JP2011204782A - 不揮発性記憶装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】抵抗変化層の高抵抗状態と低抵抗状態との間のスイッチングを従来に比してさらにスムーズに行うことができる不揮発性記憶装置を提供する。
【解決手段】下部電極層BEと、金属酸化膜からなる抵抗変化層RWと、上部電極層TEとが積層された抵抗変化素子VRを有し、上部電極層TE側から下部電極層BE側に電流が流れる不揮発性記憶装置において、上部電極層TEは、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して窒素が多く含まれ、下部電極層BEは、金属材料によって構成される。
【選択図】図2

Description

本発明は、不揮発性記憶装置に関する。
近年、不揮発性記憶装置として、電気的に書換え可能な抵抗変化素子の抵抗値情報、たとえば高抵抗状態と低抵抗状態と、を不揮発に記憶するReRAM(Resistive Random Access Memory)が注目されている。このようなReRAMは、たとえば、記憶素子としての抵抗変化素子と、ダイオードなどの整流素子とが直列に接続された抵抗変化型メモリセルが、第1の方向に並行して延在する複数のビット線と、第1の方向に垂直な第2の方向に並行して延在するワード線との交差部に、アレイ状に配列して構成される(たとえば、特許文献1参照)。ここで、抵抗変化素子は、たとえば電圧の印加によって抵抗値を変化させることができる遷移元素を含む複酸化物からなる抵抗変化層と、抵抗変化層の上下にバリアメタルおよび接着層として機能する上部電極層および下部電極層と、を有する。上部電極層および下部電極層として、一般的にPt,Au,Ag,TiAlN,TiN,TaN,Rh/TaAlNなどの材料が用いられる。
これらの上部電極層および下部電極層は、抵抗変化層との組み合わせによって高抵抗状態と低抵抗状態との間のスイッチングが上手く行われないことがあるので、抵抗変化層を構成する材料によって選択される。
特開2009−99200号公報
本発明は、抵抗変化層の高抵抗状態と低抵抗状態との間のスイッチングを従来に比してさらにスムーズに行うことができる不揮発性記憶装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、第1の電極と、金属酸化膜からなる不揮発性記憶層と、第2の電極とが積層された不揮発性記憶素子を有し、前記第1の電極側から前記第2の電極側に電流が流れる不揮発性記憶装置において、前記第1の電極は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して窒素が多く含まれ、前記第2の電極は、金属材料によって構成されることを特徴とする不揮発性記憶装置が提供される。
また、本発明の一態様によれば、第1の電極と、金属酸化膜からなる不揮発性記憶層と、第2の電極とが積層された不揮発性記憶素子を有し、前記第1の電極側から前記第2の電極側に電流が流れる不揮発性記憶装置において、前記第1の電極は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して窒素が多く含まれ、前記第2の電極は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して金属元素が多く含まれることを特徴とする不揮発性記憶装置が提供される。
さらに、本発明の一態様によれば、整流素子と、前記整流素子での電流が流れる方向に対して上流側に、前記整流素子に接して設けられる金属酸化膜からなる不揮発性記憶層と、前記不揮発性記憶層の前記整流素子とは対向する側に設けられる電極層と、を有する不揮発性記憶素子と、を備える不揮発性記憶装置であって、前記電極層は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して窒素が多く含まれ、前記整流素子は、前記金属酸化膜中の金属元素よりも電気陰性度の大きい元素からなる半導体材料によって構成されることを特徴とする不揮発性記憶装置が提供される。
