選択可能な電力レベルを有する電圧を提供する無線周波数電圧源を備える。電源104は、単一の無線周波数電圧源を含むことができ、または高い無線周波数と低い無線周波数の両方を提供する複数の電圧源を含むことができる。電源104はまた、RF整合回路を含むことができる。電源104は、電極44a、bへ静電荷を提供する静電荷源をさらに備えることができ、これは基板支持体58内の静電チャックであることが多い。基板支持体58内でヒータ68が使用されるとき、電源104はまた、ヒータ68に適当な制御可能な電圧を提供するヒータ電源を含む。ガス分配器72または基板支持体58へDCバイアスが印加されるとき、電源104はまた、ガス分配器72の面板74の導電金属部分に接続されたDCバイアス電圧源を含む。電源104はまた、チャンバ40の他の構成要素、たとえばチャンバのモータおよびロボット用の電源を含むことができる。堆積処理中の基板110の温度は、100°C、200°C、および300°Cの間を変動することができる。温度は、チャンバ40内の基板支持体58の温度を検出するための熱電対または干渉計などの温度センサ図示せずを使用して測定された。温度センサは、そのデータをチャンバコントローラ102へ中継することが可能であり、次いでチャンバコントローラ102は、たとえば基板支持体58内の抵抗加熱要素を制御することによって、その温度データを使用して処理チャンバ40の温度を制御することができる。例示的な堆積処理および/または堆積処理シーケンスについて、次に説明する。これらの処理では、すでに堆積させた第1の電極112aを有する基板110が、チャンバ40の処理ゾーン42内に配置される。前述のように、第1の電極112aは、このチャンバまたは他の装置内で従来のPVDまたはCVD処理によって堆積させることができる。最初に任意選択で、第1の電極112aの表面を処理して接着層114を形成し、その結果、第1の電極112aの上方にアモルファスカーボン層120を堆積させることができる。一形態では、接着層114は、単分子層またはより多くの酸素および/もしくは窒素原子を含み、アモルファスカーボン層120上に形成される。たとえば、接着層114は、最高約5単分子層の厚さの連続層または非連続層とすることができ、約10オングストローム未満の厚さを有することができる。接着促進材料を有する電極層112aの表面の平均飽和度は、約75~約100たとえば、約98以上など、約50~約100で変動することができる。一形態では、基板110を窒素含有ガスに露出させることによって、電極112aの金属の表面に窒素を添加して、窒素を多く含む表面を形成する。窒素含有ガスは、処理ゾーン42内へ誘導性または容量性の電界を結合させることによって、チャンバ40内でイオン化することができる。それによって形成された窒素含有イオンは、基板110にバイアスをかけることによって、第1の電極112aの表面上に堆積または衝突するように促すことができる。窒素含有イオンは、第1の電極112aの表面上の吸着部位を占有し、一部の窒素含有イオンは、基板110のバイアスエネルギーに応じて、第1の電極112aの表面内へ埋め込まれ、または注入される。窒素含有イオンによる表面処理を浅くするには、約500ワット未満の電力レベルで、実効値で約100V~約500VのRFバイアスなどの弱いバイアスを使用することができる。いくつかの実施形態では、窒素含有イオンは、約5単分子層未満の平均深さまで第1の電極112aの表面上に堆積することができる。他の実施形態では、窒素含有イオンは、約10オングストローム未満の平均深さまで堆積することができる。一実施形態では、窒素を含むプラズマに表面を露出させることによって、第1の電極112aの表面に窒素を添加することができる。処理チャンバ40には、ガス分配器72を通って窒素含有ガス混合物が提供され、基板110は、処理ゾーン42内の基板支持体58上に配置される。基板支持体58、ガス分配器72、またはこれらの両方は電気エネルギー源に結合され、電気エネルギー源は、インピーダンス整合回路を通って提供されるDC、パルスDC、またはRFエネルギーとすることができる。電気エネルギーは、窒素含有ガス混合物をイオン化してプラズマにし、このプラズマは第1の電極112aの表面と相互作用する。窒素含有ガス混合物は、窒素ガスN2、アンモニアNH3、亜酸化窒素NO2、またはヒドラジンH2N2を含むことができ、メタンCH4、エタンC2H6、エチレンC2H4、またはアセチレンC2H2などの炭素含有ガスをさらに含むことができる。