JP3224253B2 - 電気的消去可能型相転移メモリ - Google Patents

電気的消去可能型相転移メモリ

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JP3224253B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気的消去可能型相転移
メモリに係わる。
【０００２】
【従来の技術】電子メモリ用途のための電気的消去可能
型相転移材料（即ち、全体的に非晶質の状態から全体的
に結晶質の状態の間で電気的に切換えられることが可能
な材料）の利用の一般的着想は、当業では公知であり、
例えば、本発明と同一の譲受人にその両方が譲渡された
1966年9 月6 日付で交付された米国特許第 3,271,591号
(Ovshinsky) と1970年9 月22日付で交付された米国特許
第 3,530,441号(Ovshinsky) に開示されている。
【０００３】上記のOvshinsky の特許に開示されるよう
に、そうした相転移材料は、全体的に非晶質の局所配列
と全体的に結晶質の局所配列という２つの異なった構造
状態の間で、又は、完全な非晶性状態と完全な結晶性状
態の間の全範囲に亙っての局所配列の２つの異なった検
出可能状態の間で、電気的に切換えられることが可能で
ある。即ち、そうした材料の切換えは完全な非晶性状態
と完全な結晶性状態との間で生じる必要はなく、むし
ろ、完全な非晶性状態と完全な結晶性状態の間の全範囲
に亙っての局所的規則性の複数の条件によって表される
「グレースケール」を与える、局所的規則性変化の増分
段階であることが可能である。この説明される材料は、
ディジタル情報の記憶と検索に適応させられるために、
概ね非晶性の局所規則性から概ね結晶性の局所規則性と
いう２つの異なった構造状態だけの間で切換えられるこ
とも可能である。
【０００４】Ovshinsky の電気的消去可能型相転移メモ
リは、初期に導入され幾つかの用途に使用された時に
は、数多くの用途に対して十分に適切であった。しか
し、その初期の技術の更なる発展は、それを進展させる
ために必要な資源の不足のために不可能であった。それ
で、固体電子メモリのような他の分野における後続の発
達と、磁気媒体を使用するメモリや光学媒体を使用する
メモリのような他のタイプのメモリ一般における後続の
発達とが、そうした初期の電気的消去可能型相転移技術
に次第に取って代わった。
【０００５】前進的な開発の支援の上記の欠落の結果と
して、Ovshinsky 相転移材料の電気的消去可能型メモリ
応用には現在では幾つかの制限があり、このことが電気
的消去可能型メモリの広範囲な使用を妨げてきた。こう
した制限の１つは、特に局所配列がより大きくなる方向
において又は結晶化が増大する方向において、そうした
従来技術の材料が示してきた、（現在の基準から見て）
比較的遅い電気的切換え速度である。別の制限は、一方
の状態から他方の状態への相転移を開始させるのに必要
とされる比較的大きなエネルギであった。
【０００６】例えば、そうした従来技術の相転移材料の
切換え時間は、非晶質状態から結晶質状態へのセット時
間の場合には典型的には数ミリセカンドの範囲内であ
り、結晶質状態から非晶質状態へ戻すリセット時間の場
合には恐らく１マイクロセカンド程度である。そうした
従来技術の材料を切換えるのに必要とされる電気エネル
ギは、典型的には約１マイクロジュールの範囲内と測定
された。
【０００７】消去不可能型又は不可逆型のライトワンス
(write-once)電気的書込み可能型メモリにOvshinsky 相
転移材料を使用するという着想も、当業では公知であ
る。このタイプの電気的書込み可能型相転移メモリは、
例えば、本発明と同一の譲受人にその両方が譲渡された
1985年2 月12日付で交付された米国特許第 4,499,557号
(Holmberg 他) と1986年7 月8 日付で交付された米国特
許第 4,599,705号(Holmberg 他) に開示されている。前
述の Holmberg 他の特許は、不可逆モード又はリセット
不可能モードで使用される、炭素とケイ素とゲルマニウ
ムとその合金のような四面体型に化学結合された材料を
含む。そうした材料は、例えば10ボルトまでの閾値セッ
ト電圧と、25ミリアンペアまでの電流と、100 マイクロ
セカンドまでのセット時間とを必要とする特徴を有する
材料として開示される。従って、必要とされるセットエ
ネルギは、100 マイクロセカンドまでのセット時間にお
いて250 ミリワットまでである。
【０００８】従って、前進的な開発の支援の欠落の故
に、これらの材料は、他のタイプのメモリが遥かに短い
切換え時間と遥かに僅かなエネルギとをもたらす可逆型
又は電気消去可能型のメモリ用途においては、広範囲に
使用されることがないままだった。その代わりに、他の
形態の固体電子メモリが発達させられてきたし、これら
の用途において一定の限られた範囲で使用されてきた。
これらのメモリは、幾つかのメモリ用途においては、典
型的には各メモリビット毎に幾つかの固体超小形電子回
路素子を使用し、例えばビット当たり3 〜4 つほどのト
ランジスタを使用する。そうした固体メモリの主メモリ
素子は、典型的には、メモリビットを記憶するためにそ
の電界効果トランジスタのゲート上に電荷を維持するフ
ローティングゲート電界効果トランジスタデバイスであ
る。この電荷が時間の経過と共に漏れ出る可能性がある
が故に、従って、情報の記憶は、材料の実際上の構造の
変化によって情報が記憶される相転移媒体の場合のよう
に真に不揮発性であるというわけではない。
【０００９】現在使用されているそうした固体電子メモ
リも製造コストが比較的高価であり、こうしたコスト
は、磁気ディスク記憶のコストに比べて記憶容量１ビッ
ト当たり典型的には約２倍である。一方、固体電子メモ
リは可動部品が無く、輸送と貯蔵が容易であり、ポータ
ブルコンピュータや他のポータブル電子装置での使用に
おけるその適合性においてより一層多目的的であるとい
う点で、磁気ディスクメモリを上回る幾つかの利点を有
する。これに加えて、そうした固体メモリは、求められ
るメモリロケーションにアクセスするために適切なデー
タトラックに対するディスクヘッドの物理的運動を必要
とするディスクタイプとは対照的に、真のランダムアク
セスシステムであることが一般的である。
【００１０】しかし、固体電気消去可能型メモリのそう
した利点にも係わらず、これらのメモリの非常に高いコ
ストが、ディスクタイプのメモリシステムによって現在
優位を占められている市場で大きな市場専有率を得るこ
とを妨げてきた。相転移材料に基づく固体メモリは、低
減されたコストでの製造を実現する可能性を示してきた
が、従来技術で公知であるようなシステムから得られる