本発明によれば、抵抗変化層の高抵抗状態と低抵抗状態との間のスイッチングを従来に比してさらにスムーズに行うことができるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態による不揮発性記憶装置のメモリセルアレイ構成の一例を示す図である。 図2は、第1の実施の形態による不揮発性記憶装置の構造の一例を模式的に示す断面図である。 図3は、抵抗変化素子における高抵抗状態と低抵抗状態との間の遷移状態のモデルを模式的に示す図である。 図4−1は、第1の実施の形態による不揮発性記憶装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である(その1)。 図4−2は、第1の実施の形態による不揮発性記憶装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である(その2)。 図4−3は、第1の実施の形態による不揮発性記憶装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である(その3)。 図4−4は、第1の実施の形態による不揮発性記憶装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である(その4)。 図5は、第2の実施の形態による不揮発性記憶装置の構造の一例を模式的に示す断面図である。
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる不揮発性記憶装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の実施の形態で用いられる不揮発性記憶装置の断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。さらに、以下で示す膜厚は一例であり、これに限定されるものではない。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態による不揮発性記憶装置のメモリセルアレイ構成の一例を示す図である。この図において、紙面の左右方向をX方向とし、紙面内のX方向に垂直な方向をY方向とする。X方向(行方向)に延在する複数のワード線WLと、ワード線WLとは異なる高さにY方向(列方向)に延在する複数のビット線BLとが、互いに交差して配設され、これらの各交差部に抵抗変化素子VRと整流素子Dとが直列に接続された抵抗変化型メモリセル(以下、単にメモリセルともいう)MCが配置される。この例では、抵抗変化素子VRは一端がビット線BLに接続され、他端が整流素子Dを介してワード線WLに接続されている。
図2は、第1の実施の形態による不揮発性記憶装置の構造の一例を模式的に示す断面図である。この図は、たとえば図1のY方向に沿ったあるビット線BL上の断面の一部の様子を示している。X方向に延在するワード線WL上には、メモリセルMCを構成する整流素子Dと抵抗変化素子VRが積層され、抵抗変化素子VR上にY方向に延在するビット線BLが形成されている。
整流素子Dは、ショットキーダイオードやPN接合ダイオード、PINダイオードなどの整流作用を有する材料からなり、ワード線WL上に形成される。ここでは、整流素子Dは、ワード線WL側から厚さ約20nmのP型ポリシリコン膜DP、厚さ約110nmのI型ポリシリコン膜DI、厚さ約20nmのN型ポリシリコン膜DNを順に積層させたPIN構造を有するポリシリコン層によって構成される場合を例示している。また、この例では、整流素子Dは、ビット線BLからワード線WLに向けて電流を流すように配置されている。
抵抗変化素子VRは、下部電極層BE、不揮発性記憶層としての抵抗変化層RWおよび上部電極層TEと、を有する。抵抗変化層RWは、電圧値と印加時間の制御により、高抵抗状態と低抵抗状態とを切り換えることができる金属酸化膜によって構成される。金属酸化膜として、たとえばHf,Zr,Ni,Co,Al,Mn,Ti,Ta,Wなどの元素を少なくとも1種以上含む金属酸化膜を例示することができる。不揮発性記憶装置として使用する際には、抵抗変化層RWには、酸素欠損が導入されており、電気的な伝導経路であるフィラメントが局所的に形成されている。
なお、抵抗変化素子VRにおいては、電流の流れる方向を基準にして、上流側の電極を陽極といい、下流側の電極を陰極という。そのため、図2の例では、下部電極層BEは陰極となり、上部電極層TEは陽極となる。
陰極、図2の例では下部電極層BEは、上記抵抗変化層RWと反応して抵抗変化層RWの可変抵抗性を損なわない金属材料または金属窒化物材料からなる。このような下部電極層BEとして、たとえば、Pt,Au,Ag,Ru,Ir,Co,Al,Ti,W,Mo,Taなどから選択される少なくとも1つの金属材料、またはTi,W,Mo,Taなどから選択される少なくとも1つの金属材料の窒化物を用いることができる。下部電極層BEを金属窒化物で構成する場合には、金属窒化物の化学量論比に比して金属元素の割合が多くなるように形成される。化学量論比で表した金属窒化物の組成式をMab(ただし、Mは金属元素を表し、a,bは正の整数を表す)とし、下部電極層BEで使用される金属窒化物の組成式をMxyとすると、次式(1)を満たすようなxが選択される。また、以下では、次式(1)を満たすような組成式Mabを有する金属窒化物を金属リッチな金属窒化物という。
