公开(公告)号：US08969168B2

公开(公告)日：2015-03-03

申请号：US13809473

申请日：2012-01-30

申请人： Takeki Ninomiya ,  Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa ,  Takeshi Takagi

发明人： Takeki Ninomiya ,  Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa ,  Takeshi Takagi

IPC分类号： H01L45/00 ,  G11C13/00

CPC分类号： H01L45/1641 ,  G11C13/0007 ,  H01L45/08 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1608 ,  H01L45/1675

摘要： Provided is a method for manufacturing a variable resistance element, the method including: forming a first electrode material layer above a substrate; forming a first tantalum oxide material layer; forming a second tantalum oxide material layer; forming a second electrode material layer; and annealing at least the first tantalum oxide material layer after forming the first tantalum oxide material layer and before forming the second electrode material layer, wherein an oxygen content percentage of one of the first tantalum oxide material layer and the second tantalum oxide material layer is higher than an oxygen content percentage of the other.

摘要翻译： 提供一种制造可变电阻元件的方法，该方法包括：在衬底上形成第一电极材料层; 形成第一钽氧化物材料层; 形成第二钽氧化物材料层; 形成第二电极材料层; 以及在形成所述第一钽氧化物材料层之后并且在形成所述第二电极材料层之前至少退火所述第一钽氧化物材料层，其中所述第一钽氧化物材料层和所述第二氧化钽材料层中的一个的氧含量百分比较高 比另一个的氧含量百分比。

公开(公告)号：US08759190B2

公开(公告)日：2014-06-24

申请号：US13823667

申请日：2011-09-16

申请人： Ryoko Miyanaga ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Takeki Ninomiya ,  Koji Arita

发明人： Ryoko Miyanaga ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Takeki Ninomiya ,  Koji Arita

IPC分类号： H01L21/20

CPC分类号： H01L45/16 ,  H01L21/768 ,  H01L27/101 ,  H01L27/2409 ,  H01L27/2418 ,  H01L45/00 ,  H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/146

摘要： A current steering element (100) formed such that the current steering element covers a lower opening (105) of a via hole (104) formed in an interlayer insulating layer (102), comprises: a corrosion-suppressing layer (106) formed on a lower side of a lower opening of the via hole such that the corrosion-suppressing layer covers an entire portion of the lower opening; a second electrode layer (108) formed under the corrosion-suppressing layer and comprising a material different from a material of the corrosion-suppressing layer; a current steering layer (110) formed under the second electrode layer such that the current steering layer is physically in contact with the second electrode layer; and a first electrode layer (112) formed under the current steering layer such that the first electrode layer is physically in contact with the current steering layer; and the first electrode layer, the current steering layer and the second electrode layer constitute one of a MSM diode and a MIM diode.

摘要翻译： 一种形成为当前的操舵元件覆盖形成在层间绝缘层（102）中的通孔（104）的下开口（105）的电流控制元件（100），包括：形成在 通孔的下开口的下侧，使得防蚀层覆盖下开口的整个部分; 形成在所述腐蚀抑制层下方并且包含不同于所述腐蚀抑制层的材料的材料的第二电极层（108） 形成在所述第二电极层下方的电流转向层（110），使得所述电流导向层物理地与所述第二电极层接触; 以及第一电极层（112），形成在所述电流导向层下方，使得所述第一电极层物理地与所述电流转向层接触; 并且第一电极层，电流导向层和第二电极层构成MSM二极管和MIM二极管之一。

公开(公告)号：US08481990B2

公开(公告)日：2013-07-09

申请号：US13375027

申请日：2011-03-07

申请人： Yoshio Kawashima ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa

发明人： Yoshio Kawashima ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa

IPC分类号： H01L47/00

CPC分类号： H01L45/146 ,  H01L27/2436 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1625 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/1675

摘要： A variable resistance nonvolatile memory element capable of suppressing a variation in resistance values is provided. A nonvolatile memory element according to the present invention includes: a silicon substrate (11); a lower electrode layer (102) formed on the silicon substrate (11); a variable resistance layer formed on the lower electrode layer (102); an upper electrode layer (104) formed on the variable resistance layer; a second interlayer insulating layer (19) formed to directly cover at least side surfaces of the lower electrode layer (102) and the variable resistance layer; a stress buffering region layer (105) for buffering a stress on the upper electrode layer (104), the stress buffering region layer being formed to directly cover at least an upper surface and side surfaces of the upper electrode layer (104) and comprising a material having a stress smaller than a stress of an insulating layer used as the second interlayer insulating layer (19); a second contact (16) extending to the upper electrode layer (104); and a wiring pattern (18) connected to the second contact (16).

