JP5502803B2 - 不揮発性抵抗変化素子 - Google Patents
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Description
以下に、図1を用いて本実施形態の抵抗変化素子の構造により、信頼性よく整流性を発現するメカニズムについて記述する。
[1]不揮発性抵抗変化素子の構造
図9に、第1実施形態に係る不揮発性抵抗変化素子の構造を示す。
次に、第1実施形態の不揮発性抵抗変化素子の製造方法について説明する。
図6(b)は、第1実施形態に係る抵抗変化素子のスイッチング特性および整流特性を示す。
第2実施形態の不揮発性抵抗変化素子は、整流機能層4と抵抗変化層3との間に拡散層防止層を備える。
図12に第2実施形態に係る不揮発性抵抗変化素子の構造を示す。
このような構造を有する第2実施形態では、整流機能層4と抵抗変化層3との間に拡散防止層5が配置されているため、メモリ装置の形成中に受ける熱によって整流機能層4からAgが抵抗変化層3へ拡散することを防ぐことができる。これにより、整流機能層4としての機能の低下を防止することができる。この結果、抵抗変化素子ごとの整流機能層4の特性ばらつきを抑えることができ、動作信頼性の高いメモリ装置が実現できる。
第3実施形態の不揮発性抵抗変化素子は、下部電極2と整流機能層4との間に拡散層防止層を備える。
図13に第3実施形態に係る不揮発性抵抗変化素子の構造を示す。
このような構造を有する第3実施形態では、整流機能層4と下部電極2との間に拡散防止層5が配置されているため、メモリ装置の形成中に受ける熱によって整流機能層4からAgが下部電極2へ拡散することを防ぐことができる。これにより、整流機能層4としての機能の低下を防止することができる。この結果、抵抗変化素子ごとの整流機能層4の特性ばらつきを抑えることができ、動作信頼性の高いメモリ装置が実現できる。第3実施形態のその他の効果は、第1実施形態と同様である。
以上、実施形態を具体例に基づいて詳細に説明したが、本実施形態は前記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。例えば、第2実施形態に記載の拡散防止層5と第3実施形態に記載の拡散防止層5を同時に用いることも可能である。すなわち、上部電極1と下部電極2との間には、上部電極1側から順に抵抗変化層3、拡散防止層5、整流機能層4及び拡散防止層5が配置されていてもよい。
Claims (6)
- Ag,Ni,Co,Al,Zn,Ti,Cuのうち少なくともいずれかを含む第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極とに挟まれた抵抗変化層と、
前記第2電極と前記抵抗変化層との間に配置され、前記抵抗変化層を構成する元素と、Ag,Ni,Coのうち少なくともいずれかの元素とを含む第1の層とを具備し、
前記第1の層に含まれるAg,Ni,Coのうち少なくともいずれかの前記元素の濃度は、1×10 17 〜1×10 20 atoms/cm 3 であり、
前記第1電極と前記第2電極間に印加する電圧に応じて前記第1電極と前記第2電極間の電気抵抗が可逆的に変化することを特徴とする不揮発性抵抗変化素子。 - Ag,Ni,Co,Al,Zn,Ti,Cuのうち少なくともいずれかを含む第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極とに挟まれた抵抗変化層と、
前記第2電極と前記抵抗変化層との間に配置され、前記抵抗変化層を構成する元素と、Ag,Ni,Coのうち少なくともいずれかの元素とを含む第1の層とを具備し、
前記第1の層に含まれるAg,Ni,Coのうち少なくともいずれかの前記元素の濃度分布は、前記抵抗変化層と前記第2電極との間にピークを有し、
前記第1電極と前記第2電極間に印加する電圧に応じて前記第1電極と前記第2電極間の電気抵抗が可逆的に変化することを特徴とする不揮発性抵抗変化素子。 - Ag,Ni,Co,Al,Zn,Ti,Cuのうち少なくともいずれかを含む第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極とに挟まれた抵抗変化層と、
前記第2電極と前記抵抗変化層との間に配置され、前記抵抗変化層を構成する元素と、Ag,Ni,Coのうち少なくともいずれかの元素とを含む第1の層とを具備し、
前記抵抗変化層は、アモルファスシリコンもしくは多結晶シリコンのいずれかを含み、
前記第1電極と前記第2電極間に印加する電圧に応じて前記第1電極と前記第2電極間の電気抵抗が可逆的に変化することを特徴とする不揮発性抵抗変化素子。 - 前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、シリコン酸化膜,シリコン酸窒化膜,シリコン窒化膜のいずれかを含む第2の層をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の不揮発性抵抗変化素子。
- 前記第2の層は、前記抵抗変化層と前記第1の層との間に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の不揮発性抵抗変化素子。
- 前記第2電極は、不純物をドープしたシリコンを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の不揮発性抵抗変化素子。
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