DE102007037245A1

DE102007037245A1 - Integrierte Schaltung, Widerstandsänderungsspeichervorrichtung, Speichermodul sowie Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung

Info

Publication number: DE102007037245A1
Application number: DE102007037245A
Authority: DE
Inventors: Philippe Blanchard; Gill Yong Lee
Original assignee: Qimonda AG; Altis Semiconductor SNC
Current assignee: Qimonda AG; Altis Semiconductor SNC
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2008-10-16
Also published as: US20080253168A1; US8178379B2

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Speichervorrichtung bereitgestellt, die eine Verbundstruktur mit einer Widerstandsänderungsschicht und einer Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Widerstandsänderungsschicht angeordnet ist, aufweist. Die Widerstandsänderungsspeichervorrichtung weist weiterhin eine Schutzschicht auf, die auf oder oberhalb der Verbundstruktur vorgesehen ist, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung, eine Widerstandsänderungsspeichervorrichtung, ein Speichermodul sowie ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, die Zuverlässigkeit integrierter Schaltungen weiter zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine integrierte Schaltung gemäß Patentanspruch 1 bereit.
Weiterhin stellt die Erfindung eine Widerstandsänderungsspeichervorrichtung gemäß Patentanspruch 18 bereit. Die Erfindung stellt ferner ein Speichermodul gemäß Patentanspruch 20 sowie Verfahren zum Herstellen von integrierten Schaltungen gemäß den Patentansprüchen 23 und 39 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen des Erfindungsgedankens finden sich in den Unteransprüchen.
Der Einfachheithalber wird im Folgenden angenommen, dass die Widerstandsänderungsspeichervorrichtung eine Festkörperelektrolytspeichervorrichtung, und dass die Widerstandsänderungsschicht eine Festkörperelektrolytschicht ist. Jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch auf andere Widerstandsänderungsspeichervorrichtungstypen wie PCRAM-(Phasenänderungsvorrichtungen mit wahlfreiem Zugriff) Vorrichtungen oder ORAM-(organische Speichervorrichtungen mit wahlfreiem Zugriff) Vorrichtungen oder MRAM-(magnetoresistive Speichervorrichtungen mit wahlfreiem Zugriff) Vorrichtungen angewandt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine integrierte Schaltung mit einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung bereitgestellt, die eine Verbundstruktur sowie eine Schutzschicht, die auf oder oberhalb der Verbundstruktur vorgesehen ist, aufweist. Die Verbundstruktur weist eine Festkörperelektrolytschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht angeordnet ist, auf. Die Schutzschicht schützt die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Wellen (Strahlung).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Wellen, die bewirken, dass die Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Festkörperelektrolytschicht hinein wandern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Festkörperelektrolytspeichervorrichtung bereitgestellt, die eine Verbundstruktur sowie eine Schutzschicht, die auf oder oberhalb der Verbundstruktur vorgesehen ist, aufweist. Die Verbundstruktur weist eine Festkörperelektrolytschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht vorgesehen ist, auf. Die Schutzschicht schützt die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Wellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Wellen, die das Austreten von Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Festkörperelektrolytschicht hinein bewirken.
Die Schutzschicht kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Wellen zu schützen, die während eines Back-End-Of-Line-Prozesses (Fertigstellungsprozesses) der Festkörperelektrolytspeichervorrichtung erzeugt werden (beispielsweise gegen elektromagnetische Wellen, die während eines Lithographieprozesses oder eines Ätzprozesses unter Verwendung eines Plasmagases erzeugt werden). Damit wird während des Back-End-Of-Line-Prozesses die Konzentration des metallischen Materials innerhalb der Festkörperelektrolytschicht nicht geändert (oder lediglich leicht geändert), selbst wenn elektromagnetische Wellen erzeugt werden. Auf diese Art und Weise können nicht vorhersagbare Änderungen der Konzentration metallischen Materials innerhalb der Festkörperelektrolytschicht vermieden werden, was bedeutet, dass die Reproduzierbarkeit des Herstellungsverfahrens verbessert wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Wellen, die eine Frequenz von 150 nm bis 400 nm aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen ultraviolettes Licht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung absorbiert die Schutzschicht zumindest einen Teil der elektromagnetischen Wellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung reflektiert die Schutzschicht wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Wellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Dicke der Schutzschicht 20 nm bis 400 nm.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht SiH₄ und/oder N₂ auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Schutzschicht gebildet aus einer Materialkomponente einer Zwischenschichtdielektrikumschicht (ILD), die auf oder oberhalb der Verbundstruktur angeordnet ist (d. h. die Materialkomponente bildet einen Teil eines ILDs, oder das ILD besteht aus der Materialkomponente.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht eine Dicke von nicht weniger als 20 nm auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht eine Dicke von ungefähr 25 nm auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzschicht auf der Elektrodenschicht angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzschicht so angeordnet, dass diese zumindest eine Seitenwand der Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzschicht so angeordnet, dass diese zumindest eine Seitenwand der Elektrodenschicht und zumindest eine Seitenwand der Festkörperelektrolytschicht abschirmt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Widerstandsänderungsschicht eine programmierbare Metallisierungsschicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Widerstandsänderungsschicht eine Festkörperelektrolytschicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Widerstandsänderungsschicht eine Phasenänderungsschicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Widerstandsänderungsschicht eine Kohlenstoffschicht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Speichermodul bereitgestellt, das wenigstens eine integrierte Schaltung oder zumindest eine Speichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Speichermodul stapelbar.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren beinhaltet: das Bereitstellen einer Verbundstruktur, die eine Festkörperelektrolytschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht angeordnet ist, aufweist, und das Aufbringen einer Schutzschicht auf oder oberhalb der Verbundstruktur. Die Schutzschicht schützt die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung, die das Austreten von Metallionen aus der Elektrodenschicht in die Festkörperelektrolytschicht hinein bewirkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltung mit einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen einer Verbundstruktur, die eine Festkörperelektrolytschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht angeordnet ist, aufweist, und das Aufbringen einer Schutzschicht auf oder oberhalb der Verbundstruktur, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt.
Anschließend kann die integrierte Schaltung fertig gestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung, die ein Austreten von Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Festkörperelektrolytschicht hinein bewirkt.