摘要翻译： 提供了能够抑制电阻值变化的可变电阻非易失性存储元件。 根据本发明的非易失性存储元件包括：硅衬底（11）; 形成在所述硅衬底（11）上的下电极层（102）; 形成在所述下电极层（102）上的可变电阻层; 形成在所述可变电阻层上的上电极层（104） 形成为直接覆盖下电极层（102）和可变电阻层的至少侧面的第二层间绝缘层（19） 用于缓冲上电极层（104）上的应力的应力缓冲区层（105），所述应力缓冲区层形成为直接覆盖上电极层（104）的上表面和侧表面，并包括 具有小于用作第二层间绝缘层（19）的绝缘层的应力的应力的材料; 延伸到上电极层（104）的第二触点（16）; 以及连接到第二触点（16）的布线图案（18）。

公开(公告)号：US20120112153A1

公开(公告)日：2012-05-10

申请号：US13380159

申请日：2011-07-13

申请人： Takeki Ninomiya ,  Satoru Fujii ,  Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa

发明人： Takeki Ninomiya ,  Satoru Fujii ,  Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa

IPC分类号： H01L45/00

CPC分类号： H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1625 ,  H01L45/1675

摘要： Provided is a nonvolatile memory device which requires a lower initializing voltage such that the nonvolatile memory device can be operated at a low voltage. The nonvolatile memory device (10) includes: a first electrode layer (105) formed above a semiconductor substrate (100); a first oxygen-deficient tantalum oxide layer (106x) formed on the first electrode layer (105) and having a composition represented by TaOx where 0.8≦x≦1.9; a second oxygen-deficient tantalum oxide layer (106y) formed on the first oxygen-deficient tantalum oxide layer (106x) and having a composition represented by TaOy where 2.1≦y; and a second electrode layer (107) formed on the second tantalum oxide layer (106y). The second tantalum oxide layer (106y) has a pillar structure including a plurality of pillars.

摘要翻译： 提供了一种非易失性存储器件，其需要较低的初始化电压，使得非易失性存储器件可以在低电压下操作。 非易失性存储器件（10）包括：形成在半导体衬底（100）上方的第一电极层（105）; 形成在第一电极层（105）上并具有由TaOx表示的组成的第一缺氧钽氧化物层（106x），其中0.8＆lt; 1; x＆nlE; 1.9; 在第一缺氧钽氧化物层（106x）上形成的第二氧缺陷氧化钽层（106y），其具有由TaOy表示的组成，其中2.1＆amp; 和形成在第二钽氧化物层（106y）上的第二电极层（107）。 第二钽氧化物层（106y）具有包括多个柱的柱结构。

公开(公告)号：US20120068148A1

公开(公告)日：2012-03-22

申请号：US13375027

申请日：2011-03-07

申请人： Yoshio Kawashima ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa

发明人： Yoshio Kawashima ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa

IPC分类号： H01L47/00 ,  H01L21/02

CPC分类号： H01L45/146 ,  H01L27/2436 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1625 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/1675

摘要： A variable resistance nonvolatile memory element capable of suppressing a variation in resistance values is provided. A nonvolatile memory element according to the present invention includes: a silicon substrate (11); a lower electrode layer (102) formed on the silicon substrate (11); a variable resistance layer formed on the lower electrode layer (102); an upper electrode layer (104) formed on the variable resistance layer; a second interlayer insulating layer (19) formed to directly cover at least side surfaces of the lower electrode layer (102) and the variable resistance layer; a stress buffering region layer (105) for buffering a stress on the upper electrode layer (104), the stress buffering region layer being formed to directly cover at least an upper surface and side surfaces of the upper electrode layer (104) and comprising a material having a stress smaller than a stress of an insulating layer used as the second interlayer insulating layer (19); a second contact (16) extending to the upper electrode layer (104); and a wiring pattern (18) connected to the second contact (16).