抵抗層がアモルファスカーボンまたはドープされたアモルファスカーボンを含む実施形態では、窒素含有ガス混合物内に炭素を含むと有利になることがある。窒素含有ガス混合物は通常、約500sccm~約8,500sccmたとえば、約7,500sccm~約8,500sccm、または約3,500sccm~約4,500sccm、約1,500sccm~約2,500sccm、もしくは約500sccm~約1,500sccmなど、約10sccm~約10,000sccmの流量で処理チャンバに提供される。接着は、窒素を有する第1の電極112a層の表面の飽和度に影響を与えることができる露出時間によって、または窒素含有種と窒素のない種もしくは総ガス混合物との体積比によって制御することができる。一実施形態では、約1:1~約20:1、または約20:1~約40:1、または約1:1~約5:1、または約5:1~約10:1、または約10:1~約20:1、または約20:1~約40:1など、約1:1~約40:1のN2/C2H2の体積比で、窒素ガスN2およびアセチレンC2H2を含むガス混合物に露出することによって、タングステンを含む電極112aが処理される。約1,500ワット~約3,000ワットなど、約1,000ワット~約5,000ワットで、プラズマ生成電力が提供される。約50秒~約250秒たとえば、約100秒~約200秒など、約10秒~約500秒の時間にわたってそのような条件に露出することで、炭素含有層とタングステン表面との接着が改善される。一実施形態では、8,000sccmの流量の窒素ガスおよび200sccmのアセチレンガスが、チャンバ40へ提供され、40秒にわたって400°Cの温度および6.5ミリトルの圧力で1,600ワットのプラズマ出力が印加され、炭素抵抗層に対して良好な接着を有する処理されたタングステン表面が得られる。次いで、任意選択の接着層114の堆積後、または第1の電極112a上に直接、もしくは他の介在層の上方で、基板110上にアモルファスカーボン層120が堆積される。アモルファスカーボン層120を堆積させる処理の例示的な実施形態を図3に示す。チャンバ40の処理ゾーン42は、処理ゾーン42内へ導入される処理ガスの圧力を制御することによって、真空で維持される。処理ゾーン42内の基板支持体58上に基板110が配置され、基板支持体58は、所望の堆積温度に加熱される。適した堆積温度は、約100~約400°Cの範囲である。処理ゾーン42内に基板110を配置する前、またはその後に、炭素含有ガスおよび希釈ガスを含む処理ガスがチャンバ40内へ導入される。炭素含有ガスは、アモルファスカーボン層120を堆積させるための炭素を提供する。炭素含有ガスは、それだけに限定されるものではないが、CxHyなどの1つまたは複数の炭素含有ガスを含むことができ、ここでxは1~10であり、yは2~30である。たとえば、炭素含有ガスは、それだけに限定されるものではないが、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H4、C3H6、C3H8、C4H10、またはこれらの混合物などのガスを含むことができる。炭素含有ガスはまた、トリエチルアミン、またはさらにはCxHyNzとすることができ、ここでxは1~10であり、yは2~30であり、zは1~10である。さらなる実施形態では、処理ガスは、堆積した炭素層120を焼損させる可能性のある酸素処理環境を回避するために、酸素のない炭素含有ガスを含む。一形態では、炭素含有ガスは、約200sccm~約3000sccmまたはさらには約200sccm~約1000sccmの体積流量で提供される。処理ガスは、堆積するアモルファスカーボン層120に対して基板110全体でより良好な膜厚の均一性を提供する希釈ガスをさらに含む。たとえば、希釈ガスは、ガス分子の衝突を増大させることによって、またはチャンバ40全体に炭素含有ガスの分子を輸送することによって、より多くの付勢されたガスイオンを提供することができる。適した希釈ガスは、それだけに限定されるものではないが、アルゴン、ヘリウム、水素、もしくは窒素、またはこれらの混合物の1つまたは複数を含む。一形態では、希釈ガスは、約100~約10,000sccm、またはさらには約200~約5000sccm、またはさらには約300~約3000sccmの流量で提供される。