x>ay/b ・・・(1)
陽極、図2の例では上部電極層TEは、上記抵抗変化層RWと反応して抵抗変化層RWの可変抵抗性を損なわない金属窒化物材料からなる。このような上部電極層TEとして、たとえば、Ti,W,Mo,Taなどから選択される少なくとも1つの金属材料の窒化物を用いることができる。また、上部電極層TEは、金属窒化物の化学量論比に比して窒素元素の割合が多くなるように形成される。化学量論比で表した金属窒化物の組成式をMabとし、下部電極層BEで使用される金属窒化物の組成式をMxyとすると、次式(2)を満たすようなyが選択される。また、以下では、次式(2)を満たすような組成式Mabを有する金属窒化物を窒素リッチな金属窒化物という。
y>bx/a ・・・(2)
ここで、抵抗変化型メモリにおける高抵抗状態と低抵抗状態との間の遷移について説明する。図3は、抵抗変化素子における高抵抗状態と低抵抗状態との間の遷移状態のモデルを模式的に示す図である。一般的に、抵抗変化型メモリを形成した直後では、抵抗変化層RWは絶縁体の状態にあるので、メモリセルMC(上部電極層TEと下部電極層BEとの間)に高電圧を印加して低抵抗化するフォーミング処理が行われる。図3(a)に示されるように、フォーミング処理によって、メモリセルMCにはフィラメントFと呼ばれる電流経路が生じる。このフィラメントFは、抵抗変化層RW内での酸素欠損の領域が連なって形成されるものと考えられている。そのために低抵抗となる。このフォーミング処理が施されると、メモリセルMCは、不揮発性記憶素子として機能することが可能となる。
フォーミング処理後は低抵抗状態にあるので、抵抗変化層RWを高抵抗化するリセット処理が行われる。リセット処理では、メモリセルMCに電圧を印加し、所定の電流量になると、抵抗変化層RWがジュール熱によって高抵抗化する。これは、図3(b)に示されるように、陽極、すなわち上部電極層TE、からフィラメントFに酸素が供給されることによるものであると考えられる。ここで、本実施の形態のように下部電極層BEに金属材料または金属リッチな金属窒化物材料を用い、上部電極層TEに窒素リッチな金属窒化物材料を用いた場合にも、同様に上部電極層TE(陽極)から供給される酸素によってフィラメントFが酸化され、高抵抗化する。
一方、リセット処理によって高抵抗状態となったメモリセルMCに対しては、抵抗変化層RWを低抵抗化するセット処理が行われる。セット処理では、メモリセルMCに電圧を印加すると、抵抗変化層RWが低抵抗化する。これは、図3(c)に示されるように、陽極、すなわち上部電極層TE、近傍のフィラメントFで酸素欠損が生じることによるものであると考えられる。ここで、本実施の形態のように下部電極層BEに金属材料または金属リッチな金属窒化物材料を用い、上部電極層TEに窒素リッチな金属窒化物材料を用いた場合には、窒素を過剰に含む上部電極層TE(陽極)が酸素を解放しやすい状態となる一方、金属を過剰に含む下部電極層BE(陰極)が下部電極層BE側からの酸素を捕獲し、抵抗変化層RW内を上部電極層TE側に酸素が拡散しにくくなり、フィラメントFが酸化されてしまうことを防ぐ。
このように、下部電極層BEを金属材料または金属元素リッチな金属窒化物材料で構成し、上部電極層TEを窒素リッチな金属窒化物材料で構成することで、リセット処理/セット処理時に抵抗変化層RW内でフィラメントFの酸化/還元を生じさせることが可能となる。
つぎに、図2に示される不揮発性記憶装置の製造方法について説明する。図4−1〜図4−4は、第1の実施の形態による不揮発性記憶装置の製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。なお、ここでは、図1のワード線WLに沿った断面で、複数のメモリセルMCが形成される場合を例に挙げて説明する。