Der Prozess des Fertigstellens der Festkörperelektrolytspeichervorrichtung/integrierten Schaltung kann beispielsweise einen Back-End-Of-Line-Herstellungsprozess beinhalten, während dem Isolationsschichten, leitende Schichten, Vias, oder Passivierungsschichten auf oder oberhalb der Verbundstruktur erzeugt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Dotierprozess ausgeführt, um die Festkörperelektrolytschicht mit metallischen Material zu dotieren. Der Dotierprozess wird vor dem Ausbilden der Schutzschicht ausgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Dotierprozess ausgeführt, nachdem die Verbundstruktur vorgesehen wurde, wobei der Dotierprozess auf einem Foto-Dissolutionsprozess basiert, der Metallionen aus der Elektrodenschicht hinaus in die Festkörperelektrolytschicht hinein treibt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Lichtschutzschicht auf der Verbundstruktur unmittelbar nach dem Dotieren der Festkörperelektrolytschicht ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung, die eine Frequenz von 150 nm bis 400 nm aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen ultraviolettes Licht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung absorbiert die Schutzschicht wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Wellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung reflektiert die Schutzschicht wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Wellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht SiH₄ und/oder N₂ auf bzw. besteht hieraus.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Zwischenschichtdielektrikum-(ILD)Schicht auf oder oberhalb der Verbundstruktur vorgesehen, wobei die ILD-Schicht eine Materialkomponente beinhaltet, die die Elektrodenschicht gegen die elektromagnetische Strahlung schützt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht eine Dicke von nicht weniger als 20 nm auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht eine Dicke von ungefähr 25 nm auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzschicht auf der Elektrodenschicht angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Schutzschicht so ausgebildet, dass diese die Seitenwände der Elektrodenschicht bedeckt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Schutzschicht so ausgebildet, dass diese die Seitenwände der Elektrodenschicht und der Festkörperelektrolytschicht bedeckt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen einer Verbundstruktur mit einer Festkörperelektrolytschicht und einer Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht vorgesehen ist, und das Fertigstellen der Festkörperelektrolytspeichervorrichtung, wobei während des Fertigstellens elektromagnetische Strahlung, die Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Festkörperelektrolytschicht hinein treibt, daran gehindert wird, auf die Elektrodenschicht aufzutreffen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung, die eine Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet, bereitgestellt.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren in beispielsweise Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
1A eine schematische Querschnittsdarstellung einer Festkörperelektrolytspeicherzelle in einem ersten Speicherzustand;
1B eine schematische Querschnittsdarstellung einer Festkörperelektrolytspeicherzelle in einem zweiten Speicherzustand;
2 eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4A eine schematische Querschnittsdarstellung eines Herstellungsstadiums eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4B zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Herstellungsstadiums eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Herstellungsstadiums eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5B zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines Herstellungsstadiums eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Computersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
9A zeigt eine schematische Darstellung eines Speichermoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
9B zeigt eine schematische Darstellung eines Speichermoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
10 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Phasenänderungsspeicherzelle;
11 zeigt eine schematische Darstellung einer Speichervorrichtung, die Widerstandsänderungsspeicherzellen beinhaltet;
12A zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Kohlenstoffspeicherzelle in einem ersten Schaltzustand;
12B zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Kohlenstoffspeicherzelle in einem zweiten Schaltzustand;
13A zeigt eine schematische Darstellung einer Widerstandsänderungsspeicherzelle;
13B zeigt eine schematische Darstellung einer Widerstandsänderungsspeicherzelle.
In den Figuren können identische bzw. einander entsprechende Bereiche, Bauteile oder Bauteilgruppen mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet sein. Des Weiteren ist anzumerken, dass die Zeichnungen schematische Zeichnungen sind, d. h. nicht maßstabsgetreu zu sein brauchen.
Da die erfindungsgemäßen Ausführungsformen auf programmierbare Metallisierungszellen (PMC's = "programmable metallization cells") wie beispielsweise CBRAM-Vorrichtungen ("conductive bridging random access memory"-Vorrichtungen) anwendbar sind, soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf 1a und 1b ein wichtiges Prinzip erläutert werden, das CBRAM-Vorrichtungen zugrundeliegt.
Eine CBRAM-Zelle weist eine erste Elektrode 101, eine zweite Elektrode 102 sowie einen Festkörperelektrolytblock (auch als Ionenleiterblock bekannt) 103, der zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 angeordnet ist, auf. Der Festkörperelektrolytblock kann auch von mehreren Speicherzellen gemeinsam benutzt werden (hier nicht gezeigt). Die erste Elektrode 101 kontaktiert eine erste Oberfläche 104 des Festkörperelektrolytblocks 103, die zweite Elektrode 102 kontaktiert eine zweite Oberfläche 105 des Festkörperelektrolytblocks 103. Der Festkörperelektrolytblock 103 ist gegenüber seiner Umgebung durch eine Isolationsstruktur 106 isoliert. Die erste Oberfläche 104 ist üblicherweise die Oberseite, die zweite Oberfläche 105 die Unterseite des Festkörperelektrolytblocks 103. Die erste Elektrode 101 ist üblicherweise die obere Elektrode, die zweite Elektrode 102 die untere Elektrode der CBRAM-Zelle. Eine der ersten und zweiten Elektrode 101, 102 ist eine reaktive Elektrode, die jeweils andere eine inerte Elektrode. Beispielsweise ist die erste Elektrode 101 die reaktive Elektrode, und die zweite Elektrode 102 die inerte Elektrode. In diesem Fall kann die erste Elektrode 101 beispielsweise aus Silber (Ag), der Festkörperelektrolytblock 103 aus Chalkogenid-Material, und die Isolationsstruktur 106 aus SiO₂ oder Si₃N₄ bestehen. Die zweite Elektrode 102 kann alternativ bzw. zusätzlich Nickel (Ni), Platin (Pt), Iridium (Ir), Rhenium (Re), Tantal (Ta), Titan (Ti), Ruthenium (Ru), Molybdän (Mo), Vanadium (V), leitende Oxide, Silizide sowie Nitride der zuvor erwähnten Materialien beinhalten, und kann weiterhin Legierungen der zuvor erwähnten Materialien beinhalten. Die Dicke des Ionenleiterblocks 103 kann beispielsweise 5 nm bis 500 nm betragen. Die Dicke der ersten Elektrode 101 kann beispielsweise 10 nm bis 100 nm betragen. Die Dicke der zweiten Elektrode 102 kann beispielsweise 5 nm bis 500 nm, 15 nm bis 150 nm, oder 25 nm bis 100 nm betragen. Die Ausführungsformen der Erfindung sind nicht auf die oben erwähnten Materialien und Dicken beschränkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist unter Chalkogenid-Material (allgemeiner: das Material des Ionenleiterblocks 103) eine Verbindung zu verstehen, die Sauerstoff, Schwefel, Selen, Germanium und/oder Tellur aufweist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist Chalkogenid-Material eine Verbindung aus einem Chalkogenid und zumindest einem Metall der Gruppe I oder Gruppe II des Periodensystems, beispielsweise Arsen-Trisulfid-Silber. Alternativ enthält das Chalkogenid-Material Germaniumsulfid (GeS_x), Germaniumselenid (GeSe_x), Wolframoxid (WO), Kupfersulfid (CuS_x) oder ähnliches. Weiterhin kann das Chalkogenid-Material Metallionen enthalten, wobei die Metallionen ein Metall sein können, das aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Silber, Kupfer und Zink besteht bzw. aus einer Kombination oder einer Legierung dieser Metalle. Der Ionenleiterblock 103 kann aus Festkörperelektrolytmaterial bestehen.
Wenn eine Spannung über dem Festkörperelektrolytblock 103 abfällt, wie in 1a angedeutet ist, wird eine Redoxreaktion in Gang gesetzt, die Ag⁺-Ionen aus der ersten Elektrode 101 heraus löst und in den Festkörperelektrolytblock 103 hinein treibt, wo diese zu Silber reduziert werden. Auf diese Art und Weise werden silberhaltige Cluster 108 in dem Festkörperelektrolytblock 103 ausgebildet. Wenn die Spannung über dem Festkörperelektrolytblock 103 lange genug abfällt, erhöht sich die Größe und die Anzahl der silberreichen Cluster innerhalb des Festkörperelektrolytblocks 103 so stark, dass eine leitende Brücke (leitender Pfad) 107 zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 ausgebildet wird. Wenn die in 1b gezeigte Spannung über dem Festkörperelektrolytblock 103 abfällt (inverse Spannung verglichen zu der in 1a dargestellten Spannung), wird eine Redoxreaktion in Gang gesetzt, die Ag⁺-Ionen aus dem Festkörperelektrolytblock 103 hinaus zur ersten Elektrode 101 treibt, an der diese zu Silber reduziert werden. Damit wird die Größe und die Anzahl silberreicher Cluster 108 innerhalb des Festkörperelektrolytblocks 103 verringert. Erfolgt dies lange genug, wird die leitende Brücke 107 gelöscht.
