电流值与施加擦除电压后施 加读取电压之时的Off状态的电流值之比的、0n/0ff比的频率依赖性的图。横轴是频率 (Hz),纵轴是0n/0ff比。测量是在室温下进行的。发现如果增加脉冲列的频率为50mHz、 500mHz、5Hz、50Hz、500Hz、5kHz,则 0n/0ff 比减少为 3. 76 ( = 178. 6 μ A/47. 4 μ A)、2. 87 (= 145·8μΑ/50·8μΑ)、2·36( = 114·8μΑ/48·6μΑ)、1·65( = 85·6μΑ/51·9μΑ)、1·28(= 70. 4 μ Α/54. 9 μ A)、L 13 ( = 62. 6 μ Α/55. 5 μ Α)。此外,任何频率下电流都追随着电压的变 化。
[0096] 接着,描述在-40°C真空中测量实施例1中制作的样品的结果。
[0097] 图10是表示电流电压特性的图。横轴是电压V (V),纵轴是电流(μ A)。与图6相 同,发现因电压的正负而有不同的电流的特性,施加负偏压状态下存在负微分电导区域。并 且,发现将约-〇. 3V设定为读取电压、将约-1.0 V设定为擦除电压、将约0. 8V设定为写入电 压即可。
[0098] 图11是表示作为施加写入电压后施加读取电压之时的On状态的电流值与施加 擦除电压后施加读取电压之时的Off状态的电流值之比的、0n/0ff比的读取电压依赖性的 图。横轴是电压V(V),纵轴是0n/0ff比。发现读取电压为-0. 3V时,0n/0ff比为最高。
[0099] 图12是表示施加每个5s (秒)的写入电压Vmte= 0.8V、读取电压Vraad=-0.35V、 擦除电压VCT_= -I. 0V、读取电压V raad= -0. 35V的脉冲列时的电流特性的图。横轴是时 间(s),左纵轴是电压(V),右纵轴是电流(μ A)。此时0n/0ff比是143. 0 μ A/39. 5 μ A = 3. 62〇
[0100] 图13是表示将一组写入电压、读取电压、擦除电压、读取电压的脉冲列中需要 的时间的倒数定义为频率时,作为施加写入电压后施加读取电压之时的On状态的电流 值与施加擦除电压后施加读取电压之时的Off状态的电流值之比的、0n/0ff比的频率依 赖性的图。横轴是频率(Hz),纵轴是0n/0ff比。发现如果增加脉冲列的频率为50mHz、 500mHz、5Hz、50Hz、500Hz、5kHz,则 0n/0ff 比减少为 3. 62 ( = 143. 0 μ A/39. 5 μ A)、2. 45 (= 105. 0 μ Α/62. 1 μ A)、I. 82 ( = 80.4 μ Α/44. 1 μ A)、I. 51( = 71. 6 μ Α/47. 4 μ A)、I. 19(= 59. 8 μ Α/50. 2 μ A)、L 17 ( = 56. 4 μ Α/48. 0 μ Α)。此外,任何频率下电流都追随着电压的变 化。
[0101] 接着,描述在120°C真空中测量实施例1中制作的样品的结果。
[0102] 图14是表示电流电压特性的图。横轴是电压V(V),纵轴是电流I (μΑ)。与图6 相同,发现因电压的正负而有不同的电流的特性,施加负偏压状态下存在负微分电导区域。 并且,发现将约-〇. 2V设定为读取电压、将约-1.0 V设定为擦除电压、将约0. 8V设定为写入 电压即可。
[0103] 图15是表示作为施加写入电压后施加读取电压之时的On状态的电流值与施加 擦除电压后施加读取电压之时的Off状态的电流值之比的、0n/0ff比的读取电压依赖性的 图。横轴是电压V(V),纵轴是0n/0ff比。发现电压为-0. 2V时,0n/0ff比为最高。
[0104] 图16是表示施加每个5以秒)的写入电压V"lte=0.8V、读取电压V raad=-0.2V、 擦除电压Verase= -I. 0V、读取电压V raad= -0. 2V的脉冲列时的电流特性的图。横轴是时间 (s),左纵轴是电压(V),右纵轴是电流(μ A)。此时0n/0f f比是112. 9 μ A/33. 7 μ A = 3. 55。