性能パラメータは、ディスクタイプシステムや上記タイ
プの他の固体メモリシステムに対する代替物としてそう
した相転移材料に基づく固体メモリが広く使用されるの
を可能にするには、適切なものではなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題と課題を解決するための
手段】本発明は、従来技術のシステムで到達可能なエネ
ルギレベルよりも著しく低減させられたエネルギレベル
において、従来技術のシステムで到達可能な切換え時間
に比べて数桁も短い切換時間を示す、新規性のある独創
的な相転移材料と特に適合化された構成とを使用する、
新たな固体消去可能型電子メモリを提供する。この新規
性のあるメモリは、安定し且つ真に不揮発性の構造状態
を有する。この構造状態は、典型的なディジタルシステ
ムへの適用のために、検知可能な異なった局所規則性の
２つの切換え可能な構造状態の間で選択されることが可
能であり、又は、使用可能なメモリ設定条件のグレース
ケールを与えるために、検知可能な異なった局所規則性
の幾つかの中間的構造状態から選択されることが可能で
ある。切換え時間と切換えエネルギとにおける改善の大
きさは実に大きく、数桁の範囲内であり、単なる自然的
な増分ではなく、全く予想を上回り、従来技術によって
可能であると考えられていたものを越えるものである。
【００１２】本発明の実施例の１つは、その材料の成分
が非晶質状態の材料中に分布させられ、結晶質状態で
は、１つ以上の安定した結晶質相の中に材料の単位体積
ごとに実質的に完全に吸収されるような組成と化学量論
の、電気的に切換え可能な材料を使用する。更に、これ
らの成分が、非晶質状態で存在するのと実質的に同一な
構成成分の局所原子密度で１つ以上の結晶質相の中に吸
収されることが好ましい。従って、切換え遷移の過程に
おけるその材料内での成分の移動は最少限度にされ、そ
れによって、切換え時間とエネルギレベルが、従来技術
の電気的消去可能型相転移システムで達成可能な切換え
時間とエネルギレベルから、非常に著しく低減させられ
る。
【００１３】別の実施例では、電気切換えパラメータの
特徴が、最適の切換え遷移が与えられるようにその材料
の遷移パラメータに関連して生じさせられ、それによっ
て、従来技術で達成可能な性能に比べてその性能を更に
向上させる。
【００１４】更に別の実施例では、メモリのビット密度
が従来技術のメモリ構成よりも大きく増大させられ高め
られ且つ性能パラメータが更に向上させられる、本発明
の新規材料を使用するメモリ構成が説明される。
【００１５】
【実施例】本発明の他の実施例及び特徴と、本発明の他
の利点及び目的とが、添付図面と関連付けられた以下の
詳細な説明によって明らかにされ明確になるだろう。
【００１６】従来技術の消去可能型の電気的相転移メモ
リは局所構造配列における変化に基づいていたが、そう
したメモリは、典型的には、その材料が非晶質状態から
多相結晶質状態へ切換えられる時に相分離を可能にする
ために、その材料内の特定の種類の原子移動によるそう
した構造変化を受容しているということを本出願人は見
出している。例えば、硫黄やヒ素のような各々が約１〜
２％の微量の幾つかの他の成分と共に、約80〜85％のテ
ルルと約15％のゲルマニウムを含む合金のような、テル
ルとゲルマニウムで形成される電気的切換え可能なカル
コゲナイド合金の場合には、より規律的に配列された構
造又は結晶質構造は、メモリ材料の切換え可能な凹部内
での、電気伝導性が高い結晶質Teフィラメントの形成に
よって典型的に特徴付けられる。そうした従来技術の材
料の典型的な組成は、例えばTe8 Ge15 S2 As2 であろ
う。そうした従来技術の材料の別の例はTe81Ge15 S2 Sb
2 である。Teはその結晶質状態において非常に伝導性が
高いが故に、従って、配列の規則性が劣る状態又は非晶
質状態にある凹部の抵抗よりも数桁も低い数値である非
常に低い電気抵抗条件が、結晶質Teフィラメントによっ
て生じさせられる。
【００１７】しかし、結晶質状態の伝導性Teフィラメン
トの形成は、その非晶質状態の原子配列から、結晶質Te
フィラメント状態における新たな局所集中させられた原
子配列へのTe原子の移動を必要とした。同様に、その材
料が非晶質状態へと切換えられて戻される時には、既に
結晶質フィラメントの形に析出されたTeが、そのフィラ
メント内の局所集中形態から非晶質状態の原子配列へと
その材料内を移動して戻ることが必要とされた。
【００１８】非晶質状態と結晶質状態との間のこの原子
移動と拡散と再配列が、各々の場合に、その移動を受納
させるのに必要な保持時間又は滞留時間を必要とし、そ
れによって、その切換え時間と切換えエネルギを、他の
タイプの消去可能な半導体メモリと比較して比較的高い
ものとするということを本出願人は見出している。さて
本出願人は、このタイプの電気的消去可能型相転移メモ
リに関して、その切換え時間と切換えエネルギの両方に
おける著しい改善を可能にする、幾つかの新規性のある
原理を見出した。
【００１９】本発明の選択基準に合致する材料の１つの
単純な形態は、原子百分率で平均Te52Ge24Sb24の組成物
である。それが非晶質状態では材料全体に分布させら
れ、結晶質状態では、一方の相が概ねTe52Ge18Sb30の組
成であり他方の相が概ねTe52Ge30Sb18の組成である２つ
の結晶質相に結晶化し、これらの２つの結晶質相は、概
ね等しい原子的分画において存在し、且つ非晶質状態で
存在した成分の原子の全てがその結晶質状態の２つの結
晶質相の中に吸収されるような相対的な割合で存在す
る。こうして容易に形成される多成分結晶質相が得られ
ることが可能であり、非晶質状態で存在した実質的に全
ての成分を吸収するか又は消費し、それによって、実質
的に完全に吸収されることがないいずれかの別々の成分
の格子が、その容易に形成される主要な結晶質相中に析
出することを防止する。
【００２０】非晶質構造と結晶質構造との間の相転移に
関与した実質的な原子移動が全く無いが故に、その相遷
移は、迅速に、且つ非晶質状態と結晶質状態との両方の
高い度合いの安定性を伴って起こる。
【００２１】本発明の別の実施例の更なる特徴は、その
材料の半導体帯ギャップ(semiconductor band gap)が非
晶質状態から結晶質状態への遷移において実質的に縮小
されること、又は更には、伝導帯と価電子帯が互いに接
近するか重なり合うように半導体帯ギャップが実質的に
又は完全に潰れることである。その帯ギャップが非晶質
状態に比べて結晶質状態において非常に小さい場合に
は、通常の動作条件下で熱的に発生させられるキャリヤ
が、非晶質状態に比べて結晶質状態において良好な伝導
性と低い電気抵抗を与えるだろう。
