可变阻抗元件以及非易失性半导体存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术实现了一种能以低电流成型，并能以低电压、低电流进行稳定的切换工作的可变阻抗元件以及一种通过具备该可变阻抗元件实现了低功耗且大容量的非易失性半导体存储装置。一种在第一电极（14）和第二电极（12）之间夹持可变阻抗体（13）而形成的可变阻抗元件（1），可变阻抗体（13）包含阻抗变化层（15）和高氧层（16）的至少2层的金属氧化物或金属氮氧化物。高氧层（16）插入在比第二电极功函数小的第一电极（14）与阻抗变化层（15）之间，以相对于对该金属元素的氧组成比的化学计量组成的比率比相对于对构成阻抗变化层（15）的金属氧化物的金属元素的氧组成比的化学计量组成的比率变大的方式，来调整金属氧化物的氧浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于通过施加电应力使阻抗变化的电工作特性而存储信息的可变阻抗元件以及使用了该可变阻抗元件的非易失性半导体存储装置。
技术介绍
以闪存为代表的非易失性存储器作为大容量且小型的信息记录介质使用在计算机、通信、测量设备、自动控制装置以及个人周围所使用的生活设备等的广泛领域中，并且对更廉价且大容量的非易失性存储器的需求很大。这是基于如下的理由:因为可电气改写而且即使切断电源数据也不会消失的这一点，可发挥作为可容易携带的存储卡、便携电话等、装置运转的初始设定，非易失地预 先存储的数据存储器、程序存储器等的功能。但是，闪存存在如下问题，即，与将数据写入逻辑值“I”的程序工作相比，由于在将数据擦除成逻辑值“O”的擦除工作中要花费时间，所以针对擦除工作，在进行擦除工作时通过以块单位进行而谋求速度的提高，由于以块单位进行，所以不能进行任意的地址的改写。 那么，在目前，广泛地研究以闪存为代表的新型非易失性存储器。其中，利用了通过对金属氧化膜施加电压而产生阻抗变化的现象的阻抗变化存储器，在微细化界限的这一点上与闪存相比是有利的，另外，因为可进行低电压工作且可进行高速的数据改写，所以近年本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变阻抗元件，具备：可变阻抗体和夹持所述可变阻抗体的第一电极以及第二电极，形成于所述可变阻抗体中的细丝路径，根据向所述两电极间施加的电压进行开闭，由此，所述两电极间的电阻可逆地进行变化，所述第一电极和所述第二电极由功函数相互不同的导电性材料构成，所述第二电极的功函数大于所述第一电极的功函数，所述可变阻抗体至少由包含阻抗变化层和高氧层的2层的多个层构成，所述高氧层夹在所述第一电极和所述阻抗变化层之间，相对于构成所述高氧层的金属氧化物或金属氮氧化物中的氧组成比的化学计量组成的比率大于相对于构成所述阻抗变化层的金属氧化物或金属氮氧化物中的氧组成比的化学计量组成的比率。

【技术特征摘要】
2012.01.30 JP 2012-0170241.一种可变阻抗元件，具备: 可变阻抗体和夹持所述可变阻抗体的第一电极以及第二电极， 形成于所述可变阻抗体中的细丝路径，根据向所述两电极间施加的电压进行开闭，由此，所述两电极间的电阻可逆地进行变化， 所述第一电极和所述第二电极由功函数相互不同的导电性材料构成， 所述第二电极的功函数大于所述第一电极的功函数， 所述可变阻抗体至少由包含阻抗变化层和高氧层的2层的多个层构成， 所述高氧层夹在所述第一电极和所述阻抗变化层之间， 相对于构成所述高氧层的金属氧化物或金属氮氧化物中的氧组成比的化学计量组成的比率大于相对于构成所述阻抗变化层的金属氧化物或金属氮氧化物中的氧组成比的化学计量组成的比率。2.根据权利要求1中所述的可变阻抗元件，其中， 相对于构成所述阻抗变化层的金属氧化物或金属氮氧化物的氧化物生成的标准生成自由能构成为低于相对于构成所述高氧层的金属氧化物或金属氮氧化物的氧化物生成的标准生成自由能。3.根据权利要求1或2中所述的可变阻抗元件，其中， 所述高氧层和所述阻抗变化层相接触。4.根据权利要求广3中任 一项所述的可变阻抗元件，其中， 所述阻抗变化层和所述高氧层分别由η型的金属氧化物或η型的金属氮氧化物构成。5.根据权利要求4中所述的可变阻抗元件，其中， 所述阻抗变化层或所述高氧层是包含Hf、Ge、Zr、T1、Ta、...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野贵司，玉井幸夫，浅野勇，相泽一雄，
申请(专利权)人：夏普株式会社，尔必达存储器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：