摘要翻译： 提供了能够抑制电阻值变化的可变电阻非易失性存储元件。 根据本发明的非易失性存储元件包括：硅衬底（11）; 形成在所述硅基板（11）上的下电极层（102）。 形成在所述下电极层（102）上的可变电阻层; 形成在所述可变电阻层上的上电极层（104） 形成为直接覆盖下电极层（102）和可变电阻层的至少侧面的第二层间绝缘层（19） 用于缓冲上电极层（104）上的应力的应力缓冲区层（105），所述应力缓冲区层形成为直接覆盖上电极层（104）的上表面和侧表面，并包括 具有小于用作第二层间绝缘层（19）的绝缘层的应力的应力的材料; 延伸到上电极层（104）的第二触点（16）; 以及连接到第二触点（16）的布线图案（18）。

公开(公告)号：US08574957B2

公开(公告)日：2013-11-05

申请号：US13502769

申请日：2011-11-10

申请人： Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Takeki Ninomiya ,  Yoshio Kawashima

发明人： Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Takeki Ninomiya ,  Yoshio Kawashima

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： H01L27/101 ,  G11C13/0007 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1625 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/1675

摘要： An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a variable resistance nonvolatile semiconductor memory element which can operate at a low voltage and high speed when initial breakdown is caused, and inhibit oxidization of a contact plug. The method for manufacturing the variable resistance nonvolatile semiconductor memory element, which includes a bottom electrode, a variable resistance layer, and a top electrode which are formed above a contact plug, includes oxidizing to insulate an end portion of the variable resistance layer prior to forming a bottom electrode by patterning a first conductive film.

摘要翻译： 本发明的目的是提供一种用于制造可变电阻非易失性半导体存储元件的方法，其可以在初始击穿时能够以低电压和高速工作，并且抑制接触插塞的氧化。 制造可变电阻型非易失性半导体存储元件的方法，其包括形成在接触插塞上方的底电极，可变电阻层和顶电极，包括在形成之前进行氧化以使可变电阻层的端部绝缘 通过图案化第一导电膜来形成底部电极。

公开(公告)号：US08437173B2

公开(公告)日：2013-05-07

申请号：US13320654

申请日：2011-03-16

申请人： Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa ,  Yoshio Kawashima ,  Takeki Ninomiya

发明人： Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa ,  Yoshio Kawashima ,  Takeki Ninomiya

IPC分类号： G11C11/00

CPC分类号： G11C13/004 ,  G11C13/0007 ,  G11C13/0069 ,  G11C2013/0083 ,  G11C2213/56 ,  G11C2213/79 ,  H01L27/2436 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1246 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1625 ,  H01L45/1641 ,  H01L45/1675

摘要： A nonvolatile memory element which can be initialized at low voltage includes a variable resistance layer (116) located between a lower electrode (105) and an upper electrode (107) and having a resistance value that reversibly changes based on electrical signals applied between these electrodes. The variable resistance layer (116) includes at least two layers: a first variable resistance layer (1161) including a first transition metal oxide (116b); and a second variable resistance layer (1162) including a second transition metal oxide (116a) and a third transition metal oxide (116c). The second transition metal oxide (116a) has an oxygen deficiency higher than either oxygen deficiency of the first transition metal oxide (116b) or the third transition metal oxide (116c), and the second transition metal oxide (116a) and the third transition metal oxide (116c) are in contact with the first variable resistance layer (1161).

摘要翻译： 可以以低电压初始化的非易失性存储元件包括位于下电极（105）和上电极（107）之间的可变电阻层（116），并且具有基于施加在这些电极之间的电信号而可逆地改变的电阻值 。 可变电阻层（116）包括至少两层：包括第一过渡金属氧化物（116b）的第一可变电阻层（1161）; 和包括第二过渡金属氧化物（116a）和第三过渡金属氧化物（116c）的第二可变电阻层（1162）。 第二过渡金属氧化物（116a）的缺氧高于第一过渡金属氧化物（116b）或第三过渡金属氧化物（116c）的氧缺乏，第二过渡金属氧化物（116a）和第三过渡金属 氧化物（116c）与第一可变电阻层（1161）接触。

公开(公告)号：US20130015423A1

公开(公告)日：2013-01-17

申请号：US13637465

申请日：2011-11-18

申请人： Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Yoshio Kawashima ,  Takeki Ninomiya

发明人： Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Yoshio Kawashima ,  Takeki Ninomiya

IPC分类号： H01L45/00 ,  H01L21/8239

CPC分类号： H01L45/1233 ,  H01L27/1021 ,  H01L27/2409 ,  H01L45/08 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1675

摘要： Provided is a method for manufacturing a variable resistance nonvolatile semiconductor memory element, and a nonvolatile semiconductor memory element which make it possible to operate at a low voltage and high speed when initial breakdown is caused, and exhibit favorable diode element characteristics. The method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory element includes, after forming a top electrode of a variable resistance element and at least before forming a top electrode of an MSM diode element, oxidizing to insulate a portion of a variable resistance film in a region around an end face of a variable resistance layer.

