本发明专利技术提供非易失性存储元件和具有其的非易失性存储装置，能够减小初始击穿所需的电脉冲的电压，并且能够降低非易失性存储元件的电阻值的偏差。其具有：第一电极（103）；第二电极（105）；和电阻变化层（104），其介于第一电极（103）与第二电极（105）之间，基于在第一电极（103）与第二电极（105）之间提供的电信号，电阻值可逆地变化，电阻变化层（104）具有：与第一电极（103）接触，包含缺氧型的过渡金属氧化物的第一区域（106）；和与第二电极（105）接触，包含比所述第一区域（106）的缺氧度小的过渡金属氧化物的第二区域（107）。第二电极（105）由铱和具有比铱低的杨氏模量的至少一种贵金属的合金构成，铱的含有率为50atm%以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过电压脉冲的施加，电阻值发生变化的电阻变化型的非易失性半导体存储元件和具有其的非易失性存储装置。
技术介绍
近年来，伴随数字技术的发展，便携型信息设备和信息家电等的电子设备进一步高功能化。因此，电阻变化元件的大容量化、写入电力的降低、写入/读出时间的高速化和长寿命化的要求提高。对于这些要求,可以说在使用现有的浮置栅极(floating gate)的闪存(flashmemory)的精细化方面有所限制。另一方面，在将电阻变化层作为存储部的材料使用的电阻变化元件(电阻变化型存储器)的情况下，由于能够以具有电阻变化元件的简单的结构的存储元件构成，所以能够期待进一步的精细化、高速化和低消耗电力化。 在将电阻变化材料作为存储部使用的情况下，例如，通过电脉冲的输入等，使其电阻值从高电阻向低电阻变化，或者从低电阻向高电阻变化。在这种情况下，必须将低电阻和高电阻的2值明确地区别，且高速稳定地在低电阻与高电阻之间变化，将这2值非易失性地保持。以这样的存储器特性的稳定和存储元件的精细化为目的，一直以来提出了各种提案。作为这样的提案之一，在专利文献I中公开有具有2个电极和夹着这些电极的电阻变化层，电极的一方由钼(Pt)等的贵金属材料形成的非易失性存储元件。该非易失性存储元件通过由作为易于引起电阻变化的电极材料的钼和不易引起电阻变化的电极材料(例如钨等)夹着电阻变化层，能够在电阻变化层的意图的一个电极侧(高浓度层侧)引发电阻变化能够使其稳定地工作。先行技术文献专利文献专利文献I :国际公开W02009/050833号
技术实现思路
专利技术的内容专利技术要解决的课题但是，上述的现有的非易失性存储元件中，存在以下的问题。首先，作为电阻变化层使用缺氧型的钽氧化物层等的过渡金属氧化物的情况下，通过由氧含有率高的层(高浓度层)和氧含有率低的层(低浓度层)的层叠结构构成电阻变化层，能够得到稳定的工作。在此，所谓缺氧型的金属氧化物是指，含氧量比具有化学计量学组成(stoichiometric composition)的金属氧化物少的金属氧化物,上述钽氧化物的情况下，当以TaOx表示该组成时，由于具有化学计量学组成(stoichiometry)的钽氧化物为Ta02.5(即Ta2O5),所以缺氧型的钽氧化物的x的值成为0 < x < 2. 5。x的范围根据金属具有的价数的值而不同。通常，具有化学计量学组成(stoichiometry)的金属氧化物显示绝缘性，缺氧型的金属氧化物显示半导体的特性。在电阻变化层由这样的高浓度层(高电阻层)和低浓度层(低电阻层)的层叠结构构成的情况下，最初施加电信号时的初始的电阻值比通常的电阻变化时的高电阻状态的电阻值高，维持这样的状态，即使赋予电信号电阻也不变化。为了得到电阻变化特性，需要对初始状态的电阻变化层施加电脉冲，在高电阻层内形成电脉冲(使高电阻层击穿(breakdown))。这样的处理称为初始击穿。该电脉冲的电压(初始击穿电压)比作为存储器为了使电阻变化层从低电阻状态向高电阻状态、或者从高电阻状态向低电阻状态变化所需的电脉冲的电压高，所以存在需要用于产生这样的高电压的特别的电路的问题。通过使电阻变化层的高浓度层的膜厚薄，能够使初始击穿所需要的电脉冲的电压降低，但是从可靠性的观点来看，并不希望电阻变化层的高浓度层的膜厚变薄。