【００２２】本発明の特徴に合致する別の組成は、非晶
質状態における成分と概ね同一の組成の単結晶質相を形
成するTe51Ge40Sb9 である。従ってその材料は、その非
晶質相内と、その材料が電気的に結晶質状態に切換えら
れた時に形成される単結晶質相内とにおいて組成的に概
ね同一である。この材料がもはや半導体でなくむしろ金
属又は半金属であるように、その電子帯ギャップが非晶
質状態から結晶質状態への遷移の際に潰されることが引
き起こされるという点で、この材料は本発明の別の上記
の特徴に従って更に別の利点を示す。即ち結晶質状態で
は、その帯ギャップが潰れ且つ伝導帯と価電子帯が重な
り合い、それによって非常に高い電気伝導性をもたら
し、本質的に金属的な電気伝導を示す。これは、「オ
ン」条件と「オフ」条件の間での又は「セット」条件と
「リセット」条件の間での、非常に高い電気抵抗比を与
える。
【００２３】上記の材料の半金属状態への遷移は、その
材料の電気伝導性の温度依存性を測定することによって
決定された。半導体では、電気伝導性は温度増加に伴っ
て増大する。これに代わって、結晶質状態での上記材料
の電気伝導性は、実際上は温度増加に伴って僅かに減少
し、それによって価電子帯と伝導帯が実際に重なり合う
材料特性を示すということが見出されている。
【００２４】これらの成分に関して使用可能な他の結晶
質構造相は、Te52Ge43Sb5 とTe20Ge20Sb60であることが
確認されている。他の成分の組合せの場合には、同様の
好ましい結晶質構造相が、そのとり得る多成分結晶質相
の形成が非晶質状態中に存在する成分を実質的に全て吸
収するように本発明の説明に従って決定されることが可
能である。
【００２５】消去可能な形で切換え可能な合金の成分
は、その組成物中の実質的に全ての成分が非晶質状態中
に分布させられ、非晶質状態から結晶質状態への遷移の
間では、安定した結晶質相の中にその材料の単位体積毎
に実質的に全て吸収されるように選択されている。その
結果は、非常に低エネルギで非常に迅速に、２つの状態
の間を非常に迅速に切換えられることが可能な材料であ
り、即ち、従来技術の消去可能型電気メモリ材料を用い
て達成可能であるか又は更にはこれまで可能だと考えら
れてきた切換え時間とエネルギレベルを遥かに下回る切
換え時間とエネルギレベルである。
【００２６】この材料内の構成成分の組成上の化学量論
は、全ての構成成分が、結晶質状態に形成される１つ以
上の結晶質相の中に単位材料体積毎に実質的に完全に吸
収されるような化学量論である。これに加えてその構成
要素は、非晶質状態において存在するのと実質的に同一
の構成成分の平均局所原子密度分布、即ち実質的に同一
の平均局所濃度を伴って、１つ以上の結晶質相内に吸収
されることが好ましい。このようにして、その材料は単
位体積毎に完全に結晶化され、その構成成分の局所原子
密度は、非晶質状態と結晶質状態との間の遷移によって
は最少限度だけしか攪乱されない。従って、相遷移の間
のその材料内での原子移動は最少限度にされ、電気的切
換え速度と切換えエネルギは、従来技術の電気的消去可
能型相転移メモリを数桁下回るまで著しく低減させられ
る。
【００２７】その材料の成分は、一般的には、当初に蒸
着させられた通りにその材料内に実質的に均一に分布さ
せられるだろうが、そのマトリックス内の原子の結晶質
相位置と濃度に従って、その材料の特定の領域内に局所
的に幾分か濃縮させられてもよい。しかし、結晶質相か
ら非晶質相への遷移の間にその材料は溶融状態になり、
その材料のバルク内に原子を幾分か均一に分布させる傾
向があるだろう拡散が起こる。しかし、非晶質状態での
そうした均一な分布は、その材料が本発明に従って作用
するためには必要ではない。従って、非晶質状態におい
ては相転移材料の成分がその材料全体に亙って分布させ
られるようにここでは説明されるが、しかしそうした分
布は、非晶質状態と結晶質状態の間を往復する切換に伴
って生じる可能性がある、その成分の一部又は全部の幾
つかの局在化した濃縮を含んでもよいということが留意
されるべきである。
【００２８】もちろん、構成成分の局所原子密度が、非
晶質状態と結晶質状態の両方において正確に同一である
ことは不可能であるということが留意されるべきであ
る。局所原子配列における幾分かの順応化が、非晶質状
態と結晶質状態の間の構造配列の変化を可能にするため
に必要である。しかし、本発明の原理の適用において防
止すべきであるものは、従来技術の電気的消去可能型相
転移メモリの特徴であった局所原子密度内の大きな歪み
であると現在では理解されている。従って「実質的に同
一な平均局所原子密度分布」の語は、本発明の説明に従
った性能上の利点を更に与える、適切な範囲内の原子再
配列及びその結果としての非晶質状態と結晶質状態との
間での局所原子密度の変化を可能にすることと解釈され
ることが可能である。
【００２９】ここで使用される場合の術語「実質的に非
晶質の」と「非晶質の」は、原子配列の規則性が相対的
に劣り又はより一層無秩序であり、その結果として、よ
り低い電気伝導性といった検出可能な異なった電気的特
徴を有する状態を意味する。術語「実質的に結晶質の」
と「結晶質の」は、原子配列の規則性が相対的に優れ、
その結果として、より高い電気伝導性といった検出可能
な異なった電気的特徴を有する状態を意味する。
【００３０】本発明の１つの実施例では、本発明の材料
がその結晶質状態においては多成分で多相の結晶質構造
を形成するということと、この状態での結晶質相は互い
に比較的接近した結晶化温度を有するということが確認
されている。例えば、上記で説明されたように２つの結
晶質相に結晶化する、非晶質状態において組成Te52Ge24
Sb24を有する相転移材料では、これら２つの相の一方が
155 ℃で結晶化し、その他方が172 ℃で結晶化すること
が確認されている。互いに接近した温度で生じる結晶質
相を有するこの多相結晶質構造が、この材料の結晶構造
の好ましい形態であると考えられる。これは本発明の材
料が、結晶質状態から非晶質状態へより容易に切換えら
れ且つ非晶質状態においてもより一層安定していると考
えられているためである。
【００３１】この材料が１つの結晶質相（ここでは「単
結晶質相」と呼ばれることがある）だけしか持たず、そ
れ以外では本発明の特徴に合致する場合には、この材料
は幾つかの用途の要件を十分に満たすかもしれない。し
かし、この材料が結晶質状態で非常に安定しており、そ
れ故にこの材料を非晶質状態に切換え戻すことがより困
難である可能性があり、しかもいったん非晶質状態に切
換え戻すとその状態ではより不安定的であり得るが故
に、その他の用途に対しては最適ではない。しかし、そ
うした特性は、本発明の特定の用途に対してより一層適
合的であるだろうし、幾つかの用途にとって実際的に好
