【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有存储器单元的电阻变化型非易失性存储装置，以及该存储器单元的形成方法，所述存储器单元由电阻值根据电信号可逆地变化的电阻变化元件和晶体管所 构成。
技术介绍
近年来，在不断进行具有使用电阻变化元件构成的存储器单元的非易失性存储装 置的研究开发。电阻变化元件是指下述元件具有电阻值根据电信号进行可逆地变化的性 质，进而能将与该电阻值对应的数据非易失性地存储。作为使用了电阻变化元件的非易失性存储装置，公知有将被称为所谓ITlR型的 存储器单元以矩阵状阵列设置而得到的非易失性存储装置，该存储器单元通过在以垂直的 方式设置的位线与字线、源极线(源极线)的交点的位置将MOS晶体管与电阻变化元件串 联连接而成。在专利文献1中，公开了下述非易失性存储装置，其由使用了钙钛矿型晶体结构 的氧化物作为电阻变化元件的ITlR型存储器单元构成。图35是其中所示的存储器单元的截面示意图。存储器单元1011是将晶体管1006和电阻变化元件1010以串联的方式电连接而 形成的。晶体管1006由在半导体基板1001上制作的作为第一扩散层区域的源极区域 1002、作为第二扩散层区域的...
【技术保护点】
一种电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，具备：半导体基板；电阻变化元件，由第一电极、第二电极、以及电阻变化层构成，所述电阻变化层介于所述第一电极和所述第二电极之间，并设置为与所述第一电极和所述第二电极相接，并且根据向所述第一电极和所述第二电极之间施加的极性不同的电压信号，电阻值可逆地变化；以及ＭＯＳ晶体管，构成于所述半导体基板的主面；所述电阻变化层具有与所述第一电极相接的第一区域和与所述第二电极相接的第二区域，所述第一区域包含具有以ＭＯ↓［ｘ］来表示的组成的第一缺氧型的过渡金属氧化物，所述第二区域包含具有以ＭＯ↓［ｙ］来表示的组成的第二缺氧型的过渡金属氧化物，其中ｘ＜ｙ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-8-20 2008-212256一种电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，具备半导体基板；电阻变化元件，由第一电极、第二电极、以及电阻变化层构成，所述电阻变化层介于所述第一电极和所述第二电极之间，并设置为与所述第一电极和所述第二电极相接，并且根据向所述第一电极和所述第二电极之间施加的极性不同的电压信号，电阻值可逆地变化；以及MOS晶体管，构成于所述半导体基板的主面；所述电阻变化层具有与所述第一电极相接的第一区域和与所述第二电极相接的第二区域，所述第一区域包含具有以MOx来表示的组成的第一缺氧型的过渡金属氧化物，所述第二区域包含具有以MOy来表示的组成的第二缺氧型的过渡金属氧化物，其中x＜y；将所述MOS晶体管的漏极和所述电阻变化元件的所述第一电极或者所述第二电极的一方连接来构成存储器单元，使得在使所述电阻变化层成为高电阻的极性的电压信号被施加到所述MOS晶体管和所述电阻变化元件时，在所述MOS晶体管不发生基板偏置效果。2.如权利要求1所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于， 所述第二电极由标准电极电位比所述过渡金属高的材料构成； 所述第一电极由标准电极电位比所述第二电极低的材料构成。3.如权利要求1或者2所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，所述M0S晶体管是由构成于所述半导体基板的主面的、第一 N型扩散层区域、栅极、以 及第二 N型扩散层区域所构成的N型M0S晶体管，所述第二 N型扩散层区域隔着所述栅极 构成于所述第一N型扩散层区域的相反侧；将所述第一电极和所述N型M0S晶体管的所述第一 N型扩散层区域连接来构成所述存 储器单元。4.如权利要求1或者2所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，所述M0S晶体管是由构成于所述半导体基板的主面的N阱、和构成于所述N阱的区域 内的、第一 P型扩散层区域、栅极、以及第二 P型扩散层区域所构成的P型M0S晶体管，所述 第二 P型扩散层区域隔着所述栅极构成于所述第一 P型扩散层区域的相反侧；将所述第二电极和所述P型M0S晶体管的所述第一 P型扩散层区域连接来构成所述存 储器单元。5.如权利要求1或者2所述的电阻变化型非易失性存储装置，所述电阻变化层具有至少层叠了作为所述第一区域的第一缺氧型的钽氧化物层和作 为所述第二区域的第二缺氧型的钽氧化物层两层的层叠结构，所述第一缺氧型的钽氧化物 层具有以^(^来表示的组成，其中，0.1. 