Um den momentanen Speicherzustand der CBRAM-Zelle festzustellen, wird ein Messstrom durch die CBRAM-Zelle geleitet. Der Messstrom erfährt einen hohen Widerstand, wenn in der CBRAM-Zelle keine leitende Brücke 107 ausgebildet ist, und erfährt einen niedrigen Widerstand, wenn in der CBRAM-Zelle eine leitende Brücke 107 ausgebildet ist. Ein hoher Widerstand repräsentiert beispielsweise logisch "0", wohingegen ein niedriger Widerstand logisch "1" repräsentiert, oder umgekehrt. Anstelle eines Messtroms kann auch eine Messpannung zum Einsatz kommen.
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Eine Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 200 weist eine Verbundstruktur 201 mit einer Festkörperelektrolytschicht 202 und eine Elektrodenschicht 203, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht 202 angeordnet ist, auf. Weiterhin weist die Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 200 eine Schutzschicht 204 auf, die auf oder oberhalb der Verbundstruktur 201 ausgebildet ist. Die Schutzschicht 204 schützt die Elektrodenschicht 203 beispielsweise gegen elektromagnetische Strahlung 205, die sich in Richtung der Elektrodenschicht 203 bewegt und deren Richtung durch die in 2 gezeigten Pfeile angedeutet ist. Die Schutzschicht 204 kann beispielsweise die elektromagnetische Strahlung 205 komplett oder teilweise absorbieren, sodass keine oder nur wenige Metallionen der Elektrodenschicht 203 dazu veranlasst werden, aus der Elektrodenschicht 203 heraus in die Festkörperelektrolytschicht 202 hinein zu wandern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wandelt die Schutzschicht 204 elektromagnetische Strahlung mit einer ersten Frequenz in elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten Frequenz um, wobei die elektromagnetische Strahlung, die die zweite Frequenz aufweist, nicht stark genug ist, um Metallionen der Elektrodenschicht 203 in die Festkörperelektrolytschicht 202 hinein zu treiben. Beispielsweise kann die Schutzschicht 204 Ultraviolettlichtkomponenten der elektromagnetischen Strahlung 205 in sichtbare Lichtkomponenten umwandeln. Zusätzliche Schichten können zwischen der Elektrodenschicht 203 und der Festkörperelektrolytschicht 202 sowie zwischen der Schutzschicht 204 und der Elektrodenschicht 203 vorgesehen werden.
3 zeigt eine Ausführungsform 300 einer Festkörperelektrolyt-Speichervorrichtung. Eine Festkörperelektrolyt-Speichervorrichtung 300 weist ein Halbleitersubstrat 301 auf, auf bzw. oberhalb dessen erste Vias 302, Wortleitungen 303, Gateelektroden 304, erste Isolationselemente 305 sowie eine erste Isolationsschicht 306 vorgesehen sind. Die ersten Vias 302, Wortleitungen 303 und Gateelektroden 304 sind in die erste Isolationsschicht 306 eingebettet, um die ersten Vias 302, Wortleitungen 303 und Gateelektroden 304 gegeneinander zu isolieren. Die ersten Isolationselemente 305 isolieren die Gateelektroden 304 gegen das Halbleitersubstrat 301.
Die Festkörperelektrolyt-Speichervorrichtung 300 weist weiterhin eine zweite Isolationsschicht 307 und eine dritte Isolationsschicht 308 auf, die in dieser Reihenfolge auf der ersten Isolationsschicht 306 vorgesehen sind. Bitleitungen 309, die erste Vias 302, zweite Vias 310, eine erste Verdrahtungsschicht bzw. Verdrahtungsebene 311, einen ersten Plug 312, einen zweiten Plug 313, und einen dritten Plug 314 kontaktieren, sind in die zweite Isolationsschicht 307 und in die dritte Isolationsschicht 308 eingebettet. Der erste Plug 312, der zweite Plug 313 sowie der dritte Plug 314 sind teilweise durch Schnittstellenmaterial 315 umgeben, das beispielsweise Haftmaterial und/oder leitendes Material und/oder isolierendes Material sein kann. Eine vierte Isolationsschicht 316, eine fünfte Isolationsschicht 317 sowie eine sechste Isolationsschicht 318 sind auf der dritten Isolationsschicht 308 in dieser Reihenfolge angeordnet. Ein drittes Via 319 ist teilweise durch Schnittstellenmaterial 315 umgeben (beispielsweise Tantal oder Tantalnitrid (Ta/TaN)) und ist in eine Verbundstruktur eingebettet, die aus der ersten Isolationsschicht 316, der fünften Isolationsschicht 317 sowie der sechsten Isolationsschicht 318 gebildet wird. Weiterhin ist eine Festkörperelektrolyt-Zelleneinheit 321 in die Verbundstruktur eingebettet. Die Festkörperelektrolyt-Zelleneinheit 321 weist einen ersten Plug 322, der als Bottomelektrode der Festkörperelektrolyt-Zelleneinheit 321 fungiert und teilweise durch Übergangsmaterial 315 umgeben ist, eine gemeinsame Topelektrodenschicht 324 (beispielsweise eine Silberschicht), die auf der Aktivmaterialschicht 323 vorgesehen ist, eine gemeinsame Kontaktierschicht 325, die auf der gemeinsamen Topelektrodenschicht 324 vorgesehen ist, und einen fünften Plug 341, der auf der gemeinsamen Kontaktierschicht 325 vorgesehen ist und teilweise durch Schnittstellenmaterial 315 umgeben ist, auf. Eine siebte Isolationsschicht 326 und eine achte Isolationsschicht 327 sind auf der sechsten Isolationsschicht 318 in dieser Reihenfolge vorgesehen. Eine zweite Verdrahtungsschicht 328 ist in die siebte Isolationsschicht 326 eingebettet und teilweise durch Übergangsmaterial 315 umgeben. Ein sechster Plug 329 ist in die achte Isolationsschicht 327 eingebettet und teilweise von Schnittstellenmaterial 315 umgeben. Eine dritte Verdrahtungsschicht 331 ist auf der achten Isolationsschicht 327 vorgesehen und teilweise durch Schnittstellenmaterial 315 umgeben. Die Oberseite der achten Isolationsschicht 327 sowie Teile der Oberfläche der dritten Verdrahtungsschicht 331 sind mit einer neunten Isolationsschicht 332 und einer zehnten Isolationsschicht 333 bedeckt.
Die dritte Verdrahtungsschicht 331, der sechste Plug 329, die zweite Verdrahtungsschicht 328, der dritte Via 319, der zweite Plug 313, der erste Plug 312, die erste Verdrahtungsschicht 311 und einige der ersten Vias 302 können so verschaltet sein, dass eine Leitung ausgebildet wird, die elektrische Ströme zwischen dem Halbleitersubstrat 301 der Festkörperelektrolyt-Speichervorrichtung 300 und einem Substrat-Spannungs-/Strom-Anschluss, der durch die Oberseite der dritten Verdrahtungsschicht 331 gebildet wird, leitet.
Der fünfte Plug 341 sowie die zweite Verdrahtungsschicht 328 können so verschaltet sein, dass eine Leitung ausgebildet wird, die elektrische Ströme oder Spannungen zwischen der gemeinsamen Kontaktierschicht 325 und einer Speicherzellenprogrammiereinheit (hier nicht gezeigt), die die Speicherzustände der Speicherzellen programmiert, leitet, oder elektrische Ströme oder Spannungen zwischen der gemeinsamen Kontaktierschicht 325 und einer Speicherzellenleseeinheit (hier nicht gezeigt) leitet, die den Speicherzustand der Speicherzellen ermittelt. Der Einfachheit halber ist lediglich ein fünfter Plug 341 gezeigt. Jedoch können mehrere fünfte Plugs 341 vorgesehen werden, wobei jeder fünfte Plug 341 Teil einer Leitung ist, die elektrische Ströme oder Spannungen zwischen der gemeinsamen Kontaktierschicht 325 und einer Speicherzellenprogrammiereinheit/einer Speicherzellenleseeinheit leitet. Weiterhin können die gemeinsame Kontaktierschicht 325 und die gemeinsame Topelektrodenschicht 324 strukturiert sein.