まず、図4−1(a)に示されるように、まず、図示しないSi基板などの基板上に第1の層間絶縁膜10を形成し、この第1の層間絶縁膜10にX方向に延在する第1の配線11(ワード線WL)を、ダマシン法などの方法によって形成する。なお、この第1の層間絶縁膜10の下層の基板には、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)トランジスタなどの素子が形成されている。ついで、第1の配線11が形成された第1の層間絶縁膜10上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などの成膜法によって、厚さ約20nmのN型アモルファスシリコン膜211A、厚さ約110nmのI型アモルファスシリコン膜212Aおよび厚さ約20nmのP型アモルファスシリコン膜213Aを順に堆積させて、整流層21を形成する。N型アモルファスシリコン膜211Aは、P(リン)などのN型不純物を導入しながらシリコン膜を堆積することによって得られ、I型アモルファスシリコン膜212Aは、不純物を導入しない環境でシリコン膜を堆積することによって得られ、P型アモルファスシリコン膜213Aは、B(ホウ素)などのP型不純物を導入しながらシリコン膜を堆積することによって得られる。
その後、図4−1(b)に示されるように、スパッタ法やCVD法などの方法によって、整流層21上に5nm程度の厚さの下部電極層22を形成する。ここでは、整流層21は、第1の配線11側にN型アモルファスシリコン膜211Aが形成される構造となっているので、下部電極層22は、P型アモルファスシリコン膜213A上に形成されることになる。つまり、下部電極層22は陰極となる。そのため、下部電極層22として、金属膜または金属リッチな金属窒化物膜を用いることができる。金属リッチな金属窒化物膜を形成する場合には、下部電極層22中に含まれる金属が化学量論比に比べて多くなるような条件で成膜が行われる。
続けて、図4−1(c)に示されるように、スパッタ法やCVD法などの方法によって、下部電極層22上に、10nm程度の厚さのたとえばHfO膜からなる抵抗変化層23と、5nm程度の厚さの上部電極層24を積層して形成する。ここでは、上部電極層24は陽極となるので、上部電極層24として、窒素リッチな金属窒化膜が形成される。このとき、上部電極層24中に含まれる窒素が化学量論比に比べて多くなるような条件で成膜が行われる。
さらに、図4−2(a)に示されるように、スパッタ法などの成膜法によって、上部電極層24上に、キャップ膜25を形成する。このキャップ膜25として、たとえばW膜を用いることができる。キャップ膜25は、上部電極層24と上層の第2の配線31とを接続するために、プロセス上導入される膜である。
ついで、図4−2(b)に示されるように、キャップ膜25上に図示しないレジストを塗布し、リソグラフィ技術によって所望のパターンとなるようにパターニングして、マスクを形成する。そして、RIE(Reactive Ion Etching)法などの異方性エッチングによって、キャップ膜25、上部電極層24、抵抗変化層23、下部電極層22および整流層21を加工して、柱状のメモリセルパターンが二次元的に配置されたメモリセルアレイパターンを形成する。このとき、柱状の各メモリセルパターンは、第1の配線11上に整流層21、下部電極層22、抵抗変化層23、上部電極層24およびキャップ膜25が順に積層された構造となる。
その後、図4−2(c)に示されるように、柱状に加工されたメモリセルパターン間を埋め、キャップ膜25の上面よりも高くなるように第2の層間絶縁膜20を堆積する。ここでは、たとえばプラズマCVD法によって形成されるHDP−USG(High density Plasma−Undoped Silicate Glasses)膜を第2の層間絶縁膜20として堆積する。そして、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法などの方法によって、キャップ膜25の上面が露出するまで第2の層間絶縁膜20の上面を平坦化する。ここで、キャップ膜25を形成せずに平坦化を行った場合には、第2の層間絶縁膜20の上面の後退とともに、上部電極層24や抵抗変化層23をCMP処理してしまう可能性がある。上部電極層24や抵抗変化層23をCMP処理してしまうと、特性が変化してしまう可能性があり、好ましくない。そこで、上部電極層24上にキャップ膜25を形成することによって、上部電極層24がCMP処理されてしまうことを防ぎ、特性の劣化を防止している。
ついで、図4−3に示されるように、キャップ膜25と第2の層間絶縁膜20上に、図示しない第3の層間絶縁膜を形成し、上面を平坦化させる。その後、レジスト材料を第3の層間絶縁膜上に塗布し、リソグラフィ技術によって、メモリセルパターンの形成位置上で第2の配線31(ビット線BL)と対応した開口形状となるようにマスクを形成する。その後、このマスクを用いてキャップ膜25が露出するまで第3の層間絶縁膜をRIE法などでエッチングして、第2の配線形成用の溝を形成し、Wなどのメタル材料を埋め込んで、Y方向に延在する第2の配線31(ビット線BL)を形成する。以上によって、1層目のメモリ層が形成される。
