JPWO2010073897A1 - 抵抗変化素子 - Google Patents
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Abstract
Description
安定した抵抗変化動作が得られないという問題がある。
はじめに、本発明の実施の形態1について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1における抵抗変化素子の一部構成例を模式的に示す断面図である。この抵抗変化素子は、下部電極(第1の電極)101、上部電極(第2の電極)103、および下部電極101と上部電極103とに挟まれた抵抗変化層102を備える。また、抵抗変化層102は、酸化ニッケル層(第1の層)121および非晶質の酸化タンタル(Ta2O5)層(第2の層)122を有し、酸化ニッケル層121は、下部電極101に接して形成されている。ここで、本実施の形態では、酸化ニッケル層121を用いるようにしたが、これに限るものではなく、タンタル以外の遷移金属の酸化物からなる層と酸化タンタル層122とから抵抗変化層102が形成されていればよい。以下、本実施の形態では、酸化ニッケル層121を用いる場合について説明する。
次に、本発明の実施の形態2について、図2を用いて説明する。本実施の形態においても、酸化ニッケルを用いる場合について説明する。図2は、本発明の実施の形態1における抵抗変化素子の一部構成例を模式的に示す断面図である。この抵抗変化素子は、下部電極(第1の電極)201、上部電極(第2の電極)203、および下部電極201と上部電極203とに挟まれた抵抗変化層202を備える。また、抵抗変化層202は、酸化ニッケル層(第1の層)221,非晶質の酸化タンタル(Ta2O5)層(第2の層)222,および酸化ニッケル層221と酸化タンタル層222とに挟まれた酸化チタン層(第3の層)223を備えている。また、酸化ニッケル層221は、下部電極201に接して形成されている。
また、試料素子2として、下部電極の上に、層厚2nmの酸化ニッケル層と層厚10nmの酸化タンタル層とを形成する。
また、試料素子3として、下部電極の上に、層厚6nmの酸化ニッケル層と層厚10nmの酸化タンタル層とを形成する。
また、試料素子4として、下部電極の上に、2nmの酸化ニッケル層と層厚3nmの酸化チタン層と層厚10nmの酸化タンタル層とを形成(積層)する。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態では、酸化ジルコニウム層と酸化タンタル層とから抵抗変化層を構成する場合について説明する。
一方、「Reset」においては、上部電極1718に負電圧を印加する。この「Reset」においては、制御トランジスタによる電流制限は行わず、上部電極1718と半導体基板1701(pウェル)との間で電流を流す。配線1711(ドレイン1705)とゲート電極1703とに正電圧を印加することでも、「Reset」が行える。
Claims (8)
- 第1の電極およびこの第1の電極の上に形成された抵抗変化層と、
この抵抗変化層の上に形成された第2の電極と
を少なくとも備え、
前記抵抗変化層は、タンタル以外の遷移金属の酸化物からなる第1の層および非晶質の酸化タンタルからなる第2の層を有し、
前記第1の層は前記第1の電極に接して形成されている
ことを特徴とする抵抗変化素子。 - 請求項1記載の抵抗変化素子において、
前記抵抗変化層は、前記第1の層および前記第2の層に挟まれ、酸化チタンからなる第3の層を有する
ことを特徴とする抵抗変化素子。 - 請求項2記載の抵抗変化素子において、
前記第3の層は、前記第2の層より薄く形成されている
ことを特徴とする抵抗変化素子。 - 請求項1記載の抵抗変化素子において、
前記第1の層は、前記第2の層より薄く形成されている
ことを特徴とする抵抗変化素子。 - 請求項1記載の抵抗変化素子において、
前記第2の層は、化学量論組成の酸化タンタルから構成されている
ことを特徴とする抵抗変化素子。 - 請求項1記載の抵抗変化素子において、
前記第1の層は、酸化ニッケルから構成されていることを特徴とする抵抗変化素子。 - 請求項1記載の抵抗変化素子において、
前記第1の層は、酸化ジルコニウムから構成されていることを特徴とする抵抗変化素子。 - 請求項1記載の抵抗変化素子において、
前記第2の層は、シリコンが添加されていることを特徴とする抵抗変化素子。
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