これらの形態のいずれにおいても、処理ゾーン42内の処理ガスは、RFすなわち無線周波数エネルギーの電圧または電流を処理ゾーン42の周りの処理電極44a、bに印加することによって付勢される。処理電極44a、bは、約0.5cm0.2インチ~約13cm5インチの間隔距離を空けて隔置することができる。一形態では、約50~約2000ワットの電力レベルで、第1の周波数の第1のRF電力が処理電極44a、bに印加される。第1のRF電力はたとえば、約13.5MHzの周波数とすることができる。第2のRF電力は、基板110を支持する基板支持体58に電力を印加することによって、基板110に直接印加される。第2のRF電力は、第1の周波数より低い第2の周波数で印加することができ、たとえば、第2の周波数は1MHz未満とすることができる。一形態では、第2のRF電力は、約100~約2000ワットの電力レベルである。RF電力の異なる周波数の組合せによってプラズマを付勢することで、膜の熱安定性を調節するように膜の密度および硬度を制御することができる。堆積処理中、処理ゾーン42は、約50~約650°C、またはさらには100~約300°Cの温度に維持される。処理温度は、堆積した膜内の炭素と水素の原子百分比を増大および制御することが分かった。たとえば、アモルファスカーボン層120を550°Cの温度で形成すると、20未満の水素含有率を提供した。これらの堆積処理を使用して堆積させたアモルファスカーボン層120は、用途に応じた厚さで形成することができる。一実施形態では、アモルファスカーボン層120は、約50~約1000オングストローム、またはさらには約50~約300オングストロームの厚さに堆積される。以下の例示的な実施例では、本明細書に記載するメモリセル100および堆積処理の有効性および利点を実証する。これらの例示的な実施例を見れば、本明細書に記載するメモリセル100および方法について、よりよく理解されるであろう。しかし、本明細書に記載する特徴はそれぞれ、特定の実施例に記載されたとおり使用できるだけでなく、単独で、または互いに組み合わせて使用することができることを理解されたい。これらの例示的な実施例では、堆積させたアモルファスカーボン層120の様々な特性について、処理条件に関して測定した。これらのサンプルは、表Iに示す処理条件で処理した。表I:高堆積速度膜の処理条件表II:低堆積速度膜の処理条件選択されたサンプルの膜特性は、表IIに示すとおりに測定され、密度、応力、消衰係数値k633、オングストローム/分単位の堆積速度、ならびにアニール後の厚さ変化率、および窒素中で1時間にわたって650°Cでアニールした後の固有抵抗特性を含む。密度は、アニール後のアモルファスカーボン層120の安定性の良好な指標であることが分かった。具体的には、熱的に安定した膜を実現するには、少なくとも約1.4、またはさらには少なくとも約1.45の密度が望ましかった。一例では、アモルファスカーボン層120の平均密度値は、約1.40~約1.55g/ccであった。適した応力値は、約-100~約-400MPaの範囲であった。また、温度が安定した所望のアモルファスカーボン層120では、第1の固有抵抗レベルは400オームcmを超え、シート抵抗は1×108オーム/スクエアを超えた。表III:表Iで堆積させた選択されたアモルファスカーボン層の特性表I、および収縮を棒グラフの形式で示す図4を参照すると、堆積させたアモルファスカーボン層120で実現すべき所望の特性の1つは、熱収縮が低いことである。アモルファスカーボン堆積処理または他の堆積後の処理中に下にある基板110からのアモルファスカーボン層120の剥離またはスポーリングを防止するには、層120の熱収縮が低いことが望ましい。熱収縮は、基板110上の上記その他の層誘電体層、相互接続層、イオン注入構造などを含むことができるの後処理が、500°Cを超過する温度、またはさらには600°Cを超過する温度で実行されるとき、特に問題になる。基線サンプルAC-2アニールは、N2ガス中で1時間にわたって650°Cでアニールした後、約57という過度に高い熱収縮を有することが分かった。対照的に、サンプルIC1、IC2、およびIC3は、約10未満、またはさらには5未満という低い熱収縮を呈した。これらのサンプルの一部は3未満の熱収縮を有し、これは非常に望ましい。また、堆積させたアモルファスカーボン層120の密度とアニール後の熱収縮率との間にも、明らかな相関関係が存在する。