Die dritte Verdrahtungsschicht 331, der sechste Plug 329, die zweite Verdrahtungsschicht 328, der dritte Via 319, der zweite Plug 313, der erste Plug 312 sowie die erste Verdrahtungsschicht 311 sind innerhalb eines Randgebiets 342 der Festkörperelektrolyt-Speichervorrichtung 300 vorgesehen, wobei der fünfte Plug 341 und die zweite Verdrahtungsschicht 328 innerhalb eines Zellengebiets 343 der Festkörperelektrolyt-Speichervorrichtung 300 vorgesehen sind.
4A zeigt ein Herstellungsstadium eines Verfahrens zum Herstellen der Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 300, die in 3 gezeigt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4A zeigt einen Teil des Zellengebiets 343 der herzustellenden Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 300. In dem in 4A gezeigten Prozessstadium wurde die fünfte Isolationsschicht 317 (Schutzschicht) auf den Schichten 324, 325 ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht 317 und die Schichten 324, 325 gegen elektromagnetische Strahlung, die eine Frequenz (Wellenlänge) zwischen 150 nm und 400 nm aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schützt die Schutzschicht 317 die Schichten 324, 325 gegen ultraviolettes Licht. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung absorbiert die Schutzschicht 317 wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung, die auf die Schutzschicht 317 auftrifft. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung reflektiert die Schutzschicht 317 wenigstens einen Teil der auf die Schutzschicht 317 auftreffende elektromagnetische Strahlung. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht 317 SiH₄ und/oder N₂ auf bzw. besteht hieraus. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzschicht 317 aus einer Materialkomponente eine Zwischenschichtdielektrikum-(LID)Schicht gebildet (Teil eines ILDs). Mit anderen Worten, die Schutzschicht 317 ist eine ILD-Schicht, die zusätzlich als Schutzschicht verwendet wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dicke der Schutzschicht 317 nicht geringer als 20 nm. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Dicke der Schutzschicht 317 25 nm.
Nachdem die Schutzschicht 317 abgeschieden wurde, wird ein Back-End-Of-Line (BEÖL)-Prozess ausgeführt, um das in 4B gezeigte Herstellungsstadium zu erreichen (die Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 300 ist fertig gestellt).
5A zeigt ein Herstellungstadium eines Verfahrens des Herstellens der Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 300, die in 3 gezeigt ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5A zeigt einen Teil des Randgebiets 342 der Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 300, die hergestellt werden soll. In dem in 5A gezeigten Herstellungsstadium wurde die Schutzschicht 317 auf der vierten Isolationsschicht 316 ausgebildet. Die Schutzschicht 317 ist so ausgestaltet, dass diese die Seitenwände der Elektrodenschicht 324, die Kontaktierschicht 325 sowie die Aktivmaterialschicht 323 abschirmt. Die Schutzschicht 317, die in 5A gezeigt ist, kann die gleichen Eigenschaften wie die in 4A gezeigte Schutzschicht 317 aufweisen.
Nach dem die Schutzschicht 317 abgeschieden wurde (beispielsweise unter Verwendung eines CVD-Prozesses (chemische Dampfabscheidung) oder eines PVD-Prozesses (physikalische Dampfabscheidung)) wird ein Back-End-Of-Line Prozess (BEOL) ausgeführt, um das in 5B gezeigte Herstellungsstadium zu erreichen (die Festkörperelektrolytspeichervorrichtung 300 ist fertig gestellt).
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In einem ersten Prozess P1 wird eine Verbundstruktur bereitgestellt, die eine Festkörperelektrolytschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht vorgesehen ist, aufweist. Dann wird in einem zweiten Prozess P2 eine Schutzschicht auf oder oberhalb der Verbundstruktur vorgesehen, wobei die Schutzschichtelektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt, die bewirkt, dass Metallionen aus der Elektrodenschicht hinaus in die Festkörperelektrolytschicht hinein wandern. In einem dritten Prozess P3 wird die Festkörperelektrolytspeichervorrichtung fertig gestellt.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einem ersten Schritt P1' wird eine Verbundstruktur mit einer Festkörperelektrolytschicht und einer Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Festkörperelektrolytschicht vorgesehen ist, bereitgestellt. In einem zweiten Prozess P2' wird die Festkörperelektrolytspeichervorrichtung fertig gestellt, wobei während des Fertigstellens elektromagnetische Strahlung bewirkt, dass Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Festkörperelektrolytschicht hinein wandern, davon abgehalten wird, auf die Elektrodenschicht zu treffen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können integrierte Schaltungen/Speichervorrichtungen, die vorangehend beschrieben wurden, in einer Vielzahl von Applikationen oder Systemen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise in dem in 8 gezeigten Computersystem. Das Computersystem 800 weist eine integrierte Schaltung/Speichervorrichtung 802 auf. Das System weist ferner eine Verarbeitungseinrichtung 804 (beispielsweise ein Mikroprozessor, eine andere Verarbeitungseinrichtung oder ein Controller), eine Eingabe- und Ausgabeeinrichtung, beispielsweise eine Tastatur 802, eine Anzeige 808 und/oder eine Drahtloskommunikationseinrichtung 810 auf. Die Speichervorrichtung 802, die Verarbeitungseinrichtung 804, die Tastatur 802, die Anzeige 808 sowie die Drahtloskommunikationseinrichtung 810 sind mittels eines Busses 812 miteinander verbunden.
Die Drahtloskommunikationseinrichtung 810 kann dazu ausgelegt sein, über ein Telefon-Festnetz, ein WiFi-Drahtlosnetzwerk oder andere drahtlose Netzwerke zu senden oder zu empfangen. Die in 8 gezeigten Eingabe-Ausgabeeinrichtungen sind nur Beispiele. Die integrierten Schaltungen/Speichervorrichtungen, die vorangehend beschrieben wurden, können in alternativen Systemen zum Einsatz kommen. Alternative Systeme können eine Vielzahl unterschiedlicher/alternativer Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen, Prozessoren, oder Verarbeitungseinrichtungen sowie Buskonfigurationen aufweisen. Derartige Systeme können zum allgemeinen Gebrauch oder für spezielle Zwecke ausgelegt sein, beispielsweise für drahtlose Kommunikation/Festnetzkommunikation, Fotografie, Abspielen von Musik oder anderer digitaler Information, oder beliebigen anderen bekannten oder noch nicht bekannten Anwendungen im Zusammenhang mit einem Computersystem.
Wie in 9A und 9B gezeigt ist, können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Speichervorrichtungen/integrierten Schaltungen in Modulen zum Einsatz kommen. In 9A ist ein Speichermodul 900 gezeigt, das ein oder meherere integrierte Speichervorrichtungen/integrierte Schaltungen 904 aufweist, die auf einem Substrat 902 angeordnet sind. Jede Speichervorrichtung/integrierte Schaltung 904 kann mehrere Speicherzellen beinhalten. Das Speichermodul 900 kann auch ein oder mehrere elektronische Vorrichtungen 906 aufweisen, die Speicher, Verarbeitungsschaltungen, Steuerschaltungen, Addressschaltungen, Busverbindungsschaltungen oder andere Schaltungen bzw. elektronische Einrichtungen beinhalten, die mit Speichervorrichtung(en) eines Moduls kombiniert werden können, beispielsweise den Speichervorrichtungen/integrierte Schaltungen 904. Weiterhin kann das Speichermodul 900 eine Mehrzahl elektrischer Verbindungen 908 aufweisen, die eingesetzt werden können, um das Speichermodul 900 mit anderen elektronischen Komponenten, beispielsweise anderen Modulen, zu verbinden.