另外，为了产生稳定的电阻变化现象，优选将钼等易于产生电阻变化的电极材料配置在高电阻层一侧，但是钼的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion)高(8.8X10-6 (°C ―1))，杨氏模量(Young’s modulus)也低(152 X IO9 (N/m2))。根据这些物理 特性，钼由于热、机械性的应力而易于产生塑性变形，也易于产生突起(hillock)。当在电极产生突起时，易于产生向电极的电阻变化层的迁移，电极材料侵入到高浓度层侧，电阻变化层的高浓度层的有效的膜厚减少。因此，电阻变化层的电阻值容易变得偏差。另外，关于具有与钼同样的物理特性的钯也容易产生突起，所以认为电阻值容易产生偏差。本专利技术鉴于上述的问题而完成，其目的在于提供一种能够减小初始击穿所需要的电脉冲的电压，并且能够降低非易失性存储元件的电阻值的偏差的非易失性存储元件和具有其的非易失性存储装置。用于解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术的一个方面(aspect)的非易失性存储元件具有第一电极；第二电极；和电阻变化层，其介于上述第一电极与上述第二电极之间，基于在上述第一电极与上述第二电极之间提供的电信号，电阻值可逆地变化，上述电阻变化层具有与上述第一电极接触，包含缺氧型的过渡金属氧化物的第一区域；和与上述第二电极接触，包含缺氧度比上述第一区域的缺氧度小的过渡金属氧化物的第二区域，上述第二电极由铱和具有比铱低的杨氏模量的至少一种贵金属的合金构成(comprise),铱的含有率为50atm%以上。上述合金可以为能够减小上述电阻变化层的初始击穿所需的电脉冲的电压，并且能够降低非易失性存储元件的电阻值的偏差的合金。也可以上述第一电极由铱和钼的合金构成，钼的含有率为20atm%以上50atm%以下。也可以上述第一电极由铱和钯的合金构成，钯的含有率为20atm%以上50atm%以下。 也可以上述电阻变化层为由构成电阻变化层的过渡金属氧化物的氧浓度不同的多个层构成的层叠结构。另外，本专利技术的另一方面(aspect)的非易失性存储装置，具有存储器阵列，该存储器阵列具备在半导体基板上相互平行地形成的多个第一配线；在上述多个第一配线的上方在与上述半导体基板的主面平行的面内以相互平行且与上述多个第一配线立体交叉的方式形成的多个第二配线；和与上述多个第一配线和上述多个第二配线的立体交叉点对应设置的非易失性存储元件，上述非易失性存储元件的各个具有第一电极；第二电极；和电阻变化层，其介于上述第一电极与上述第二电极之间，基于在上述第一电极与上述第二电极之间提供的电信号，电阻值可逆地变化，上述电阻变化层具有与上述第一电极接触，包含缺氧型的过渡金属氧化物的第一区域；和与上述第二电极接触，包含缺氧度比上述第一区域的缺氧度小的缺氧型的过渡金属氧化物的第二区域，上述第二电极由铱和具有比铱低的杨氏模量的至少一种贵金属的合金构成(comprise),铱的含有率为50atm%以上。另外，本专利技术的其它方面(aspect)的非易失性存储装置，具有在半导体基板上相互平行地形成的多个第一配线；在上述多个第一配线的上方在与上述半导体基板的主面平行的面内以相互平行且与上述多个第一配线立体交叉的方式形成的多个第二配线；与上述多个第一配线和上述多个第二配线的任一方平行地排列，并相互平行地形成的多个第三配线；与上述第一配线和上述第二配线的立体交叉点分别对应设置的多个晶体管；和与上述晶体管一对一设置的多个非易失性存储元件，上述非易失性存储元件的各个具有第一电极；第二电极；和电阻变化层，其介于上述第一电极与上述第二电极之间，基于在上述第一配线与上述第三配线之间提供的、且经由对应地设置的上述晶体管在上述第一电极与上述第二电极之间提供的电信号，电阻值可逆地变化，上述非易失性存储元件的、上述第一电极和上述第二电极的任一方，与对应的上述晶体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：米田慎一，三河巧，早川幸夫，二宫健生，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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