[发明专利]硫属元素化合物、半导体器件、和半导体装置

说明书

提供硫属元素化合物、半导体器件、和半导体装置。所述硫属元素化合物包括五种或更多种元素并且可具有稳定的开关特性和低的关断电流值(泄漏电流值)。所述硫属元素化合物包括：硒(Se)和碲(Te)；包括铟(In)、铝(Al)、锶(Sr)、和钙(Ca)的至少一种的第一元素；以及包括锗(Ge)和/或锡(Sn)的第二元素，并且可进一步包括砷(As)、锑(Sb)、和铋(Bi)的至少一种。

对相关申请的交叉引用

本申请基于在韩国知识产权局于2020年11月10日提交的韩国专利申请No.10-2020-0149586、并且要求其优先权，将其公开内容全部通过引用引入本文中。

技术领域

本公开内容涉及硫属元素化合物和/或包括所述硫属元素化合物的半导体器件。

背景技术

随着朝向轻的、薄的、简单的和小的电子产品的趋势，对于高度集成的半导体器件的需求正在增加。因此，已经提出了多种类型的半导体器件，例如包括可变电阻层和选择器件层的半导体器件。

发明内容

提供具有双向阈值开关(ovonic threshold switching)特性的硫属元素化合物。

提供具有低的关断电流和高的可靠性(耐用性)的开关器件、半导体器件、和/或半导体装置。

另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，且部分地将由所述描述明晰，或者可通过本公开内容的所呈现的实施方式的实践获悉。

根据实施方式，半导体器件可包括选择器件层，所述选择器件层包括硫属元素化合物。所述硫属元素化合物可包括第一元素、第二元素、第三元素、硒(Se)、和碲(Te)。所述第一元素可包括铟(In)、铝(Al)、锶(Sr)、和钙(Ca)的至少一种。所述第二元素可包括锗(Ge)和/或锡(Sn)。所述第三元素可包括砷(As)、锑(Sb)、和铋(Bi)的至少一种。

在一些实施方式中，所述硫属元素化合物中的碲(Te)对硒(Se)的元素比率可大于0.0但小于或等于0.5。碲(Te)对硒(Se)的元素比率可大于0.0且小于或等于0.3。所述硫属元素化合物中的碲(Te)对硒(Se)的元素比率可大于0.0但小于或等于0.2。所述硫属元素化合物中的碲(Te)对硒(Se)的元素比率可范围为0.07-0.20。所述元素比以原子计。

在一些实施方式中，在所述硫属元素化合物中，基于总的元素量，可以0.5原子％-20.0原子％的量包括碲(Te)。基于总的元素量，可以2.0原子％-15.0原子％的量包括碲(Te)。

在一些实施方式中，在所述硫属元素化合物中，基于总的元素量，可以3.0原子％-9.0原子％的量包括碲(Te)，和Te/Se的元素比率可大于或等于约0.06且小于或等于约0.19。

在一些实施方式中，在所述硫属元素化合物中，基于总的元素量，可以大于0.0原子％且等于或小于70.0原子％的量包括硒(Se)。基于总的元素量，可以20.0原子％-70.0原子％的量包括硒(Se)。

在一些实施方式中，基于总的元素量，所述硫属元素化合物可以0.1原子％-10.0原子％的量包括所述第一元素。基于总的元素量，所述硫属元素化合物可以5.0原子％-30.0原子％的量包括所述第二元素。基于总的元素量，所述硫属元素化合物可以20.0原子％-50.0原子％的量包括所述第三元素。

在一些实施方式中，所述硫属元素化合物可由以下化学表达式1、2、或3的任一个表示。

[化学表达式1]

A_a1B_b1C_c1Se_d1Te_e1