ましい特性を与えることがあり得る。いずれにしても、
そうした単結晶質相材料は、本発明の非常に増大させら
れた切換え速度と非常に低い切換えエネルギという特徴
を典型的に示すだろう。
【００３２】これに加えて、１つ又はそれ以上の結晶質
相が安定した且つ容易に形成される相であるが故に、そ
の遷移は確実に行われ、２つの安定し且つ真に不揮発性
の条件が与えられる。
【００３３】しかし、本発明の重要な原理の１つは、本
発明の材料が結晶質状態に切換えられる時には、非晶質
状態で存在する成分の実質的に全てが、１つ又はそれ以
上の結晶質相の中に実質的に完全に吸収されるというこ
とである。このことは原子移動を著しく最少化させ、２
つの相の間の切換が迅速且つ低切換エネルギで生じるこ
とを可能にする。前述のように、多相結晶形成の場合に
は、同一の一般的温度区域内で多相の形成を適応させる
ように、各々の結晶質相の結晶化温度が互いに接近して
いることが有利であるはずだと考えられている。
【００３４】更に、１つ以上の結晶質相内の比較的小さ
な微結晶サイズが、１つ以上の結晶質相の迅速な形成
と、非晶質状態と結晶質状態との間の遷移のためのより
低エネルギ要件とに更に寄与するものと考えられる。
【００３５】本発明の更に別の側面に従って、本出願人
は、そうした材料の切換え特性が、最適な切換え遷移が
行われることが可能であるように調整され得るというこ
とを見出している。従来技術の性能パラメータを上回っ
て得られることが可能な実質的に増大したレベルで本発
明の材料が効果を発揮するためには、その材料格子が典
型的にはその材料の性能レベルの大きな劣化なしに一定
レベルの外来の原子材料を許容するだろうが故に、正確
な組成上の化学量論は必要とされないことが見出されて
いる。従って、語「実質的に」は、本発明によって与え
られるような従来技術の電気的消去可能型メモリよりも
改善された性能パラメータを得ることを可能にする、こ
こで説明される化学量論的原理に対する適合のレベルを
意味するものとしてここでは使用される。
【００３６】前述のように、結晶質相の比較的小さな微
結晶サイズ範囲が、結晶質状態と非晶質状態との間の迅
速な遷移に寄与することが可能であるとも考えられてい
る。非晶質構造と結晶質構造との間の遷移を適応させる
のに必要な原子的調節が微細構造ではより少なくてすむ
が故に、構造的に微結晶格子に近い結晶構造が非晶質状
態と結晶質状態との間をより迅速に切換えると本出願人
は仮定している。これと同時に、結晶質状態の多相性質
が、非晶質状態への遷移をより促進し且つ安定化する。
【００３７】本発明の相転移材料の特徴の１つは、その
材料の単位体積毎により多くの且つより小さい微結晶の
形成を指向するように見えるということである。本発明
を具体化する代表的な材料の微結晶サイズが、従来技術
の材料の特徴である約1,000〜5,000 オングストローム
の範囲よりも一般的により小さい、約100 〜500 オング
ストロームの範囲内の小さな微結晶サイズを有すること
が見出されている。ここで言及される「微結晶サイズ」
とは、一般的に微結晶の直径であり、又は、微結晶が球
形の形状でない場合には直径と同等の微結晶の「固有サ
イズ」である。従って、術語「固有サイズ」は、微結晶
をまたぐ平均的差し渡し距離、即ちその直径又はそれに
類似するものを意味する。
【００３８】本発明の特徴に合致する種類のTeGeSb材料
の非晶質状態における組成は、電気的消去可能型の相転
移材料として使用される従来技術の材料に含まれるTeの
濃度よりも実質的に減少されたTe濃度によって、一般的
に特徴付けられるように見える。実質的に改善された電
気切換え性能特徴を与えることが見出されたこの種類の
材料の組成では、非晶質状態におけるTeの平均濃度は70
％をかなり下回り、典型的には約60％を下回り、一般的
な形態では約23％から約56％までの範囲内だった。Ge濃
度は非晶質状態において約15％を上回り、平均では最低
約17％から約44％の範囲内であり、一般的には50％を下
回るGeを保ち、この種類の材料の主要な構成成分の残分
はSbである。示された百分率は構成成分の原子の合計が
100 ％になる原子百分率である。こうしてこの種類の材
料は、Tea Geb Sb100-(a+b) として特徴付けられること
が可能で、ここでa が約70％以下であり、好ましくは約
60％以下であり、b が約15％を上回り且つ50％を下回
り、好ましくは約17％〜約44％の間であり、且つ残分が
Sbである。
【００３９】TeGeSb種類の材料の場合には、次の結晶質
相が単独で、又は上記範囲内の非晶質状態に一致する様
々な近似的組成に関しての結晶質状態の様々な形の組合
せとして、存在することが見出された。
【００４０】
【表１】
【００４１】非晶質状態におけるこれらの成分の平均
は、１つの標本では、約53％のTe、約21％のGe、約26％
のSbだった。
【００４２】さて図１を参照すると、本発明を具体化す
る電気的消去可能型相転移メモリの構造の一部分の断面
図が示されている。このメモリ構造は、p ドープされ且
つ図示される構成の他の成分の蒸着のためのp-基板を形
成する、単結晶シリコン半導体ウェーハ10上に形成され
ている。
【００４３】当業で公知方法である拡散によって形成可
能な n+ チャネル12が、p-基板10内に形成されている。
これらのn+チャネルは、図解平面に対して垂直な方向に
チップを横断して延びて１組の電極を形成し、この場合
には、個々のメモリ素子をアドレス指定するためのx-y
電極グリッドのy 組を形成する。
【００４４】このn+グリッド構造の頂部上には、これも
当業で公知の技術によって、n-ドープされた結晶質エピ
タキシャル層14が形成されている。このn-ドープされた
エピタキシャル層14は例えば約5,000 オングストローム
の厚さである。この後で、公知のマスキング技術とドー
ピング技術を使用して、p-ドープされた分離チャネル16
が n-エピタキシャル層14内に形成されている。これら
のp-ドープされた分離チャネル16は、図１に示されるよ
うに p基板10に達するまで連続して延び、更には、n-エ
ピタキシャル層14のアイランド18の周囲を完全に囲み、
そのアイランド18を分離して範囲を画定する。アイラン
ド18は図２の平面図により明確に示され、この図ではp
分離チャネルはn エピタキシャル材料のアイランド18を
画定し分離する分離グリットを形成するように示されて
いる。p-ドープされた分離チャネルの代わりに、 SiO2
分離トレンチがアイランド18の分離のために使用されて
もよい。そうした SiO2 分離トレンチの形成の技術は当
業者に公知である。
【００４５】それに続いて、上記の構造上に、熱によっ
て成長させられた SiO2 の層20が形成され、またアイラ
ンド18上に開口22を形成するためにエッチングされる。