Wie in 9B gezeigt ist, können diese Module stapelbar ausgestaltet sein, um einen Stapel 950 auszubilden. Beispielsweise kann ein stapelbares Speichermodul 952 ein oder mehrere integrierte Schaltungen/Speichervorrichtungen 956 enthalten, die auf einem stapelbaren Substrat 954 angeordnet sind. Jede integrierte Schaltung/Speichervorrichtung 956 kann mehrere Speicherzellen enthalten. Das stapelbare Speichermodul 952 kann auch ein oder mehrere elektronische Vorrichtungen 958 aufweisen, die Speicher, Verarbeitungsschaltungen, Steuerschaltungen, Addressschaltungen, Busverbindungsschaltungen oder andere Schaltungen bzw. elektronische Einrichtungen beinhalten, und die mit Speichervorrichtungen eines Moduls kombiniert werden können, beispielsweise mit den integrierten Schaltungen/Speichervorrichtungen 956. Elektrische Verbindungen 960 werden dazu benutzt, um das stapelbare Speichermodul 952 mit anderen Modulen innerhalb des Stapels 950 zu verbinden. Andere Module des Stapels 950 können zusätzliche stapelbare Speichermodule sein, die dem oben beschriebenen stapelbaren Speichermodul 952 ähneln, oder andere Typen stapelbarer Module sein, beispielsweise stapelbare Verarbeitungsmodule, Kommunikationsmodule, oder Module, die elektronische Komponenten enthalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Widerstandsänderungsspeicherzellen Phasenänderungsspeicherzellen sein, die Phasenänderungsmaterial aufweisen. Das Phasenänderungsmaterial kann zwischen wenigstens zwei Kristallisierungszuständen geschaltet werden (d. h. das Phasenänderungsmaterial kann wenigstens zwei Kristallisierungsgrade annehmen), wobei jeder Kristallisierungszustand einen Speicherzustand repräsentiert. Wenn die Anzahl möglicher Kristallisierungszustände zwei beträgt, wird der Kristallisierungszustand, der einen hohen Kristallisierungsgrad aufweist, auch als „kristalliner Zustand" bezeichnet, wohin gegen der Kristallisierungszustand, der einen niedrigen Kristallisierungsgrad aufweist, auch als „amorpher Zustand" bezeichnet wird. Unterschiedliche Kristallisierungszustände können durch entsprechende unterschiedliche elektrische Eigenschaften voneinander unterschieden werden, insbesondere durch unterschiedliche Widerstände, die hierdurch impliziert werden. Beispielsweise hat ein Kristallisierungszustand, der einen hohen Kristallisierungsgrad (geordnete atomare Struktur) aufweist, im Allgemeinen einen niedrigeren Widerstand als ein Kristallisierungszustand, der einen niedrigen Kristallisierungsgrad aufweist (ungeordnete atomare Struktur). Der Einfachheit halber soll im Folgenden angenommen werden, dass das Phasenänderungsmaterial zwei Kristallisierungszustände annehmen kann (einen „amorphen Zustand" und einen „kristallinen Zustand"). Jedoch sei erwähnt, dass auch zusätzliche Zwischenzustände verwendet werden können.
Phasenänderungsspeicherzellen können vom amorphen Zustand in den kristallinen Zustand (und umgekehrt) überwechseln, wenn Temperaturschwankungen innerhalb des Phasenänderungsmaterials autreten. Derartige Temperaturänderungen können auf unterschiedliche Art und Weisen hervorgerufen werden. Beispielsweise kann ein Strom durch das Phasenänderungsmaterial geleitet werden (oder eine Spannung kann an das Phasenänderungsmaterial angelegt werden). Alternativ hierzu kann einem Widerstandsheizelement, das neben dem Phasenänderungsmaterial vorgesehen ist, ein Strom oder eine Spannung zugeführt werden. Um den Speicherzustand einer Widerstandsänderungsspeicherzelle festzulegen, kann ein Messstrom durch das Phasenänderungsmaterial geleitet werden (oder eine Messspannung kann an das Phasenänderungsmaterial angelegt werden), womit der Widerstand der Widerstandsänderungsspeicherzelle, der den Speicherzustand der Speicherzelle repräsentiert, gemessen wird.
10 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Phasenänderungsspeicherzelle 1000 (Aktiv-In-Via-Typ). Die Phasenänderungsspeicherzelle 1000 weist eine erste Elektrode 1002, Phasenänderungsmaterial 1004, eine zweite Elektrode 1006 sowie isolierendes Material 1008 auf. Das Phasenänderungmaterial 1004 wird lateral durch das isolierende Material 1008 eingeschlossen. Eine Auswahlvorrichtung (nicht gezeigt) wie beispielsweise ein Transistor, eine Diode oder eine andere aktive Vorrichtung kann mit der ersten Elektrode 1002 oder der zweiten Elektrode 1006 gekoppelt sein, um das Beaufschlagen des Phasenänderungsmaterials 1004 mit Strom oder Spannung unter Verwendung der ersten Elektrode 1002 und/oder der zweiten Elektrode 1006 zu steuern. Um das Phasenänderungsmaterial 1004 in den kristallinen Zustand zu überführen, kann das Phasenänderungsmaterial 1004 mit einem Strompuls und/oder einem Spannungspuls beaufschlagt werden, wobei die Pulsparameter so gewählt werden, dass die Temperatur des Phasenänderungsmaterials 1004 über die Phasenänderungsmaterial-Kristallisisierungstemparatur steigt, jedoch unterhalb der Phasenänderungsmaterial-Schmelztemperatur gehalten wird. Wenn das Phasenänderungsmaterial 1004 in den amorphen Zustand überführt werden soll, kann das Phasenänderungsmaterial 1004 mit einem Strompuls und/oder einem Spannungspuls beaufschlagt werden, wobei die Pulsparameter so gewählt werden, dass die Temperatur des Phasenänderungsmaterials 1004 schnell über die Phasenänderungsmaterial-Schmelztemperatur steigt, wobei das Phasenänderungsmaterial 1004 anschließend schnell abgekühlt wird.
Das Phasenänderungsmaterial 1004 kann eine Vielzahl von Materialien enthalten. Gemäß einer Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 1004 eine Chalcogenidlegierung aufweisen (oder daraus bestehen), die eine oder mehrere Elemente aus der Gruppe VI des Periodensystems beinhaltet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 1004 Chalcogenid-Verbundmaterial aufweisen oder daraus bestehen, wie beispielsweise GeSbTe, SbTe, GeTe oder AbInSbTe. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 1004 ein chalgogenfreies Material aufweisen oder daraus bestehen, wie beispielsweise GeSb, GaSb, InSb, oder GeGaInSb. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 1004 jedes geeignetes Material aufweisen oder daraus bestehen, das eines oder mehrere der Elemente Ge, Sb, Te, Ga, Bi, Pb, Sn, Si, P, O, As, In, Se, und S aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist zumindest eine der ersten Elektrode 1002 und der zweiten Elektrode 1006 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W oder Mischungen oder Legierungen hieraus auf (oder bestehen hieraus). Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest eine der ersten Elektrode 1002 und der zweiten Elektrode 1006 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W und zwei oder mehrere Elemente der Gruppe: B, C, N, O, Al, Si, P, S und/oder Mischungen und Legierungen hieraus auf (oder bestehen hieraus). Beispiele derartiger Materialien sind TiCN, TiAlN, TiSiN, W-Al₂O₃, und Cr-Al₂O₃.
