하부전극; 전이금속 산화물 박막을 포함하여 이루어진 버퍼층 및 칼코제나이드계 화합물 박막을 포함하여 이루어진 저항변화층 중 적어도 각 하나를 구비하고, 상기 하부전극 상에 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성된 상부전극;을 포함하며, 상기 저항변화층의 두께는 20 내지 1000 nm이고, 상기 버퍼층의 두께는 1 내지 20 nm인 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자.

하부전극; 전이금속 산화물 박막으로 이루어진 버퍼층과 칼코제나이드계 화합물 박막으로 이루어진 저항변화층 각 하나만을 구비하고, 상기 하부전극 상에 상기 하부전극과 접촉되게 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상에 상기 절연층과 접촉되게 형성된 상부전극;을 포함하며, 상기 저항변화층이 상기 하부전극과 상부전극 중 어느 하나와 접촉되지 않도록, 상기 버퍼층은 상기 하부전극과 상기 저항변화층의 사이 및 상기 상부전극과 상기 저항변화층의 사이 중 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 칼코제나이드계 화합물 박막은, Ge-Te 화합물, Sb-Te 화합물, Ge-Sb-Te 화합물, In-Sb-Te 화합물, Ga-Se-Te 화합물, Sn-Sb-Te 화합물 및 In-Se-Ge 화합물 중에서 선택된 1종 이상 또는 그것에 Bi가 더 첨가된 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자.

제2항에 있어서, 상기 저항변화층의 두께는 20 내지 1000 nm인 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전이금속 산화물 박막은, TiO2, NiO, HfO2, Al2O3, ZrO2, ZnO, Ta2O5, SrTiO3 및 HfAlO 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 단일층 또는 복합층인 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자.

제2항에 있어서, 상기 버퍼층의 두께는 1 내지 20 nm인 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자.

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하부전극 또는 상기 상부전극은 Pt, Ru, Ir, Ag, Al, W 및 TiN 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자.

하부전극을 형성하는 단계; 전이금속 산화물 박막을 포함하여 이루어진 버퍼층 및 칼코제나이드계 화합물 박막을 포함하여 이루어진 저항변화층 중 적어도 각 하나를 구비하는 절연층을 상기 하부전극 상에 형성하는 단계; 및 상기 절연층 상에 상부전극을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 저항변화층의 두께는 20 내지 1000 nm로 설정하고, 상기 버퍼층의 두께는 1 내지 20 nm로 설정하는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자 제조방법.

하부전극을 형성하는 단계; 전이금속 산화물 박막으로 이루어진 버퍼층과 칼코제나이드계 화합물 박막으로 이루어진 저항변화층 각 하나만을 구비하는 절연층을 상기 하부전극 상에 상기 하부전극과 접촉되게 형성하는 단계; 및 상기 절연층 상에 상기 절연층과 접촉되게 상부전극을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 저항변화층이 상기 하부전극과 상부전극 중 어느 하나와 접촉되지 않도록, 상기 하부전극과 상기 저항변화층의 사이 및 상기 상부전극과 상기 저항변화층의 사이 중 어느 하나에 상기 버퍼층이 배치되게 상기 절연층을 형성하는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자 제조방법.

제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 칼코제나이드계 화합물 박막을 포함하여 이루어진 저항변화층은 Ge-Te 화합물, Sb-Te 화합물, Ge-Sb-Te 화합물, In-Sb-Te 화합물, Ga-Se-Te 화합물, Sn-Sb-Te 화합물 및 In-Se-Ge 화합물 중에서 선택된 1종 이상으로 또는 그것에 Bi를 더 첨가하여 형성하는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자 제조방법.