摘要翻译： 提供一种用于制造可变电阻非易失性半导体存储元件的方法，以及使得可以在初始击穿时以低电压和高速操作的可变电阻非易失性半导体存储元件，并且表现出良好的二极管元件特性。 制造非易失性半导体存储元件的方法包括：在形成可变电阻元件的顶部电极之后，并且至少在形成MSM二极管元件的顶部电极之前，氧化以使可变电阻膜的一部分在一个周围的区域中绝缘 可变电阻层的端面。

公开(公告)号：US20120326113A1

公开(公告)日：2012-12-27

申请号：US13582370

申请日：2011-06-09

申请人： Shinichi Yoneda ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Takeki Ninomiya

发明人： Shinichi Yoneda ,  Takumi Mikawa ,  Yukio Hayakawa ,  Takeki Ninomiya

IPC分类号： H01L45/00

CPC分类号： H01L45/08 ,  G11C13/0007 ,  G11C2213/72 ,  G11C2213/79 ,  H01L27/2409 ,  H01L27/2436 ,  H01L27/2481 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1625

摘要： Provided are a non-volatile memory element which can reduce a voltage of an electric pulse required for initial breakdown, and can lessen non-uniformity of a resistance value of the non-volatile memory element, and a non-volatile memory device including the non-volatile memory element. A non-volatile memory element comprises a first electrode (103); a second electrode (105); and a variable resistance layer (104) interposed between the first electrode (103) and the second electrode (105), a resistance value of the variable resistance layer being changeable reversibly in response to an electric signal applied between the first electrode (103) and the second electrode (105); wherein the variable resistance layer (104) includes a first region (106) which is in contact with the first electrode (103) and comprises an oxygen-deficient transition metal oxide and a second region (107) which is in contact with the second electrode (105) and comprises a transition metal oxide having a smaller degree of oxygen deficiency than the first region (106); and wherein the second electrode (105) comprises an alloy including iridium and at least one precious metal having lower Young's modulus than iridium, and a content of iridium is not less than 50 atm %.

摘要翻译： 提供了一种非易失性存储元件，其可以降低初始击穿所需的电脉冲的电压，并且可以减小非易失性存储元件的电阻值的不均匀性，以及包括非易失性存储元件的非易失性存储器件， 非易失存储元件。 非易失性存储元件包括第一电极（103）; 第二电极（105）; 以及插入在第一电极（103）和第二电极（105）之间的可变电阻层（104），可变电阻层的电阻值响应于施加在第一电极（103）和 第二电极（105）; 其特征在于，所述可变电阻层（104）包括与所述第一电极（103）接触并且包含缺氧过渡金属氧化物的第一区域（106）和与所述第二电极（103）接触的第二区域 （105），并且包含与第一区域（106）相比氧缺乏程度较小的过渡金属氧化物; 并且其中所述第二电极（105）包括包含铱和至少一种具有比铱低的杨氏模量的贵金属的合金，并且铱的含量不小于50atm％。

公开(公告)号：US20120252184A1

公开(公告)日：2012-10-04

申请号：US13515761

申请日：2010-12-14

申请人： Takeki Ninomiya ,  Yoshio Kawashima ,  Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa

发明人： Takeki Ninomiya ,  Yoshio Kawashima ,  Yukio Hayakawa ,  Takumi Mikawa

IPC分类号： H01L21/8239

CPC分类号： C23C26/00 ,  C23C28/00 ,  H01L27/2436 ,  H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1273 ,  H01L45/146 ,  H01L45/16 ,  H01L45/1675

摘要： A variable resistance element comprises, when M is a transition metal element, O is oxygen, and x and y are positive numbers satisfying y>x; a lower electrode; a first oxide layer formed on the lower electrode and comprising MOx when a content ratio of O with respect to M is x; a second oxide layer formed on the first oxide layer and comprising MOy when a content ratio of O with respect to M is y; an upper electrode formed on the second oxide layer; a protective layer formed on the upper electrode and comprising an electrically conductive material having a composition different from a composition of the upper electrode; an interlayer insulating layer formed to cover the protective layer; and an upper contact plug formed inside an upper contact hole penetrating the interlayer insulating layer.

摘要翻译： 可变电阻元件包括当M是过渡金属元素时，O是氧，x和y是满足y> x的正数; 下电极 当相对于M的含量比为O时，形成在下电极上并包含MOx的第一氧化物层; 当相对于M的含量比为O时，形成在第一氧化物层上并包含MOy的第二氧化物层; 形成在所述第二氧化物层上的上电极; 形成在上电极上并具有不同于上电极的组成的组成的导电材料的保护层; 形成为覆盖保护层的层间绝缘层; 以及形成在贯穿层间绝缘层的上接触孔内部的上接触插塞。