約5未満の熱収縮をもたらすには、密度が1.45を超えるアモルファスカーボン層120が望ましいと判定された。さらに、堆積速度が約350オングストローム/分の基線サンプルに比べて、サンプルIC1~IC3に使用される堆積処理条件では、4000オングストローム/分を超えるかなり高い堆積速度が得られた。これは、堆積速度が10倍増大したことを表す。異なる処理条件で処理した複数の異なるアモルファスカーボン層120のシート抵抗および固有抵抗を、図5に示す。これらの例では、カリフォルニア州のMilpitasから入手可能なKLA-TencorOmniMAP商標でシート抵抗を測定した。測定には4点B型プローブを使用し、測定範囲は、最大1×108オーム/スクエア厚さ2kAに対して約2000オームcmであった。固有抵抗は、膜厚tを使用してシート抵抗から計算し、式は、Rsオーム/スクエア単位のシート抵抗層=pオームcm単位の固有抵抗/tcm単位の厚さであった。アモルファスカーボン層120の固有抵抗は、633ナノメートルで測定される消衰係数にほぼ反比例することが分かった。消衰係数は、材料によって吸収される光の量に関係する。光学では、消衰係数kは、屈折率に対する複素数式で得られる。ここでと、nと、kとをそれぞれ入射光の周波数の関数とすると、複素屈折率は、である。消衰係数は、電気端子で膜に物理的に接触しなくても測定することができ、測定される膜の部分の寸法ではなく膜組成に依存するため、固有抵抗よりやや容易に測定することができる。たとえば、消衰係数は、知られている波長および強度の光ビームで、知られている厚さの材料を照らし、入射光のうち、媒体によって反射された光と媒体を透過した光との割合を測定することによって、測定することができる。反射光と透過光の測定された割合を使用して、媒体によって吸収された光の量を計算することができ、消衰係数を計算することができる。消衰係数は、堆積させたアモルファスカーボン膜を特徴付ける代替手段を提供する。消衰係数は、小さい数であることが望ましく、たとえば、633nmの光で測定されるアモルファスカーボン層の消衰係数は、約0.4未満、またはさらには約0.35未満、またはさらには約0.03~約0.1など、約0.1未満であることが望ましい。図5を参照すると、アモルファスカーボン層サンプルAC1は、約2×105オーム/スクエアのシート抵抗および約2オームcmの固有抵抗を呈した。これらの抵抗値は、層を許容するには低すぎた。AC1アニールサンプルは、AC1と同じサンプルであるが、窒素雰囲気中で15分間にわたって650°Cで層をアニールした後に測定した。これらの抵抗値はさらに低下し、シート抵抗は約5.5×104オーム/スクエアであり、固有抵抗は0.55オームcmであった。したがって、AC1サンプルもまた、熱アニールに対する耐性をもっていなかった。サンプルAC2は、1×108オーム/スクエアを超える測定尺度の範囲外の抵抗および1000オームcmを超える固有抵抗を呈し、どちらも所望の抵抗特性であった。AC2アニールは、AC2と同じサンプルであるが、窒素中で1時間にわたって650°Cで層をアニールした後のものである。AC2アニールは、測定尺度の範囲外、すなわち1×108オーム/スクエアを超える高い抵抗、および1000オームcmを超える固有抵抗を維持し、どちらも所望の特性であった。しかし、AC2アニールサンプルはまた、表IIに示すように、アニール後、許容できない高さの厚さ収縮値を示し、厚さ変化は50を超え、すなわち約57であった。サンプルIC1のアモルファスカーボン層は、測定尺度の範囲外、すなわち1×108オーム/スクエアを超える良好な抵抗値、および1000オームcmを超える固有抵抗を呈した。しかし、窒素中で1時間にわたって650°CでアニールされたIC1アニールサンプルでは、表IIに示すように、厚さ収縮値は5未満、すなわち2.3と許容できるものであったが、低すぎる抵抗値を呈した。アニール後の抵抗値が低いため、IC1層は許容できなかった。アモルファスカーボン層IC2およびIC3はどちらも、IC2アニールおよびIC3アニールによって示すように、これらのサンプルを窒素中で1時間にわたって650°Cでアニールした後でも、許容できる高い抵抗値、すなわち1×108オーム/スクエアを超える抵抗値、および1000オームcmを超える固有抵抗を呈した。さらに、厚さ収縮値もまた、表IIに示すように、10未満、すなわち2.8および5.8と良好であった。