11 zeigt ein Blockdiagramm einer Speichervorrichtung 1100, die einen Schreibpulsgenerator 1102, eine Verteilungsschaltung 1104, Phasenänderungsspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c, 1106d (beispielsweise Phasenänderungsspeicherzellen 1000 wie in 10 gezeigt) und einen Leseverstärker 1108 aufweist. Gemäß einer Ausführungsform erzeugt der Schreibpulsgenerator 1102 Strompulse oder Spannungspulse, die den Phasenänderungsspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c, 1106d mittels der Verteilungsschaltung 1104 zugeführt werden, wodurch die Speicherzustände der Phasenänderungsspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c, 1106d programmiert werden. Gemäß einer Ausführungsform weist die Verteilungsschaltung 1104 eine Mehrzahl von Transistoren auf, die den Phasenänderungspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c, 1106d bzw. Heizelementen, die neben den Phasenänderungsspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c, 1106d vorgesehen sind, Gleichstrompulse oder Gleichspannungspulse zuführen.
Wie bereits angedeutet wurde, kann das Phasenänderungsmaterial der Phasenänderungsspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c, 1106d von dem amorphen Zustand in den kristallinen Zustand (oder umgekehrt) überführt werden durch Ändern der Temperatur. Allgemeiner kann das Phasenänderungsmaterial von einem ersten Kristallisierungsgrad in einen zweiten Kristallisierungsgrad überführt werden aufgrund einer Temperaturänderung. Beispielsweise kann der Bitwert „Null" dem ersten (niedrigen) Kristallisierungsgrad, und der Bitwert „1" dem zweiten (hohen) Kristallisierungsgrad zugewiesen werden. Da unterschiedliche Kristallisierungsgrade unterschiedliche elektrische Widerstände implizieren, ist der Leseverstärker 1108 dazu im Stande, den Speicherzustand einer der Phasenänderungspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c oder 1106d in Abhängigkeit des Widerstands des Phasenänderungsmaterials zu ermitteln.
Um hohe Speicherdichten zu erzielen, können die Phasenänderungsspeicherzellen 1106a, 1106b, 1106c und 1106d zur Speicherung mehrerer Datenbits ausgelegt sein (d. h. das Phasenänderungsmaterial kann auf unterschiedliche Widerstandswerte programmiert werden). Beispielsweise können, wenn eine Phasenänderungsspeicherzelle 1106a, 1106b, 1106c und 1106d auf einen von drei möglichen Widerstandsleveln programmiert wird, 1.5 Datenbits pro Speicherzelle gespeichert werden. Wenn die Phasenänderungsspeicherzelle auf einen von vier möglichen Widerstandsleveln programmiert wird, können zwei Datenbits pro Speicherzelle gespeichert werden, und so weiter.
Die in 11 gezeigte Ausführungsform kann auf ähnliche Art und Weise auch auf andere Widerstandsänderungsspeicherelemente angewandt werden wie programmierbare Metallisierungszellen (PMCs), magnetorresistive Speicherzellen (beispielsweise MRAMs), organische Speicherzellen (beispielsweise ORAMs), oder Übergangsmetalloxid-Speicherzellen (TMOs).
Ein weiterer Typ von Widerstandsänderungsspeicherzellen, der zum Einsatz kommen kann, besteht darin, Kohlenstoff als Widerstandsänderungsmaterial einzusetzen. Im Allgemeinem hat amorpher Kohlenstoff, der reich an sp³-hybridisiertem Kohlenstoff ist (d. h. tetraedisch gebundener Kohlenstoff) einen hohen Widerstand, wohin gegen amorpher Kohlenstoff, der reich an sp²-hybridisiertem Kohlenstoff ist (das heißt trigonal gebundener Kohlenstoff), einen niedrigen Widerstand. Dieser Widerstandsunterschied kann in Widerstandsänderungsspeicherzellen ausgenutzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Kohlenstoffspeicherzelle auf ähnliche Art und Weise ausgebildet, wie oben im Zusammenhang mit den Phasenänderungsspeicherzellen beschrieben wurde. Eine temperaturinduzierte Änderung zwischen einem sp³-reichen Zustand und einem sp²-reichen Zustand kann dazu genutzt werden, den Widerstand von amorphem Kohlenstoffmaterial zu ändern. Diese variierenden Widerstände können genutzt werden, um unterschiedliche Speicherzustände zu darzustellen. Beispielsweise kann ein sp³-reicher Zustand (Hochwiderstandszustand) "Null" repräsentieren, und ein sp²-reicher Zustand (Niedrigwiderstandszustand) "Eins" repräsentieren. Zwischenwiderstandszustände können dazu genutzt werden, mehrere Bits darzustellen, wie oben beschrieben wurde.
Bei diesem Kohlenstoffspeicherzellentyp verursacht die Anwendung einer ersten Temperatur im Allgemeinem einen Übergang, der sp³-reichen amorphen Kohlenstoff in sp²-reichen amorphen Kohlenstoff überführt. Dieser Übergang kann durch die Anwendung einer zweiten Temperatur, die typischerweise höher ist als die erste Temperatur, rückgängig gemacht werden. Wie oben erwähnt wurde, können diese Temperaturen beispielsweise durch Beaufschlagen des Kohlenstoffmaterials mit einem Strompuls und/oder einem Spannungspuls erzeugt werden. Alternativ können die Temperaturen unter Einsatz eines Widerstandsheizelements, das neben dem Kohlenstoffmaterial vorgesehen ist, erzeugt werden.
Eine weitere Möglichkeit, Widerstandsänderungen in amorphem Kohlenstoff zum Speichern von Information zu nutzen, ist das Feldstärken-induzierte Ausbilden eines leitenden Pfades in einem isolierenden amorphen Kohlenstofffilm. Beispielsweise kann das Anwenden eines Spannungspulses oder Strompulses das Ausbilden eines leitenden sp²-Filaments in isolierendem, sp³-reichem amorphem Kohlenstoff bewirken. Die Funktionsweise dieses Widerstandskohlenstoffspeichertyps ist in den 12A und 12B gezeigt.
12A zeigt eine Kohlenstoffspeicherzelle 1200, die einen Topkontakt 1202, eine Kohlenstoffspeicherschicht 1204 mit isolierendem amorphem Kohlenstoffmaterial, das reich an sp³-hybridiesierten Kohlenstoffatomen ist, und einen Bottomkontakt 1206 aufweist. Wie in 12B gezeigt ist, kann mittels eines Stroms (oder einer Spannung), der durch die Kohlenstoffspeicherschicht 1204 geleitet wird, ein sp²-Filament 1250 in der sp^3-reichen Kohlenstoffspeicherschicht 1204 ausgebildet werden, womit der Widerstand der Speicherzelle geändert wird. Das Anwenden eines Strompulses (oder Spannungspulses) mit hoher Energie (oder mit umgekehrter Polarität) kann das sp²-Filament 1250 zerstören, womit der Widerstand der Kohlenstoffspeicherschicht 1204 erhöht wird. Wie oben diskutiert wurde, können die Änderungen des Widerstands den Kohlenstoffspeicherschicht 1204 dazu benutzt werden, Information zu speichern, wobei beispielsweise ein Hochwiderstandszustand „Null", und ein Niedrigwiderstandszustand „Eins" repräsentiert. Zusätzlich können in einigen Ausführungsformen Zwischengrade der Filamentausbildung oder das Ausbilden mehrerer Filamente in sp³-reichen Kohlenstofffilmen genutzt werden, um mehrere variierende Widerstandslevel bereit zu stellen, womit in einer Kohlenstoffspeicherzelle mehrere Informationsbits speicherbar sind. In einigen Ausführungsformen können alternierend sp³-reiche Kohlenstoffschichten und sp²-reiche Kohlenstoffschichten zum Einsatz kommen, wobei die sp³-reichen Schichten das Ausbilden leitender Filamente anregen, so dass die Stromstärken und/oder Spannungsstärken, die zum Schreiben eines Werts in diesen Kohlenstoffspeichertyp zum Einsatz kommen, reduziert werden können.