なお、この後、図4−4に示されるように、上記の工程を必要回数だけ繰り返し行って、互いに直交する上下の配線間にメモリセルが挟持された構造を多層化してもよい。図4−4では、2層形成した場合を示している。2層目のメモリ層は、第2の配線31(ビット線BL)上に、整流層41、下部電極層42、抵抗変化層43、上部電極層44およびキャップ膜45が、柱状のメモリセルパターンに加工され、各メモリセルパターン間に第4の層間絶縁膜40が埋め込まれている。また、第4の層間絶縁膜40上には、第5の層間絶縁膜50が形成され、第5の層間絶縁膜50にはダマシン法によって、第3の配線51(ワード線WL)がX方向に延在するように埋め込まれて形成される。
2層目のメモリ層の場合には、上層が第3の配線51(ワード線WL)となるので、ビット線BLからワード線WL方向に電流が流れるように整流層41が形成される。すなわち、整流層41は、第2の配線31上に、P型アモルファスシリコン膜413A、I型アモルファスシリコン膜412AおよびN型アモルファスシリコン膜411Aが順に積層された構造を有する。また、整流層41の電流を流す向きが1層目のメモリ層とは異なるので、2層目の下部電極層42は陽極となり、窒素リッチな金属窒化膜によって構成され、上部電極層44は陰極となり、金属膜または金属リッチな金属窒化膜によって構成される。以上によって、2層目のメモリ層が形成される。さらに、多層構造を形成する場合には、上記した手順と同様の手順で、奇数層目のメモリ層は、上記の1層目のメモリ層と同様の構造を有し、偶数層目のメモリ層は、上記の2層目のメモリ層と同様の構造を有するように形成すればよい。このようにして、上下に隣接するメモリ層間で、ビット線またはワード線が共有された構造となる。
そして、熱処理を行い、アモルファスシリコン膜211A〜213A,411A〜413Aで形成された整流層21を結晶化させるとともに活性化させる。以上によって、不揮発性記憶装置が得られる。
なお、上述した説明では、第1の配線11上に、整流層21と抵抗変化層23がこの順で積層される場合を示したが、第1の配線11上に抵抗変化層23と整流層21の順に積層されるようにしてもよい。さらに、整流層としてPIN接合構造の半導体層を用いる場合を示したが、PN接合構造やショットキー接合構造などのダイオードを用いてもよいし、MIM(Metal-Insulator-Meta)構造やSIS(Silicon-Insulator-Silicon)構造などを用いてもよい。
また、不揮発性記憶装置の製造方法は、上記したものに限られるものではない。たとえば、第1の配線層、第1の整流層、第1の下部電極層、第1の抵抗変化層、第1の上部電極層および第1のキャップ膜を形成した後、第1のキャップ膜から第1の配線層までを第1の方向に延在するラインアンドスペースパターン状に加工する。ついで、加工した構造物間に層間絶縁膜を埋め込み、第1のキャップ膜が露出した状態の層間絶縁膜上に第2の配線層、第2の整流層、第2の下部電極層、第2の抵抗変化層、第2の上部電極層および第2のキャップ膜を形成し、第2のキャップ膜から第1の整流層までを、第1の方向に直交する第2の方向に延在するラインアンドスペースパターン状に加工し、加工した構造物間に層間絶縁膜を埋め込む。このような処理を複数回行い、最後は、下層のキャップ膜が露出した層間絶縁膜上に配線層を形成し、下層に形成したラインアンドスペースパターンとは異なる方向のラインアンドスペース状に直下の配線層の上に形成される整流層までを加工し、加工した構造物間に層間絶縁膜を埋め込む。これによって、互いに直交する上下の配線層の交差位置に整流層、下部電極層、抵抗変化層、上部電極層およびキャップ膜が柱状に加工された抵抗変化型メモリセルが挟持された構造の不揮発性記憶装置を得ることができる。
第1の実施の形態では、抵抗変化素子VRの電流の流れる下流側の電極(陰極)に金属膜または金属リッチな金属窒化膜を用い、上流側の電極(陽極)に窒素リッチな金属窒化膜を用いた。これによって、抵抗変化層RWを低抵抗化するセット処理時に、陽極付近では酸素が抜けやすく、陰極では陰極側から供給される酸素が陰極を構成する金属元素によって捕らえられるので、セット処理後に陰極から供給される酸素によって高抵抗化してしまう虞を除去することができる。つまり、各メモリセルMCでスイッチング動作が不良となることを防止することができる。その結果、メモリセルアレイ中のすべてのメモリセルMCの数に対するスイッチングしないメモリセルMCの割合であるスイッチ確率を低下させるとともに、抵抗変化素子VRの耐性を改善することができるという効果を有する。
(第2の実施の形態)