その後で、p+材料の拡散領域24が、図１に示されるよう
に開口22によって画定される区域内に形成される。p+領
域とn エピタキシャル層との半導体接合部が、 ＳｉＯ
２ 層２０の開口22を介して露出された各々のn エピタ
キシャル層領域と直列のp-n 接合ダイオード26を形成す
る。
【００４６】その後で、メモリ素子30が、ダイオード26
と各々に直列オーミックコンタクトしてp+領域24の上に
蒸着させられる。メモリ素子30は、モリブデンの下部電
気接点薄層32と、炭素の下部電気接点薄層34と、上記相
転位材料で形成されたメモリ層36と、炭素の上部電気接
点薄層38と、モリブデンの上部電気接点薄層40とを有す
る。炭素とモリブデンの接点層32、34、38、40は、メモ
リ層36との優れた電気接点を形成すると共に、メモリ層
36を出入りする成分拡散を効果的に遮断する拡散バリヤ
をも形成する。
【００４７】炭素層34と38は比較的高い電気抵抗を有
し、そのエッチングはより一層困難であり、従って典型
的には、100 〜1,000オングストローム程の範囲内の比
較的薄い層であることが好ましい。モリブデン層32及び
40は、メモリ層36のための有効な拡散バリヤとして働く
ために、例えば1,000 〜2,000 オングストローム程の範
囲内のように、より厚いものであるべきである。
【００４８】メモリ層36は、ここで開示されるような多
成分の相転移材料で形成されている。層36は実質的に非
晶質の状態でスパッタ蒸着させられることが好ましい。
しかし、蒸発、又はRFグロー放電のようなプラズマ技術
によって支援されることが可能な化学的気相蒸着のよう
な他の方法で形成されてもよい。メモリ層36の厚さは典
型的には約200 オングストロームから約5,000 オングス
トロームの範囲内であることが可能で、好ましくは約20
0 〜1,000 オングストロームである。相転移材料36の凹
部の横寸法又は直径は約１マイクロメートル程の範囲内
であってよいが、この横寸法に関しては実際上の制限は
ない。「セット」条件に形成された結晶質材料の実際の
伝導経路は１マイクロメートルの1/4 〜1/3 ほどの小さ
さであることが確認されている。従って、この凹部直径
は、リソグラフィ解像限界が許容し得るだけ小さい。
【００４９】本発明の好ましい実施例では、その材料が
結晶質状態に切換えられた時に形成される結晶化した低
抵抗経路の直径に実質的に一致するように、前記凹部直
径が選択される。上記のように、結晶化した低抵抗経路
の実際の直径は１マイクロメートルの約1/4 から約1/3
ほどの範囲内であることが確認されている。従ってメモ
リ材料36の凹部の直径は約１マイクロメートル以内であ
ることが好ましく、結晶質状態と非晶質状態との間を往
復するように実際に切換えられる相転移材料36の体積に
適応し得る大きさに、メモリ材料36の体積が制限される
ようにする。これは、相転移を開始させるために必要と
される切換え時間と電気エネルギを更に減少させる。こ
こで使用される「凹部直径」とは、メモリ層36の横断面
の横寸法を意味し、該メモリ層は、メモリ層36と図１の
実施例に示されるように下部p+層と上部導体42とによっ
て形成され且つ図２の実施例の場合にはショットキダイ
オードの下部金属層29とによって形成される接触領域の
下へ延びる。
【００５０】メモリ素子の適正な動作のために必要であ
るような上部接点と下部接点との必要とされる電気接点
だけを除いて、メモリ素子30の凹部領域が熱的に分離及
び／又は制御されることが更に好ましい。これは、切換
えられる凹部の体積からの熱移動と、相遷移のために必
要とされる電気エネルギとを更に制限し限定し制御す
る。これは、図１と図２の実施例では、メモリ素子30の
側部周囲部分を囲む酸化物20、39によって行われる。
【００５１】ここで使用される術語「セット」条件と
は、低抵抗の実質的に結晶質の状態を意味し、術語「リ
セット」条件とは、高抵抗の実質的に非晶質の状態を意
味する。
【００５２】層32、34、36、38、40がエッチングされ、
酸化物層39がそれらの上に形成され、さらに図示される
ようにメモリ素子30の上方に開口を残すようにエッチン
グされる。この代わりに、層32と層34が最初に蒸着させ
られ、エッチングされ、それに続いて層36、38、40がそ
の上に蒸着させられ、各々に選択された寸法にエッチン
グされるという形で、メモリ素子が２つの段階のエッチ
ング処理によって形成されてもよい。更に、この構造物
全体の頂部上に、第２の電極グリッド構造がアルミニウ
ム導体42で形成され、このアルミニウム導体42は導体12
の方向に対して直角方向に延び、個々のメモリ素子に対
するx-y グリッド接続を完成する。Si3 Ｎ4 又はプラス
チック材料（例えばポリアミド）のような適切なカプセ
ル封止材料の頂部カプセル封止層44が、完成した集積構
造の頂部上に被せられる。この頂部カプセル封止層44
が、特にメモリ層36内の相転移材料の性能の低下と劣化
を引き起こす可能性がある湿気と他の外部成分とに対し
て前記集積構造をシールする。Si3 Ｎ4 カプセル封止材
料は、例えば低温プラズマ蒸着プロセスを使用して蒸着
させられることが可能である。カプセル封止材料層44を
形成するためには、ポリアミド材料がスピン蒸着させら
れ、蒸着の後で、公知の技術によって焼成されることが
可能である。
【００５３】n 層14と例えばケイ化白金であってもよい
金属層29との間の、ショットキバリヤのダイオード27が
形成されることを除いて、図２の実施例は図１の実施例
と同一である。他の側面では、図２の実施例は図１の実
施例と同一の仕方で形成され、同じ要素は同じ参照番号
が付けられる。
【００５４】このようにして形成された集積構造は、各
々のメモリ素子30が水平な x線42と直角な y線12との間
でダイオード26と直列に接続されている、図３に示され
るように接続されたx-y マトリックスである。ダイオー
ド26は、メモリ素子30の各々を電気的に分離するように
働く。もちろん、本発明の電気的消去可能型メモリのた
めの他の回路構成が可能であり且つ実施に適している。
【００５５】図１と図２の実施例に示される集積構造で
は、メモリ素子の完全に垂直方向に集積された構造が形
成され、従って、メモリ素子とダイオードの各々の組合
わせによって占められる基板上の面積を最少限度にす
る。これは、このチップ内でのメモリ素子の密度が、主
としてリソグラフィの分解能によってだけ制限されると
いうことを意味する。
【００５６】図4Aでは、その基板上に形成されて本発明
を具体化したメモリマトリックス51を有する単結晶半導
体基板50の一部分が概略的に図解されている。その同一
の基板50上には、集積接続53を介してメモリマトリック