9，所述第二缺氧型的钽氧化物层具有以TaOy来表示的组成，其中，2. 1彡y < 2. 5。6.如权利要求5所述的电阻变化型非易失性存储装置， 所述第二缺氧型的钽氧化物层的厚度为lnm以上且8nm以下。7.如权利要求1或者2所述的电阻变化型非易失性存储装置，所述电阻变化层具有至少层叠了作为所述第一区域的第一缺氧型的铪氧化物层和作 为所述第二区域的第二缺氧型的铪氧化物层两层的层叠结构，所述第一缺氧型的铪氧化物 层具有以HfOx来表示的组成，其中，0. 9彡x彡1. 6 ；所述第二缺氧型的铪氧化物层具有以HfOy来表示的组成，其中，1.8 < y < 2。8.如权利要求7所述的电阻变化型非易失性存储装置， 所述第二缺氧型的铪氧化物层的厚度为lnm以上且5nm以下。9.如权利要求7所述的电阻变化型非易失性存储装置， 所述第二缺氧型的铪氧化物层的厚度为3nm以上且4nm以下。10.如权利要求1或者2所述的电阻变化型非易失性存储装置，所述电阻变化层具有至少层叠了作为所述第一区域的第一缺氧型的锆氧化物层和作 为所述第二区域的第二缺氧型的锆氧化物层两层的层叠结构，所述第一缺氧型的锆氧化物 层具有以来表示的组成，其中，0.9≤X≤1.4 ；所述第二缺氧型的锆氧化物层具有以ZrOy来表示的组成，其中，1.9 < y < 2。11.如权利要求10所述的电阻变化型非易失性存储装置， 所述第二缺氧型的锆氧化物层的膜厚为lnm以上且5nm以下。12.如权利要求10所述的电阻变化型非易失性存储装置， 所述第二缺氧型的锆氧化物层的膜厚为4nm以上且5nm以下。13.如权利要求3所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，所述第一电极、所述第二电极、以及所述电阻变化层层叠于所述半导体基板的主面； 所述第一电极作为离所述半导体基板的主面近的下部电极而被设置； 所述第二电极作为离所述半导体基板的主面远的上部电极而被设置。14.如权利要求3所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，所述电阻变化元件的电阻值的变化发生在与所述第二电极相接的所述电阻变化层的 所述第二区域；将与所述电阻变化层的所述第一区域相接的所述第一电极和所述N型M0S晶体管的所 述第一N型扩散层区域连接。15.如权利要求14所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，所述第二区域向高电阻状态的变化，通过从所述第二电极朝向所述第一电极的电场， 而使所述电阻变化层所包含的氧离子向所述第二电极方向移动，并与所述第二区域中的缺 氧型的钽或者铪的氧化物结合来发生；所述第二区域向低电阻状态的变化，通过从所述第一电极朝向所述第二电极的电场， 而使所述结合的氧离子向所述第一电极方向移动，从所述第二区域脱离来发生。16.如权利要求14所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，在以所述第一电极的电压作为基准，将超过正的电压VHK的电压施加到所述第二电极 时，所述电阻变化元件的电阻值变化为Rh ；在以所述第二电极的电压作为基准，将超过正的电压的电压施加到所述第一电极 时，所述电阻变化元件的电阻值变化为比Rh小的&。17.如权利要求16所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，还具备多个位线、多个源极线、以及驱动所述位线和所述源极线的驱动电路；按所述位线和所述源极线的每个组合，设有所述存储器单元；各存储器单元的电阻变化元件的第二电极与所述多个位线之中相对应的一个连接；各存储器单元的N型M0S晶体管的第二 N型扩散层区域与所述多个源极线之中相对应的一个连接；所述驱动电路，在使所述电阻变化元件变化为高电阻状态的情况下，将相对应的位线的电压设为比相 对应的源极线的电压高且以所述第一电极的电压作为基准使所述第二电极的电压超过所 述正的电压VHK的电压；在使所述电阻变化元件变化为低电阻状态的情况下，将相对应的源极线的电压设为比 相对应的位线的电压高且以所述第二电极的电压作为基准使所述第一电极的电压超过所 述正的电压Vm的电压。18.如权利要求16所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，还具备多个位线、多个源极线、以及驱动所述位线和所述源极线的驱动电路；按所述位...
【专利技术属性】
技术研发人员：村冈俊作，神泽好彦，三谷觉，片山幸治，岛川一彦，藤井觉，高木刚，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。