Die Widerstandsänderungsspeicherzellen wie beispielsweise die Phasenänderungsspeicherzellen und die Kohlenstoffspeicherzellen, die vorangehend beschrieben wurden, können mit einem Transistor, einer Diode oder einem anderen aktiven Element zum Auswählen der Speicherzelle versehen sein. 13A zeigt eine schematische Darstellung einer derartigen Speicherzelle, die ein Widerstandsänderungsspeicherelement benutzt. Die Speicherzelle 1300 weist einen Auswahltransistor 1302 und ein Widerstandsänderungsspeicherelement 1304 auf. Der Auswahltransistor 1302 weist. einen Source-Abschnitt 1306, der mit einer Bitleitung 1308 verbunden ist, einen Drainabschnitt 1310, der mit dem Speicherelement 1304 verbunden ist, und einen Gateabschnitt 1312, der mit einer Wortleitung 1314 verbunden ist, auf. Das Widerstandsänderungsspeicherelement 1304 ist weiterhin mit einer gemeinsamen Leitung 1316 verbunden, die geerdet oder mit einer anderen Schaltung verbunden sein kann, wie beispielsweise einer Schaltung (nicht gezeigt) zum Bestimmen des Widerstands der Speicherzelle 1300, was bei Lesevorgängen zum Einsatz kommen kann. Alternativ kann in einigen Konfigurationen eine Schaltung (nicht gezeigt) zum Ermitteln des Zustands der Speicherzellen 1300 während des Lesevorgangs mit der Bitleitung 1308 verbunden sein.
Wenn in die Speicherzelle 1300 beschrieben werden soll, wird die Wortleitung 1314 zum Auswählen der Speicherzelle 1300 genutzt, und das Widerstandsänderungsspeicherelement 1304 wird mit einem Strompuls (oder Spannungspuls) unter Verwendung der Bitleitung 1308 beaufschlagt, womit der Widerstand des Widerstandsänderungsspeicherelements 1304 geändert wird. Auf ähnliche Art und Weise wird, wenn aus der Speicherzelle 1300 gelesen wird, die Wortleitung 1314 dazu genutzt, die Zelle 1300 auszuwählen, und die Bitleitung 1308 wird dazu genutzt, das Widerstandsänderungsspeicherelement 1304 mit einer Lesespannung oder einem Lesestrom zu beaufschlagen, um den Widerstand des Widerstandsänderungsspeicherelements 1304 zu messen.
Die Speicherzelle 1300 kann als 1T1J-Zelle bezeichnet werden, da sie einen Transistor und einen Speicherübergang (das Widerstandsänderungsspeicherelement 1304) nutzt. Typischerweise weist eine Speichervorrichtung ein Array auf, das eine Vielzahl derartiger Zellen aufweist. Anstelle einer 1T1J-Speicherzelle können andere Konfigurationen zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist in 13B ein alternativer Aufbau einer 1T1J-Speicherzelle 1350 gezeigt, in dem ein Auswahltransistor 1352 und ein Widerstandänderungsspeicherelement 1354 auf andere Art und Weise angeordnet sind, verglichen zu dem in 13A gezeigten Aufbau. In diesem alternativem Aufbau ist das Widerstandsänderungsspeicherelement 1354 mit einer Bitleitung 1358 sowie mit einem Source-Abschnitt 1356 des Auswahltransistors 1352 verbunden. Ein Drainabschnitt 1360 des Auswahltransistors 1352 ist mit einer gemeinsamen Leitung 1366 verbunden, die geerdet oder mit einer anderen Schaltung (nicht gezeigt) verbunden sein kann, wie oben diskutiert wurde. Ein Gateabschnitt 1362 des Auswahltransistors 1352 wird mittels einer Wortleitung 1364 gesteuert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Qualität und die Reproduzierbarkeit integrierter Schaltungen mit Widerstandsänderungsspeichervorrichtungen verbessert.
In der folgenden Beschreibung sollen weitere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird Chalkogenidmaterial mit einem geeigneten Film eingeschlossen, und nicht erwünschte Foto-Dissolution für beispielsweise CBRAM-Applikationen zu verhindern. Auf diese Art und Weise wird ein mögliches Auftreten einer Foto-Dissolution während des Herstellungsprozesses einer Festkörperelektrolytspeichervorrichtung nach einem PL-Strukturierprozess verhindert.
CBRAM-Prozesse, die nach Foto-Dissolutionprozessen stattfinden, weisen bislang keine Steuerung der UV-Emission auf. Ohne jegliche Steuerung der UV-Emission (Plasmaprozess, Lithographiewerkzeug, etc.) ändert sich die Foto-Dissolution von Silber (oder eines anderen Materials) in das Chalkogenidmaterial, was Auswirkungen auf die Reproduzierbarkeit hinsichtlich des Leseprozesses der Speicherzellen hat.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Dielektrikumschicht (Schutzschicht) in das ILD (Inter Layer Dielektrikum) integriert, nachdem ein Foto-Dissolutionsprozess ausgeführt wurde, und nachdem die Verbundstruktur, die eine Chalkogenidschicht und eine Topelektrodenschicht aufweist, strukturiert wurde (beispielsweise mittels eines Ätzprozesses) („PL-Ätzen"). Die Dielektrikumschicht kann dazu ausgelegt sein, gegen elektromagnetische Strahlung von UV1 bis UV4 zu schützen.
Die Foto-Dissolutionsschutzschicht (wie beispielsweise Darc SiH₄, N₂) kann ummittelbar nach dem PL-Ätzen ausgebildet werden oder in die ILD-Schichtabscheidung integriert werden. Mit dieser neuen abgeschiedenen Schicht kann eine Fotodissolution während des Endwaferprozesses vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in der ILD Schicht nach der Foto-Dissolution und nach dem PL-Ätzen eine Dielektrikumschicht implementiert, die so ausgestaltet ist, dass durch die Schicht elektromagnetische Strahlungen von UV1 bis UV4 abgeschirmt wird.
Im Namen der Erfindung beinhalten die Begriffe „Verbinden" und „Koppeln" sowohl direktes als auch indirektes Verbinden und Koppeln.

