일반기술

산화막의 저항변화를 이용한 비휘발성 기억소자 및 그제조방법

본 발명은 산화막의 저항변화를 이용한 비휘발성 기억소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 저항변화를 이용한 RERAM 소자를 구현하기 위하여, 산소가 많이 부족하여 조성비(STOICHIOMETRY)가 맞지 않고 이로 인해 전도성이 높은 제 1층(BOTTOM OXIDE)과 조성비가 맞고 저항이 큰 제 2층(TOP OXIDE)으로 구성된 다층의 조성비가 서로 다른 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억소자 및 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 RERAM용 소자를 제작하기 위하여 실리콘 웨이퍼(SILICON WAFER) 또는 전도성 전극위에 여러 가지 금속산화물과 증착방법을 이용하여 약 50∼100NM 두께의 금속산화물의 박막을 증착시킨다. 증착시 고온에서 산소의 양을 최소화함으로써, 금속산화물 보다 산소의 조성이 현저히 낮은 금속산화물을 형성시켜 전도성이 높은 산화막을 형성하게 된다. 이 산화막을 산소분위기에서 저온으로 저온산화시켜 표면에 약 10∼30NM 두께의 저항이 높은 산화막층을 형성하여 구성됨을 특징으로 한다. 본 발명의 RERAM 소자는 비휘발성 메모리로 필수적인 10년 동안의 데이터 유지(DATA RETENTION) 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 소자의 전기적 특성은 저항변화로 인해 현저한 MOSFET의 드레인 전류의 변화를 나타냄으로써 양질의 메모리 소자로 제공될 수 있다.