[0105] 图17是表示将一组写入电压、读取电压、擦除电压、读取电压的脉冲列中需要 的时间的倒数定义为频率时,作为施加写入电压后施加读取电压之时的On状态的电流 值与施加擦除电压后施加读取电压之时的Off状态的电流值之比的、0n/0ff比的频率依 赖性的图。横轴是频率(Hz),纵轴是0n/0ff比。发现如果增加脉冲列的频率为50mHz、 500mHz、5Hz、50Hz、500Hz、5kHz,则 0n/0ff 比减少为 3. 55( = 112. 9 μΑ/33· 7 μΑ)、2· 62(= 100·3μΑ/38·3μΑ)、1·97( = 78·5μΑ/39·9μΑ)、1·54( = 62·4μΑ/40·6μΑ)、1·25(= 50. 4 μ Α/40. 5 μ A)、1. 14 ( = 46. 4 μ Α/40. 8 μ Α)。此外,任何频率下电流都追随着电压的变 化。
[0106] 接着,描述在120°C空气中测量的结果。
[0107] 图18是表示电流电压特性的图。横轴是电压V (V),纵轴是电流(μ A)。与图6相 同,发现因电压的正负而有不同的电流的特性,施加负偏压状态中存在负微分电导。并且, 发现将约+0.1 V设定为读取电压、将约+1. IV设定为擦除电压、将约-0. 85V设定为写入电 压即可。
[0108] 图19是表示作为施加写入电压后施加读取电压之时的On状态的电流值与施加 擦除电压后施加读取电压之时的Off状态的电流值之比的、0n/0ff比的读取电压依赖性的 图。横轴是电压V(V),纵轴是0n/0ff比。发现读取电压为+0.1 V时,0n/0ff比为最高。
[0109] 图20是表示施加每个5以秒)的写入电压Vwite=-O. 85V、读取电压Vraad=+0.1 V、 擦除电压Verase= +1. IV、读取电压Vread= +0· IV的脉冲列时的电流特性的图。横轴是时间 (s),左纵轴是电压(V),右纵轴是电流(μΑ)。此时0n/0ff比是45. ΟμΑ/19. 9μΑ = 2. 26。
[0110] 图21是表示将一组写入电压、读取电压、擦除电压、读取电压的脉冲列中需要 的时间的倒数定义为频率时,作为施加写入电压后施加读取电压之时的On状态的电流 值与施加擦除电压后施加读取电压之时的Off状态的电流值之比的、0n/0ff比的频率 依赖性的图。横轴是频率(Hz),纵轴是0n/0ff比。发现增加脉冲列的频率为50mHz、 500111抱、5抱、50抱、500抱、5诎2,则011/0打比减少为 2.26( = 45.(^八/19.9 4厶)、1.79(= 35·8μΑ/20·0μΑ)、1·36( = 29·4μΑ/21·6μΑ)、1·14( = 24·9μΑ/21·8μΑ)、1·05(= 22. 3 μ Α/21. 3 μ A)、I. 05 ( = 22. 1 μ Α/21. 1 μ Α)。此外,任何频率下电流都追随着电压的变 化。
[0111] 因此,发现实施例1制作的样品不依赖于如温度、环境气体等使用环境,可作为存 储元件进行工作。
[0112] 实施例2
[0113] 以与实施例1相同的方式制作实施例2中使用的样品。图22是实施例2中制作 的样品的SEM像。电极之间的纳米间隙为I. 79nm。此外,实施例2中还同时制作侧边栅极。
[0114] 图23是表示实施例2中制作的样品的第一次电流电压特性的图。横轴是电压 V(V),纵轴是电流(μΑ)。作为第一次电流电压特性的测量,在室温状态中,首先从OV增加 到负偏压侧并返回到0V,其次从OV增加到正偏压侧并返回到0V,然后从OV增加大到负偏 压侧并返回到0V,进一步地从OV增加到正偏压侧并返回到0V。从图中看,第一次和第二 次的电流电压特性中不具有滞后现象,但是第三次和第四次的电流电压特性中具有滞后现 象,从第三次的扫描中可观察到负微分电导区域;发现如果从正值到负值,接着从负值到正 值连续改变电压,则电流波形为不对称。根据图23如果进行连续电压扫描,则可发现滞后 现象。将用于发现滞后现象的连续的电压扫描,在这里称为成形(Forming)。此外,图中的 箭头表示电压的扫描方向。测量是在室温下进行的。
[0115] 图24表示成形后的电流电压特性。横轴是电压V(V),纵轴是电流(μΑ)。测量是 在室温下进行的。与实施例1相同地电流电压特性具有滞后现象,得到存在负微分电导区 域的特性。
[0116] 图25是表示对于实施例2中制作的样