제10항에 있어서, 상기 Ge-Sb-Te 화합물 박막을 형성하는 단계는, Sb를 증착하는 과정, Te를 증착하는 과정 및 Ge를 증착하는 과정 각각을 적어도 1회 포함하는 수퍼사이클을 적어도 1회 반복하는 것을 포함하고, 상기 Sb를 증착하는 과정은, Sb를 포함하는 소스를 공급하는 단계와, 상기 Sb를 포함하는 소스를 환원시키기 위한 제1반응가스를 공급하는 단계 및 상기 제1반응가스를 퍼지하는 퍼지가스를 공급하는 단계를 포함하는 제1서브사이클을 적어도 1회 반복하는 과정이고, 상기 Te를 증착하는 과정은, Te를 포함하는 소스를 공급하는 단계와, 상기 Te를 포함하는 소스를 환원시키기 위한 제2반응가스를 공급하는 단계 및 상기 제2반응가스를 퍼지하는 퍼지가스를 공급하는 단계를 포함하는 제2서브사이클을 적어도 1회 반복하는 과정이고, 상기 Ge를 증착하는 과정은, Ge를 포함하는 소스를 공급하는 단계와, 상기 Ge를 포함하는 소스를 환원시키기 위한 제3반응가스를 공급하는 단계 및 상기 제3반응가스를 퍼지하는 퍼지가스를 공급하는 단계를 포함하는 제3서브사이클을 적어도 1회 반복하는 과정인 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자 제조방법.

제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 전이금속 산화물 박막을 포함하여 이루어진 버퍼층은 원자층증착 방법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자 제조방법.

제1항 또는 제2항에 기재되어 있는 저항변화기록소자를 준비하는 단계; 상기 저항변화기록소자의 하부전극을 기준으로 하여 상기 저항변화기록소자의 상부전극에 음의 전압 또는 양의 전압을 인가하여 상기 저항변화기록소자의 절연층의 저항을 변화시키는 단계; 및 상기 절연층의 저항 크기에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보기록방법.

제13항에 있어서, 상기 버퍼층은 상기 하부전극 상에 상기 하부전극과 접촉되게 형성되고, 상기 저항변화층은 상기 버퍼층 상에 상기 버퍼층과 접촉되게 형성되며, 상기 상부전극은 상기 저항변화층 상에 상기 상부전극과 접촉되게 형성되는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보기록방법.

제14항에 있어서, 상기 절연층의 저항을 변화시키는 단계는, 상기 하부전극을 기준으로 하여 상기 상부전극에 음의 전압을 인가하여 상기 절연층을 셋(set) 상태로 변화시키거나, 상기 하부전극을 기준으로 하여 상기 상부전극에 양의 전압을 인가하여 상기 절연층을 리셋(reset) 상태로 변화시키는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보기록방법.

제13항에 있어서, 상기 인가되는 전압은 펄스 전압인 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보기록방법.

제16항에 있어서, 상기 펄스 전압은 10 내지 1000 ns의 범위의 시간 동안 인가되는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보기록방법.

제1항 또는 제2항에 기재되어 있는 저항변화기록소자를 준비하는 단계; 상기 저항변화기록소자의 절연층의 저항 크기에 따라 "0" 또는 "1"을 할당하는 단계; 및 상기 저항변화기록소자의 하부전극과 상부전극간에 전압을 인가하여 측정되는 전류를 통해 상기 절연층의 저항 크기에 따라 할당된 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보판독방법.

제18항에 있어서, 상기 버퍼층은 상기 하부전극 상에 상기 하부전극과 접촉되게 형성되고, 상기 저항변화층은 상기 버퍼층 상에 상기 버퍼층과 접촉되게 형성되며, 상기 상부전극은 상기 저항변화층 상에 상기 상부전극과 접촉되게 형성되는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보판독방법.

제19항에 있어서, 상기 "0" 또는 "1"을 판독하는 단계는, 상기 하부전극을 기준으로 하여 상기 상부전극에 양의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보판독방법.

제20항에 있어서, 상기 양의 전압의 크기는 0.1V 이상이고 0.5V 미만인 것을 특징으로 하는 저항변화기록소자의 정보판독방법.