100: CBRAM-Zelle
101: erste Elektrode
102: zweite Elektrode
103: Ionenleiterblock
104: erste Oberfläche
105: zweite Oberfläche
106: Isolationsstruktur
107: Leitungsbrücke
108: Cluster
200: Festkörperelektrolytspeichervorrichtung
201: Verbundstruktur
202: Festkörperelektrolytschicht
203: Elektrodenschicht
204: Schutzschicht
205: elektromagnetische Strahlung
300: Festkörperelektrolytspeichervorrichtung
301: Halbleitersubstrat
302: Via
303: Wortleitung
304: Gateelektrode
305: Isolationselement
306: Isolationsschicht
307: Isolationsschicht
308: Isolationsschicht
309: Bitleitung
310: Via
311: Verdrahtungsschicht
312: Plug
313: Plug
314: Plug
315: Übergangsmaterial
316: Isolationsschicht
318: Isolationsschicht
319: Via
321: Festkörperelektrolytzelleneinheit
322: Plug
323: aktives Material
324: Elektrodenschicht
325: Kontaktierschicht
326: Isolationsschicht
327: Isolationsschicht
328: Verdrahtungsschicht
329: Plug
331: Verdrahtungsschicht
332: Isolationsschicht
333: Isolationsschicht
341: Plug
342: Randgebiet
343: Zellengebiet
800: Computersystem
802: Speichervorrichtung
804: Prozessor
806: Tastatur
808: Anzeige
810: Drahtloskommunikationsvorrichtung
812: Bus
900: Speichermodul
902: Substrat
904: Speichervorrichtung/integrierte Schaltung
906: elektronische Vorrichtung
908: elektrische Verbindung
950: Stapel
952: Speichermodul
954: Substrat
956: Speichervorrichtung
958: elektronische Vorrichtung
960: elektrische Verbindung
1000: Phasenänderungsspeicherzelle
1002: erste Elektrode
1004: Phasenänderungsmaterial
1006: zweite Elektrode
1008: isolierendes Material
1100: Speichervorrichtung
1102: Schreibpulserzeuger
1104: Verteilungsschaltung
1106: Phasenänderungsspeicherzellen
1108: Leseverstärker
1200: Kohlenstoffspeicherzelle
1202: Topkontakt
1204: Kohlenstoffspeicherschicht
1206: Bottomkontakt
1250: Filament
1300: Speicherzelle
1302: Auswahltransistor
1304: Widerstandsänderungsspeicherelement
1306: Source
1308: Bitleitung
1310: Drain
1312: Gate
1314: Wortleitung
1316: gemeinsame Leitung
1350: Speicherzelle
1352: Auswahltransistor
1354: Widerstandsänderungsspeicherelement
1356: Source
1358: Bitleitung
1360: Drain
1362: Gate
1364: Wortleitung
1366: gemeinsame Leitung

Claims

Integrierte Schaltung mit einer Speichervorrichtung, wobei die Speichervorrichtung aufweist: – eine Verbundstruktur mit einer Widerstandsänderungsschicht und einer Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Widerstandsänderungsschicht angeordnet ist; und – eine Schutzschicht, die auf oder oberhalb der Verbundstruktur angeordnet ist, um die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung zu schützen.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt, die bewirkt, dass Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Widerstandsänderungsschicht hinein wandern.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt, deren Wellenlänge zwischen 150 nm und 400 nm liegt.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen Ultraviolettlicht schützt.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schutzschicht wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung absorbiert.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schutzschicht wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung reflektiert.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schutzschicht SiH₄ und/oder N₂ aufweist bzw. daraus besteht.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schutzschicht aus einer Materialkomponente einer Zwischenschichtdielektrikumschicht gebildet ist, die auf oder oberhalb der Verbundsstruktur vorgesehen ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schutzschicht eine Dicke von wenigstens 20 nm aufweist.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 9, wobei die Schutzschicht eine Dicke von ungefähr 25 nm aufweist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schutzschicht auf der Elektrodenschicht vorgesehen ist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Schutzschicht so angeordnet ist, dass diese Seitenwände der Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 12, wobei die Schutzschicht so angeordnet ist, dass diese Seitenwände der Elektrodenschicht und der Widerstandsänderungsschicht schützt.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Widerstandsänderungsschicht eine programmierbare Metallisierungsschicht aufweist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Widerstandsänderungsschicht eine Festkörperelektrolytschicht aufweist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Widerstandsänderungsschicht eine Phasenänderungsschicht aufweist.
Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Widerstandsänderungsschicht eine Kohlenstoffschicht aufweist.
Widerstandsänderungsspeichervorrichtung mit: einer Verbundstruktur, die eine Widerstandsänderungsschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Widerstandsänderungsschicht angeordnet ist, aufweist; und einer Schutzschicht, die auf oder oberhalb der Verbundstruktur angeordnet ist, um die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung zu schützen.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 18, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt, die bewirkt, dass Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Widerstandsänderungsschicht hinein treten.
Speichermodul mit wenigstens einer Widerstandsänderungsspeichervorrichtung, wobei die Widerstandsänderungsspeichervorrichtung aufweist: eine Verbundstruktur mit einer Widerstandsänderungsschicht und einer Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Widerstandsänderungsschicht angeordnet ist; und eine Schutzschicht, die auf oder oberhalb der Verbundstruktur angeordnet ist, um die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung zu schützen.
Speichermodul nach Anspruch 20, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt, die bewirkt, dass Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Widerstandsänderungsschicht hinein wandern.
Speichermodul nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Speichermodul stapelbar ist.
Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung mit einer Widerstandsänderungsvorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: – Bereitstellen einer Verbundstruktur, die eine Widerstandsänderungsschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Widerstandsänderungsschicht angeordnet ist, aufweist; und – Bereitstellen einer Schutzschicht auf oder oberhalb der Verbundstruktur, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 23, wobei die Schutzschicht die Elektronenschicht gegen elektromagnetische Strahlung schützt, die bewirkt, dass Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Widerstandsänderungsschicht hinein wandern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 24, wobei ein Dotierprozess ausgeführt wird, um die Widerstandsänderungsschicht mit metallischen Material zu dotieren, und wobei der Dotierprozess vor dem Ausbilden der Schutzschicht ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Dotierprozess nach dem Ausbilden der Verbundstruktur ausgeführt wird, und wobei der Dotierprozess auf einem Foto-Dissolutionsprozess basiert, der Metallionen aus der Elektrodenschicht hinaus in die Widerstandsänderungsschicht hinein treibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, wobei die Lichtschutzschicht auf der Verbundstruktur unmittelbar nach Dotieren der Widerstandsänderungsschicht ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen elektrodemagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 150 nm und 400 nm schützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei die Schutzschicht die Elektrodenschicht gegen Ultraviolettlicht schützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, wobei die Schutzschicht wenigstens einen Teil der elektromagnetomagnetischen Strahlung absorbiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 30, wobei die Schutzschicht wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung reflektiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 31, wobei die Schutzschicht SiH₄ und/oder N₂ aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 32, wobei eine Zwischenschichtdielektrikumschicht auf oder oberhalb der Verbundstruktur vorgesehen ist, und wobei die Zwischenschichtdielektrikumschicht eine Materialkomponente aufweist, die die Elektrodenschicht gegen die elektromagnetische Strahlung schützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 33, wobei die Schutzschicht eine Dicke von wenigstens 20 nm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei die Schutzschicht eine Dicke zwischen 20 nm und 400 nm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 23 bis 35, wobei die Schutzschicht auf der Elektrodenschicht ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 23 bis 36, wobei die Schutzschicht so ausgebildet wird, dass diese die Seitenwände der Elektrodenschicht bedeckt.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei die Schutzschicht so ausgebildet wird, dass diese die Seitenwände der Elektrodenschicht und der Widerstandsänderungsschicht bedeckt.
Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltung mit einer Widerstandsänderungsspeichervorrichtung, wobei das Verfahren aufweist: – Ausbilden einer Verbundstruktur, die eine Widerstandsänderungsschicht und eine Elektrodenschicht, die auf oder oberhalb der Widerstandsänderungsschicht vorgesehen ist, aufweist, und – Fertigstellen der Widerstandsänderungsspeichervorrichtung, wobei während des Fertigstellens elektromagnetische Strahlung, die bewirkt, dass Metallionen der Elektrodenschicht aus der Elektrodenschicht hinaus in die Widerstandsänderungsschicht hinein wandern, davor gehindert wird, auf die Elektrodenschicht aufzutreffen.