ス51に適切に接続されたアドレス指定マトリックス52も
形成されている。このアドレス指定マトリックス52は、
メモリマトリックス51に与えられるセットパルスとリセ
ットパルスと読出しパルスとを画定し制御する信号発生
手段を含む。このアドレス指定マトリックス52は、メモ
リマトリックス51と一体化されてもよく、メモリマトリ
ックス51と同時に形成されてもよい。
【００５７】そうしたメモリの大半の用途に必要である
と考えられる高速の切換え速度と低切換えエネルギとを
有する従来技術の半導体メモリでは、各メモリ素子毎に
１つのコンデンサと共に少なくとも１つのトランジスタ
が必要とされる。集積回路の形でのそうしたメモリの形
成は、その集積回路がどのようにレイアウトされるかに
無関係に、一定の最小基板面積を占める他の追加的複雑
性と共に少なくとも３つの接続を必要とする。本発明の
電気的消去可能型メモリの集積回路構成は、各メモリ素
子毎に２つの接続だけを必要とするにすぎず、これらは
互いに垂直な関係に形成される。更に、分離ダイオード
とメモリ素子のための接続の対とを完備した各メモリ素
子自体が、同一又は類似の機能を果たす従来技術の集積
回路を用いて得られることが可能なビット密度よりも遥
かに高いビット密度が得られるように、十分に垂直方向
に集積化されている。
【００５８】実際的に本発明のメモリは、揮発性であり
従って本発明によって得られる不揮発性が与える更に別
の利点を欠いている固体ダイナミックランダムアクセス
メモリ(DRAM)において得られることが可能なビット密度
よりもより高いビット密度を可能にする。本発明によっ
て得られることが可能なビット密度の増大は、集積回路
構成のビット１つ当たりの占有ウェーハ面積がより小さ
いが故に、その対応した製造コストの低下に換言され
る。これは、本発明のメモリが、広範囲の用途において
性能に関してばかりでなくコストに関しても、他の入手
可能なメモリと競合し且つそれらを凌駕することを可能
にする。
【００５９】各ビット毎に少なくとも１つのトランジス
タと１つのコンデンサで形成される従来技術の半導体メ
モリに比較して、図１と図２に示されるような本発明の
集積回路構成は、同一のリソグラフィ分解能の場合に、
そうした従来技術の構成のビット密度の約３倍のビット
密度で１つのチップ上に形成されることが可能である。
従って、より高いビット密度がもたらすコスト上の利点
に加えて、本発明の集積回路構成内のメモリ素子の性能
パラメータが更に一層改善されており、これは、本発明
の集積回路構成内のメモリ素子が互いに接近して配置さ
れ、従ってリード長さと静電容量と他の関連パラメータ
が更に最小化され、それによって性能が更に向上されて
いるからである。
【００６０】図４Ｂは図１〜図３の実施例の一部分の回
路図である。この回路は図示されるように、x アドレス
線42とy アドレス線12との交差点においてダイオード26
と直列接続された各々のメモリ素子30を有するx-y グリ
ッドを有する。アドレス線12と42は、当業者には公知の
方法で外部アドレス指定回路構成要素に接続されてい
る。
【００６１】図５は、本発明を具体化するメモリ素子の
サンプルから採取された性能データのグラフ図である。
「セット」状態又は結晶質状態での電気抵抗と、最初に
蒸着されるような非晶質状態から結晶質状態に切換える
各々の場合に必要とされる切換えエネルギ（ジュール単
位）とを示すために、データが提示されている。非晶質
リセット状態の高い抵抗が図５のグラフの上部右側の角
陽に示され、約10-9ジュールのセットエネルギの場合の
約150 オームのセット抵抗とは対照的に20,000オームを
僅かに下回っている。切換え時間は典型的には10〜80ナ
ノセカンドの範囲内であり、切換えセットエネルギは典
型的には約10-9ジュールの範囲内だった。リセットエネ
ルギは約10-6ジュールだった。これらのデータは、10-3
〜10-6ジュールの範囲内の切換えエネルギにおいて切換
え時間が典型的には数マイクロセカンドから数ミリセカ
ンドの範囲内だった従来技術の電気的消去可能型メモリ
の性能データと比較されるべきである。従って、本発明
の電気的消去可能型メモリ材料の性能パラメータは、従
来技術の電気的消去可能型相転移メモリ材料で得られる
性能パラメータよりも数桁は良好である。
【００６２】これに加えて、図５を参照しすれば「セッ
ト」抵抗がセットパルスのエネルギのレベルと共に実質
的に直線的に変化する。約10-9ジュールのセットパルス
の場合には約150 オームであり、約10-11 ジュールのセ
ットパルスの場合には約2,000 オームであり、これらの
点の間でかなり直線的な特徴を有するということが留意
されるべきである。これは、本発明のメモリ素子が適応
メモリ応答関連において動作することを可能にし、それ
によって適応メモリシステムへの適用を可能にするグレ
ースケール特性を与える。
【００６３】図６は、本発明に従って製造され且つ本発
明を具体化したメモリ素子のサンプルから採取された電
気切換え特性のグラフ図である。オームで表されたデバ
イス抵抗が、30〜80ナノセカンドの範囲内のリセットパ
ルス幅に関する切換えエネルギ（ジュール表示）との関
係において示される。「リセット」対「セット」抵抗比
は全て、概ね１桁程かけ離れており、従って、ディジタ
ルメモリ用途のためのセット条件とリセット条件の間の
誤りのない電気的検出を確実なものにするのに十分に適
切である。30ナノセカンドにおけるリセットエネルギー
は10-7ジュール以下である。
【００６４】図７は、そのデバイスに逐次的に加えられ
るセットパルスの数との関係における、そのデバイスの
セット抵抗（キロオーム表示）を表すデータのグラフ図
である。セット抵抗がセットパルスの数に応じて減少
し、それによってグレースケール又は適応メモリ能力を
与えるということが留意されるべきである。図７に示さ
れるデータの場合には、約5 ボルト且つ約40ミリアンペ
アにおいて約50ナノセカンドのセットパルスが加えら
れ、各々のパルスの後に且つそのシーケンス内のその次
のパルスが加えられる前に抵抗が測定された。セットパ
ルスの逐次給与によってセット抵抗が増分的に低減させ
られることが可能であり、それによって、完全な非晶質
状態から完全な結晶質状態への間の範囲全体に亙っての
様々なレベルにその材料がセットされることを可能にす
るということを、そのデータは示している。
【００６５】図８は、負荷抵抗（オーム表示）との関係
におけるデバイス「オン」抵抗（オーム表示）に関して
とられたデータを示す。負荷抵抗はそのデバイスと直列
に接続され、従って、点弧開始時の電流の流れの大きさ
を決定するように働く。データは12ボルトの閾値電圧を
使用して測定された。そのデバイスの「オン」抵抗は、
セット電流の増加に応じて迅速に100 オームほどのレベ