これらの2つのアモルファスカーボン層120では、アニール後、シート抵抗は1×108オーム/スクエアを超え、固有抵抗は1000オームcmを超え、またアニール後の熱収縮は、10未満、またはさらには5未満と低かった。水素含有率に応じたICサンプル層の電気特性を、図6に示す。アモルファスカーボン層120の水素含有率は、破壊電界強度および漏れ電流に影響を与える重要な要因であることが発見された。より具体的には、アモルファスカーボン層120の水素含有率が高ければ高いほど、漏れ電流は低くなった。さらに、成長時のアモルファスカーボン層120アニールをしていないの場合、少なくとも約1×10-9アンペアの漏れ電流および約-2.5MV/cmを超える破壊電界強度を有するアモルファスカーボン層120を得るために、水素含有率の原子パーセントは少なくとも30であることが望ましいと判定された。アモルファスカーボン層120の水素含有率が30を超えるように堆積条件を設定することで、破壊電界強度および漏れ電流の所望の特性が得られると考えられる。所望のアモルファスカーボン層120は、アモルファスまたは非結晶構造を有し、sp2とsp3の両方の混成炭素結合で結合された炭素を含有するとさらに考えられる。sp2混成炭素とsp3混成炭素の比は、堆積処理条件に応じてアモルファスカーボン層120ごとに変動する。しかし、アモルファスカーボン層120中の水素原子の数を増大させることで、炭素層内の結合構造が変化し、sp2混成炭素に対するsp3混成炭素の比がより大きくなる。sp3含有率を増大させると、原子間の配位が増大するため、結合ネットワークはより強くなる。さらに、層中の水素含有率がより高いことで表されるように、sp2混成炭素の量がより低い場合はまた、Pi結合が低減するため、シート抵抗および固有抵抗ならびに破壊電界強度がより高くなる。さらに、アモルファスカーボン層120は、少なくとも15分間、またはさらには30分間、またはさらには60分間にわたって、より高い温度たとえば、650°Cを超えるに耐えることができ、熱収縮は10未満、またはさらには5未満であった。堆積処理の温度を低減させることによって、堆積させるアモルファスカーボン層120の破壊電圧を増大させることができることがさらに発見された。図7は、残りの堆積パラメータを一定に保ちながら、それぞれ異なる温度で堆積させた異なるアモルファスカーボン層120の破壊電圧を示す。異なる炭素層120の破壊電圧は、100°Cの堆積温度で60ボルトを超える電圧から、300°Cで約25ボルトに低減したことも分かる。このグラフは、堆積温度と破壊電圧との間の応答が非線形であることを示した。さらにこれは、堆積温度を200°C下げることによって、破壊電圧の低下が2倍を超えるという予期しない結果を表した。したがって、少なくとも約60ボルトの誘電体破壊電圧を有するアモルファスカーボン層120を堆積させるには、堆積処理の温度を110°C未満に維持することが望ましいと判定された。図6に戻ると、アモルファスカーボン層120はまた、高い破壊電圧と低い漏れ電流を同時に呈し、これは予期されない珍しいことであった。したがって、所望の一形態では、可変抵抗記憶要素は、少なくとも約30原子パーセントの水素含有率および約1×10-9アンペア未満の最大漏れ電流を含むアモルファスカーボン層120を備える。少なくとも約60ボルトの誘電体破壊電圧、ならびに約1×10-9アンペア未満の最大漏れ電流というこれらの所望の特性は、アモルファスカーボン層120中の水素含有率の増大に起因すると考えられる。具体的には、アモルファスカーボン層120に対するそのような特性は、層120中の水素含有率を少なくとも約30原子パーセントにすることで得ることができると判定された。またアモルファスカーボン層120では、窒素中で1時間にわたって650°Cでアニールした後、体積収縮が等方性で5未満であり、所望の抵抗変化特性とともに低い熱収縮が得られる。本発明の例示的な実施形態について図示および記載したが、本発明を組み込み、同じく本発明の範囲内である他の実施形態が、当業者には考案されるであろう。さらに、下、上、底部、上部、上方、下方、第1、および第2という用語、ならびに他の相対的または位置的な用語は、図の例示的な実施形態に関して示すものであり、交換可能である。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明について例示するために本明細書に記載した好ましい形態、材料、または空間構成の説明に限定されるものではない。"