図5は、第2の実施の形態による不揮発性記憶装置の構造の一例を模式的に示す断面図である。第2の実施の形態では、第1の実施の形態の図2と比較して、抵抗変化素子VRの陰極としての下部電極層BEが省略された構造となっている。また、ここでは、整流素子Dは、ポリシリコンによって構成されており、抵抗変化層RWは、Hf,Zr,Ni,Co,Al,Mn,Ti,TaおよびWの群から選択される少なくとも1つの金属元素を含む酸化膜によって構成されている。なお、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略している。
整流素子Dを構成するSiは、抵抗変化層RWを構成する金属元素よりも電気陰性度が大きいので、セット処理時に整流素子D側から供給される酸素が、整流素子Dを構成するSiと結びつくようになる。つまり、整流素子Dが、第1の実施の形態の陰極(下部電極層BE)を構成する金属膜または金属リッチな金属窒化膜と同様の働きをするので、このような構造においては、陰極(下部電極層BE)を省略することができる。
なお、このような不揮発性記憶装置も、第1の実施の形態で説明した製造方法と同様の方法で製造することができる。
第2の実施の形態によれば、抵抗変化層RWを構成する金属元素よりも電気陰性度の大きい元素のSiによって整流素子Dを構成したので、セット処理時に整流素子D側から抵抗変化層RWに供給される酸素が整流素子Dで捕まえられ、抵抗変化層RWに酸素が供給されてしまい、低抵抗化したフィラメントが再び高抵抗化されることを防ぐことができる。また、整流素子Dが抵抗変化素子VRの陰極と同等の働きを有するので、陰極を省略することができ、不揮発性記憶装置の構造が簡略化するという効果も有する。
10,20,40,50…層間絶縁膜、11…第1の配線、21,41…整流層、22,42…下部電極層、23,43…抵抗変化層、24,44…上部電極層、25,45…キャップ膜、31…第2の配線、51…第3の配線、211A,411A…N型アモルファスシリコン膜、212A,412A…I型アモルファスシリコン膜、213A,413A…P型アモルファスシリコン膜、BE…下部電極層、BL…ビット線、D…整流素子、DI…I型ポリシリコン膜、DN…N型ポリシリコン膜、DP…P型ポリシリコン膜、F…フィラメント、MC…メモリセル、RW…抵抗変化層、TE…上部電極層、VR…抵抗変化素子、WL…ワード線。

Claims (5)

  1. 第1の電極と、金属酸化膜からなる不揮発性記憶層と、第2の電極とが積層された不揮発性記憶素子を有し、前記第1の電極側から前記第2の電極側に電流が流れる不揮発性記憶装置において、
    前記第1の電極は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して窒素が多く含まれ、
    前記第2の電極は、金属材料によって構成されることを特徴とする不揮発性記憶装置。
  2. 第1の電極と、金属酸化膜からなる不揮発性記憶層と、第2の電極とが積層された不揮発性記憶素子を有し、前記第1の電極側から前記第2の電極側に電流が流れる不揮発性記憶装置において、
    前記第1の電極は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して窒素が多く含まれ、
    前記第2の電極は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して金属元素が多く含まれることを特徴とする不揮発性記憶装置。
  3. 前記第1の電極側から前記第2の電極側に電流を流す整流素子が、前記不揮発性記憶素子に直列に接続されることを特徴とする請求項1または2に記載の不揮発性記憶装置。
  4. 整流素子と、
    前記整流素子での電流が流れる方向に対して上流側に、前記整流素子に接して設けられる金属酸化膜からなる不揮発性記憶層と、前記不揮発性記憶層の前記整流素子とは対向する側に設けられる電極層と、を有する不揮発性記憶素子と、
    を備える不揮発性記憶装置であって、
    前記電極層は、金属窒化物材料によって構成されるとともに、該金属窒化物材料の化学量論比に比して窒素が多く含まれ、
    前記整流素子は、前記金属酸化膜中の金属元素よりも電気陰性度の大きい元素からなる半導体材料によって構成されることを特徴とする不揮発性記憶装置。
  5. 前記金属窒化物材料は、Ti,TaおよびWの群から選択される少なくとも1つの金属の窒化物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の不揮発性記憶装置。
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