ルまで減少する。
【００６６】本発明の電気的消去可能型相転移メモリは
従来技術の電気的消去可能型相転移メモリで得られるこ
とが可能な性能を上回る著しい性能向上をもたらす。こ
のことはそうした従来技術のメモリによって可能な応用
を上回るそうしたメモリの広範の応用を可能にするとい
うことが、上記から理解されるだろう。ここで説明され
た開示内容は、本発明の十分で完全な開示を行うために
説明される詳細な実施例の形で与えられるということ
と、そうした詳細は添付のクレームで説明され定義され
る通りの本発明の真の範囲を何らかの形で限定するもの
と解釈されてはならないということとが理解されるべき
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化する集積回路の電気的消去可能
型相転移メモリの構成の一部分の部分断面図である。
【図２】本発明の別の実施例を図解する集積回路の電気
的消去可能型相転移メモリ構成の一部分の部分断面図で
ある。
【図３】図１と図２の集積回路構成の一部分の平面図で
ある。
【図４Ａ】本発明を具体化する、集積されたメモリとア
ドレス指定マトリックスを有する単結晶半導体基板の一
部分の概略図である。
【図４Ｂ】図１と図２の集積回路構成の回路構成要素の
一部分の部分回路図である。
【図５】非晶質状態からの切換え後における結晶質状態
での抵抗を切換えエネルギとの関係において示す、本発
明を具体化する電気的消去可能型相転移メモリのサンプ
ルに関してとられたデータのグラフ図である。
【図６】様々なパルス幅における切換えエネルギとの関
係におけるデバイス抵抗のデータのグラフ図である。
【図７】デバイスに逐次的に与えられるセットパルスの
数に応じたデバイス「オン」抵抗に関するデータの、グ
レースケール能力を示すグラフ図である。
【図８】そのデバイスの点弧後の電流の流れを制御する
負荷抵抗に応じたデバイス「オン」抵抗に関するデータ
のグラフ図である。
【符号の説明】
10 ウェーハ 12 n+チャネル 14 n ドープ結晶質エピタキシャル層 16 分離チャネル 18 アイランド 20 SiO2 層 22 開口 24 拡散領域 26 p-n 接合部ダイオード 30 メモリ素子 32,40 モリブデン電気接点層 34,38 炭素電気接点層 36 メモリ層 42 アルミニウム導体 44 カプセル封止材料層 51 メモリマトリックス 52 アドレス指定マトリックス
フロントページの続き (72)発明者 スタンフオード・アール・オブシンスキ ー アメリカ合衆国、ミシガン・48013、ブ ルームフイールド・ヒルズ、スクイレ ル・ロード・2700 (72)発明者 ステイーブン・ジエイ・ハジエンス アメリカ合衆国、ミシガン・48075、サ ウスフイールド、アレクサンドリア・タ ウン・２ (72)発明者 ウオロデイミー・ズーバテイー アメリカ合衆国、ミシガン・48092、ウ オレン、ウオルター・2426 (72)発明者 デイビツド・エイ・ストランド アメリカ合衆国、ミシガン・48323、ウ エスト・ブルームフイールド、デイント リー・2091 (72)発明者 ガイ・シー・ウイツカー アメリカ合衆国、ミシガン・48076、サ ウスフイールド、フエアーフアクス・ 30437 (56)参考文献 特開 平４−45585（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−45584（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−45583（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−238882（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−88288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−115571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−103474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−100464（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/10 431 H01L 21/8247 H01L 29/788 H01L 29/792

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気的消去可能型相転移メモリであっ
    て、 (a) 少なくとも２つの電気的に検出可能な状態の間で可
    逆的に電気的に切換られることが可能であって、かつ前
    記少なくとも２つの検出可能な状態の第１の状態は、前
    記少なくとも２つの検出可能な状態の第２の状態と比較
    して、検出上でより不規則な局所的原子規則性を有す
    る、相転移材料の少なくとも１つの凹部と、 (b) 前記凹部の少なくとも２つの部分と接点との間に前
    記凹部を通る電気経路を形成するために、前記凹部の少
    なくとも２つの部分との電気接触を生じさせる電気接点
    手段と、 (c) 前記凹部内の前記電気経路内の相転移材料の少なく
    とも１つの体積部分における前記第１の検出可能な状態
    が前記第２の検出可能な状態と比較してより低い電気伝
    導性によって特徴付けられる、前記少なくとも２つの検
    出可能な状態間で、前記少なくとも１つの体積部分にお
    いて可逆的に相転移を引き起こすため、前記電気接点手
    段に電気信号を印加する手段と、 (d) 前記第１の検出可能な状態において複数の元素が前
    記相転移材料内に分布し、かつ、前記少なくとも一つの
    体積部分において、前記の複数の構成元素が、前記第１
    の検出可能な状態で存在するのと実質的に同一の平均局
    所分布密度で、前記第2の検出可能な状態に変換される
    よう、組成的かつ化学量論的に配置された、前記複数の
    元素から成る、前記相転移材料とを具備している、前記
    の電気的消去可能型相転移メモリ。
  2. 【請求項２】 前記第１の検出可能な状態において前記
    相転移材料内に分布させられた前記複数の元素が、前記
    第２の検出可能な状態にある前記体積部分内で１つ以上
    の結晶質相の中に実質的に完全に吸収されている請求項
    １に記載の電気的消去可能型相転移メモリ。
  3. 【請求項３】 前記相転移材料がその主成分としてＴｅ
    とＧｅとＳｂを含み、ＴｅとＧｅとＳｂが概ねＴｅaＧ
    ｅbＳｂ100-(a+b)の比率で非晶質状態内に分布させら
