电阻变化元件的驱动方法、初始处理方法及非易失性存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能进行稳定动作的电阻变化元件的驱动方法以及实施该方法的非易失性存储装置。具有：写入过程，将第１极性的写入电压脉冲施加给电阻变化层（３），使电阻变化层（３）的电阻状态从高向低变化；以及擦除过程，将与该第１极性不同的第２极性的擦除电压脉冲施加给电阻变化层（３），使电阻变化层（３）的电阻状态从低向高变化；在将第１次到第Ｎ次（Ｎ大于等于１）的写入电压脉冲的电压值设为Ｖｗ１、将第（Ｎ＋１）次以后的写入电压脉冲的电压值设为Ｖｗ２时，满足｜Ｖｗ１｜＞｜Ｖｗ２｜，而且，在将第１次到第Ｍ次（Ｍ大于等于１）的擦除电压脉冲的电压值设为Ｖｅ１、将第（Ｍ＋１）次以后的擦除电压脉冲的电压值设为Ｖｅ２时，满足｜Ｖｅ１｜＞｜Ｖｅ２｜，第（Ｎ＋１）次的上述写入过程接在第Ｍ次的擦除过程之后。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种其电阻值按照施加的电脉冲发生变化的电阻变化元件的驱动方 法、初始处理方法以及实施该方法的非易失性存储装置。
技术介绍
近年来，伴随电子设备中数字技术的进步，要保存图像等数据，所以非易失性电阻 变化元件的大容量化、写入电力的降低化、写入/读出时间的高速化及长寿命化等要求曰 益提高。针对此类要求，在现有使用浮栅的闪存(flash memory)的微细化的应对上可以说 存在极限。作为具有可以适应上述要求的可能性的第1现有技术，人们提出了一种使用钙钛 矿材料(例如，Pr(1_x)CaxMn03[PCM0]、LaSrMn03[LSM0]、GdBaCox0y[GBC0]等)的非易失性电 阻变化元件(参见专利文献1)。该技术通过对钙钛矿材料施加极性不同的电压脉冲(持续 时间短的波状电压)使其电阻值增大或者减小，使数据与变化的电阻值相对应，从而存储 数据。另外，作为能够使用同极性的电压脉冲来切换电阻值的第2现有技术，还有一种 利用下述现象的非易失性电阻变化元件(参见专利文献2)，该现象为，通过对过渡性金属 氧化物(Ni0、V20、Zn0、Nb205、Ti02、W03或者CoO)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻变化元件的驱动方法，用来驱动具备其电阻值按照被施加的电脉冲而增加及减少的金属氧化物的电阻变化元件，其中，上述金属氧化物由第１氧化物层和含氧率比该第１氧化物层高的第２氧化物层层叠构成；上述驱动方法包括：１次以上的写入过程，通过将作为第１极性的电压脉冲的写入电压脉冲施加给上述金属氧化物，使该金属氧化物的电阻状态从高向低变化；以及１次以上的擦除过程，通过将作为与上述第１极性不同的第２极性的电压脉冲的擦除电压脉冲施加给上述金属氧化物，使该金属氧化物的电阻状态从低向高变化；在将第１次到第Ｎ次的上述写入过程中的写入电压脉冲的电压值设为Ｖｗ１、将第Ｎ＋１次以后的上述写入过程中的写入电压脉冲的电压值设...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-9-30 2008-253107一种电阻变化元件的驱动方法，用来驱动具备其电阻值按照被施加的电脉冲而增加及减少的金属氧化物的电阻变化元件，其中，上述金属氧化物由第1氧化物层和含氧率比该第1氧化物层高的第2氧化物层层叠构成；上述驱动方法包括1次以上的写入过程，通过将作为第1极性的电压脉冲的写入电压脉冲施加给上述金属氧化物，使该金属氧化物的电阻状态从高向低变化；以及1次以上的擦除过程，通过将作为与上述第1极性不同的第2极性的电压脉冲的擦除电压脉冲施加给上述金属氧化物，使该金属氧化物的电阻状态从低向高变化；在将第1次到第N次的上述写入过程中的写入电压脉冲的电压值设为Vw1、将第N+1次以后的上述写入过程中的写入电压脉冲的电压值设为Vw2时，满足|Vw1|＞|Vw2|，其中N大于等于1，而且，在将第1次到第M次的上述擦除过程中的擦除电压脉冲的电压值设为Ve1、将第M+1次以后的上述擦除过程中的擦除电压脉冲的电压值设为Ve2时，满足|Ve1|＞|Ve2|，其中M大于等于1；第N+1次的上述写入过程接在第M次的擦除过程之后。2.如权利要求1所述的电阻变化元件的驱动方法，其中， 还满足 |Vel| ^ Vwl 且 |Ve2| ^ |Vw2|。3.如权利要求1或2所述的电阻变化元件的驱动方法，其中，还包括恢复写入过程，在第N+1次以后的上述写入过程中，在使上述金属氧化物的电阻状态 从高向低变化失败的情况下，通过将电压值为Vw3的恢复写入电压脉冲施加给上述金属氧 化物，使上述金属氧化物的电阻状态从高向低变化，其中|Vw3| > |Vw2 ；以及恢复擦除过程，在第M+1次以后的上述擦除过程中，在使上述金属氧化物的电阻状态 从低向高变化失败的情况下，通过将电压值为Ve3的恢复擦除电压脉冲施加给上述金属氧 化物，使上述金属氧化物的电阻状态从低向高变化，其中|Ve3| > |Ve2|。4.如权利要求3所述的电阻变化元件的驱动方法，其中， 电压值Vwl和电压值Vw3相等，且电压值Vel和电压值Ve3相等。5.如权利要求1至4中任一项所述的电阻变化元件的驱动方法，其中，上述第1氧化物由具有以TaOx表示的组成的钽氧化物构成，其中0. 8彡x彡1. 9 ； 上述第2氧化物由具有以TaOy表示的组成的钽氧化物构成，其中2. 1彡y < 2. 5。6.一种非易失性存储装置，具备第1电极、第2电极、电阻变化元件和驱动部，该电阻变 化元件介于上述第1电极与上述第2电极之间，并具备其电阻值按照两电极间被施加的电 脉冲而增加及减少的金属氧化物；上述金属氧化物由第1氧化物层和含氧率比该第1氧化物层高的第2氧化物层层叠构成；上述驱动部执行写入过程，通过将作为第1极性的电压脉冲的写入电压脉冲施加在上述第1电极与上 述第2电极之间，使上述金属氧化物的电阻状态从高向低变化；以及擦除过程，通过将作为与上述第1极性不同的第2极性的电压脉冲的擦除电压脉冲施 加在上述第1电极与上述第2电极之间，使上述金属氧化物的电阻状态从低向高变化；在将第1次到第N次的上述写入过程中的写入电压脉冲的电压值设为Vwl、将第N+1 次以后的上述写入过程中的写入电压脉冲的电压值设为...

【专利技术属性】
技术研发人员：村冈俊作，高木刚，三谷觉，片山幸治，
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]