电阻可变材料、开关元件用材料、开关层、开关元件和存储装置

本发明涉及电阻可变材料、开关元件用材料、开关层、开关元件和存储装置。

背景技术：

1、作为替代nand型闪存器的存储装置，下一代不挥发性存储装置受到了关注。作为下一代不挥发性存储装置，提出了例如电阻变化型、相变化型的存储装置，将大容量化、高速化作为目标进行了开发。

2、另外，作为下一代不挥发性存储装置的结构，交叉点型的存储装置受到了关注(专利文献1、2)。交叉点型的存储装置包含字线、俯视时与字线正交的位线、俯视时配置于两者的交点的存储元件和开关元件。关于开关元件，目前可以使用晶体管、二极管，但随着存储装置的小型化、大容量化、高集成化，电阻因施加电压而变化的双向阈值开关元件(ovonicthreshold switch：ots元件)的使用开始受到关注。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2006－086526号公报

6、专利文献2：日本特开2018－164085号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、在ots元件中，为了获得稳定的开关作用，要求相对于施加电压，显示稳定的电阻变化的开关元件。另外，希望on时流动的电流大并且off时流动的电流小的ots元件(即，on/off电流比大的ots元件)。

3、鉴于以上情况，本发明的目的在于：提供具有大的on/off电流比并且能够获得稳定的开关作用的电阻可变材料、开关元件用材料、开关层、开关元件和存储装置。

4、用于解决技术问题的技术方案

5、对解决上述技术问题的电阻可变材料、开关元件用材料、开关层、开关元件和存储装置的各方式进行说明。

6、方式1的电阻可变材料的特征在于：以原子％计含有1％～40％的ge、40％～90％的te、1％～59％的si+al+ga+sn+bi+cu+ag+zn+y+in+ca+mg。其中，“si+al+ga+sn+bi+cu+ag+zn+y+in+ca+mg”是指si、al、ga、sn、bi、cu、ag、zn、y、in、ca和mg的合计量。

7、关于方式2的电阻可变材料，在方式1中，优选以原子％计含有0％～20％的sb。

8、关于方式3的电阻可变材料，在方式1或方式2中，优选实质上不含sb、se和as。

9、关于方式4的电阻可变材料，在方式1至方式3中的任一个方式中，优选以原子％计含有大于50％且90％以下的te。

10、关于方式5的电阻可变材料，在方式1至方式4中的任一个方式中，优选以原子％计含有1％以上且小于30％的ge。

11、关于方式6的电阻可变材料，在方式1至方式5中的任一个方式中，优选on/off电流比为1×104以上。其中，on/off电流比是指：在将施加阈值电压以上的电压时流动的电流值设为on电流，并将施加阈值电压的1/2的电压时流动的电流值设为off电流的情况下，用on电流的值除以off电流的值而得到的值。

12、关于方式7的电阻可变材料，在方式1至方式6中的任一个方式中，优选结晶化温度tx为150℃以上。

13、方式8的开关元件用材料的特征在于：包含方式1至方式7中的任一个方式的电阻可变材料。

14、方式9的开关层的特征在于：包含方式1至方式7中的任一个方式的电阻可变材料。

15、方式10的开关元件的特征在于：具有第一电极和配置在第一电极上的方式9的开关层。

16、关于方式11的开关元件，在方式10中，优选具有第二电极，该第二电极隔着开关层而配置于与第一电极相对的位置。

17、方式12的存储装置的特征在于：具有方式10或方式11的开关元件、和存储元件。

18、发明效果

19、利用本发明，能够提供具有大的on/off电流比并且能够获得稳定的开关作用的电阻可变材料、开关元件用材料、开关层、开关元件和存储装置。

技术特征：

1.一种电阻可变材料，其特征在于：

2.如权利要求1所述的电阻可变材料，其特征在于：

3.如权利要求1或2所述的电阻可变材料，其特征在于：

4.如权利要求1或2所述的电阻可变材料，其特征在于：

5.如权利要求1或2所述的电阻可变材料，其特征在于：

6.如权利要求1或2所述的电阻可变材料，其特征在于：

7.如权利要求1或2所述的电阻可变材料，其特征在于：

8.一种开关元件用材料，其特征在于：

9.一种开关层，其特征在于：

10.一种开关元件，其特征在于，具有：

11.如权利要求10所述的开关元件，其特征在于：

12.一种存储装置，其特征在于，具有：

技术总结本发明提供具有大的ON/OFF电流比并且能够获得稳定的开关作用的电阻可变材料、开关元件用材料、开关层、开关元件和存储装置。该电阻可变材料以原子％计含有1％～40％的Ge、40％～90％的Te、1％～59％的Si+Al+Ga+Sn+Bi+Cu+Ag+Zn+Y+In+Ca+Mg。技术研发人员：须藤祐司,双逸,松下佳雅,佐藤史雄受保护的技术使用者：国立大学法人东北大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23