    れ、前記組成式の添下記号が合計で１００％になる前記
    構成元素の原子百分率であり、ａが７０％以下であり、
    ｂが１５％から５０％の間である請求項１に記載の電気
    的消去可能型相転移メモリ。
  4. 【請求項４】 ａが６０％以下であり、ｂが１７％から
    ４４％の間である請求項３に記載の電気的消去可能型相
    転移メモリ。
  5. 【請求項５】 前記第２の検出可能な状態にある前記相
    転移材料のバンドギャップが前記第１の検出可能な状態
    にある前記相転移材料のバンドギャップよりも小さい、
    請求項１に記載の電気的消去可能型相転移メモリ。
  6. 【請求項６】 前記１つ以上の結晶質相が少なくとも１
    つの多元素結晶質相を含む請求項２に記載の電気的消去
    可能型相転移メモリ。
  7. 【請求項７】 前記１つ以上の結晶質相が複数の多元素
    結晶質相を含む請求項２に記載の電気的消去可能型相転
    移メモリ。
  8. 【請求項８】 前記１つ以上の結晶質相が複数の結晶質
    相を有する請求項２に記載の電気的消去可能型相転移メ
    モリ。
  9. 【請求項９】 前記結晶相間の結晶化温度差が１００℃
    以内である、請求項８に記載の電気的消去可能型相転移
    メモリ。
  10. 【請求項１０】 前記多元素結晶質相中の微結晶が１，
    ０００オングストローム以下の固有寸法を有する請求項
    ２に記載の電気的消去可能型相転移メモリ。
  11. 【請求項１１】 集積回路の電気的消去可能型相転移メ
    モリであって、単結晶半導体基板と、前記基板上において、相互に直角に 配置され且つ互いに
    直列に電気に接続されている相転移材料の凹部と集積回
    路ダイオードとをその各々のメモリ素子が有する、前記
    基板上に形成された複数の電気的消去可能型相転移メモ
    リ素子と、 前記第１の実質的に非晶質の状態において複数の元素が
    前記相転移材料内に分布させられ、且つ、前記凹部の少
    なくとも１つの体積部分内で、前記の複数の構成元素
    が、前記の実質的に非晶質の状態で存在するのと実質的
    に同一の平均局所分布密度で、前記第２の実質的に結晶
    質の状態に変換されるよう、組成的且つ化学量論的に配
    置された、前記複数の元素から成る、前記の相転移材料
    と、 前記メモリ素子の上部と下部各々において前記基板を横
    断して延び、前記各々のメモリ素子の一方側において前
    記相転移材料の前記凹部との電気的接触を形成し、前記
    各々のメモリ素子の他方側において前記ダイオードとの
    電気的接触を形 成し、もって選択的に且つ独立に前記メ
    モリ素子を電気的にセットし、消去し、読出す手段を与
    える集積電気接点手段とを含む、前記の集積回路の電気
    的消去可能型相転移メモリ。
  12. 【請求項１２】 セットパルスと消去パルスと読出しパ
    ルスとを発生させ前記メモリ素子にこれらのパルスを選
    択的に印加するための、前記接点手段に電気的に接続さ
    れた信号発生手段を更に含む、請求項１１に記載の集積
    回路の電気的消去可能型相転移メモリ。
  13. 【請求項１３】 前記信号発生手段が、パルス幅が１０
    ０ナノセカンド以下であるセットパルスを発生させ印加
    する手段を含む、請求項１２に記載の集積回路の電気的
    消去可能型相転移メモリ。
  14. 【請求項１４】 前記ダイオードが半導体接合を有す
    る、請求項１１に記載の集積回路の電気的消去可能型相
    転移メモリ。
  15. 【請求項１５】 前記半導体接合部が前記基板の表面に
    実質的に平行に延びる表面に形成されている、請求項１
    ４に記載の集積回路の電気的消去可能型相転移メモリ。
  16. 【請求項１６】 前記半導体接合部がショットキバリヤ
    を有する、請求項１４に記載の集積回路の電気的消去可
    能型相転移メモリ。
  17. 【請求項１７】 前記半導体接合部がｐ−ｎ接合部を有
    する、請求項１４に記載の集積回路の電気的消去可能型
    相転移メモリ。
  18. 【請求項１８】 前記ｐ−ｎ接合部が前記基板の表面に
    実質的に平行に延びる表面に形成されている、請求項１
    ７に記載の集積回路の電気的消去可能型相転移メモリ。
  19. 【請求項１９】 前記ショットキバリヤが前記基板の表
    面に実質的に平行に延びる表面に形成されている、請求
    項１６に記載の集積回路電気的消去可能型相転移メモ
    リ。
  20. 【請求項２０】 前記集積接点手段との電気的接触を形
    成する前記メモリ素子各々の前記一方の側及び前記他方
    の側が、互いに対して垂直的関係で配置されている、請
    求項１５に記載の集積回路電気的消去可能型相転移メモ
    リ。
  21. 【請求項２１】 前記集積接点手段との電気的接触を形
    成する前記メモリ素子各々の前記一方の側及び前記他方
    の側が、相互に且つ前記基板表面に対して実質的に平行
    に広がる接点表面を含む、請求項２０に記載の集積回路
    の電気的消去可能型相転移メモリ。
  22. 【請求項２２】 前記相転移材料がその主成分としてＴ
    ｅとＧｅとＳｂを含み、ＴｅとＧｅとＳｂが概ねＴｅa
    ＧｅbＳｂ100-(a+b)の比率で非晶質状態に分布させら
    れ、前記組成式の添下記号が合計で１００％になる前記
    構成成分の原子百分率であり、ａが７０％以下であり、
    ｂが１５％から５０％の間である、請求項１１に記載の
    集積回路電気的消去可能型相転移メモリ。
  23. 【請求項２３】 ａが６０％以下であり、ｂが１７％か
    ら４４％の間である、請求項２２に記載の集積回路電気
    的消去可能型相転移メモリ。
  24. 【請求項２４】 外部環境の影響に対抗して前記メモリ
    素子を覆って広がり且つカプセル封じをし且つシールす
    るカプセル封止材料層を更に含む、請求項１１に記載の
    集積回路の電気的消去可能型層転移メモリ。
  25. 【請求項２５】 前記相転移材料凹部の直径が１マイク
    ロメートル以下である、請求項１１に記載の集積回路の
    電気的消去可能型相転移メモリ。
  26. 【請求項２６】 前記凹部の直径が１マイクロメートル
    以下である、請求項１に記載の電気的消去可能型相転移
    メモリ。
  27. 【請求項２７】 前記凹部の直径が１マイクロメートル
    以下である、請求項２に記載の電気的消去可能型相転移
    メモリ。
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