[发明专利]OTS设备的制造方法以及OTS设备

说明书

本发明的OTS设备的制造方法是在绝缘性的基板上，依次重叠配置第一导电部、由硫族化合物构成的OTS部以及第二导电部而成的OTS设备的制造方法。该制造方法包括：工程A，在所述基板的一面的整个区域形成所述第一导电部；工程B，在所述第一导电部的整个区域形成所述OTS部；工序C，在所述OTS部的整个区域形成所述第二导电部；工程D，以覆盖所述第二导电部的上表面的一部分的方式形成抗蚀剂；工序E，对未覆盖所述抗蚀剂的区域进行干法蚀刻；以及工序F，对所述抗蚀剂进行灰化。在所述工序E，在所述区域的深度方向上，通过一次蚀刻对所述第二导电部、所述OTS部的全部以及所述第一导电部的上部进行处理并去除。

技术领域

本发明涉及一种能够实现双向阈值开关(OTS：Ovonic Threshold Switch)设备的稳定特性的OTS设备的制造方法。

背景技术

由于以Si为基础的电子设备的进化面临着极限，因此人们期待着革新性的操作机制和革新的材料。其中，硫族化合物(chalcogenide(例如，Ge-Se、Ge-Se-Si等))玻璃具有优异的电特性，作为上述材料而备受瞩目(非专利文献1)。优异的电特性是指所谓的，称为阈值开关(TS：Threshold Switch)动作的特性。由此，作为非易失性存储器装置被熟知的二极管选择器装置的、利用TS的结晶化这一现象的相变存储器(phase-change-memory)被应用于商业。

进而，OTS还是其他设备的有希望的候选，例如金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET：Metal-Oxide Silicon Field-Effect Transmitter)或双极结型晶体管(BJT：Bipolar Junction Transistor)、pn二极管等单元选择设备。特别是，OTS能够承受高驱动电流、实现设计效率的提高，因此具备对于3D堆叠型存储器设备的高可能性。

为了制作优异的OTS，上述的硫族化合物是不可缺少的。然而，存在以下课题，即在阈值型选择器(Threshold type selector)中使用的上述的硫族化合物材料因大气暴露而导致阈值电压(Threshold voltage)变差，OTS设备的特性变得不稳定。

另外，在OTS中，在由硫族化合物构成的部位的上下位置设有连续形成于该部位的电极部。该上下电极部由彼此具有不同的蚀刻速度的材料构成。因此，为了形成这种结构，以往进行了使用多种气体的多次化学反应蚀刻(chemical reaction etching)。也就是，作为形成具备由硫族化合物构成的部位、以及在该部位的上下位置形成的电极部的层叠体的方法，通过一次(一回)蚀刻向层叠体的深度方向进行处理，即不使用多种气体、而使用同一种气体进行蚀刻是非常困难的。

因此，期待开发一种能够通过简易的蚀刻处理来实现稳定的OTS设备的特性的OTS设备的制造方法。

非专利文献1：Hyung-Woo Ahn et al.,Appl.Phys.Lett.,103,042908(2013)(安贤宇等，应用物理学快报，103，042908(2013))。

发明内容

本发明考虑到这种情况而实施的发明，目的在于提供一种能够通过简易的蚀刻处理来实现稳定的OTS设备的特性的OTS设备的制造方法。

本发明的第一方案所涉及的OTS设备的制造方法为，在绝缘性的基板上，依次重叠配置第一导电部、由硫族化合物构成的OTS部以及第二导电部而成的OTS设备的制造方法。该制造方法包括：工程A，在所述基板的一面的整个区域形成所述第一导电部；工程B，在所述第一导电部的整个区域形成所述OTS部；工序C，在所述OTS部的整个区域形成所述第二导电部；工程D，以覆盖所述第二导电部的上表面的一部分的方式形成抗蚀剂；工序E，对未覆盖所述抗蚀剂的区域进行干法蚀刻；以及工序F，对所述抗蚀剂进行灰化。在所述工序E，在所述区域的深度方向上，通过使用Ar气体的一次(一回)蚀刻对所述第二导电部、所述OTS部的全部以及所述第一导电部的上部进行处理并去除。