[发明专利]非易失性存储元件及其制造方法、以及非易失性存储装置

权利要求书

1.一种非易失性存储元件，具备：

第一电极，形成在基板上；

层间绝缘层，形成在上述第一电极上，设有到达上述第一电极的存储单元孔；

阻挡层，形成在上述存储单元孔内，由与上述第一电极连接的半导体层或绝缘体层构成；

第二电极，形成在上述存储单元孔内，与上述阻挡层连接；

电阻变化层，形成在上述第二电极上，具有第一氧化物层与含氧率比该第一氧化物层高的第二氧化物层的层叠构造；以及

第三电极，形成在上述层间绝缘层上，并且与上述电阻变化层连接；

基于施加在上述第二电极与上述第三电极之间的电信号，上述电阻变化层变化为不同的电阻状态；

上述阻挡层与上述第一电极及上述第二电极的至少一方肖特基接合。

2.如权利要求1所述的非易失性存储元件，

上述阻挡层形成在上述存储单元孔的至少底部整面上。

3.如权利要求2所述的非易失性存储元件，

上述阻挡层还形成在上述存储单元孔的侧壁的至少一部分上。

4.如权利要求1～3中任一项所述的非易失性存储元件，

上述电阻变化层具有钽或铪的氧化物。

5.如权利要求1～4中任一项所述的非易失性存储元件，

上述电阻变化层的至少一部分形成在上述存储单元孔内。

6.如权利要求5所述的非易失性存储元件，

上述第一氧化物层形成在上述存储单元孔内。

7.如权利要求6所述的非易失性存储元件，

上述第二氧化物层形成在上述存储单元孔外。

8.如权利要求1～7中任一项所述的非易失性存储元件，

上述第一氧化物层由具有用TaO_x表示的组成的钽氧化物构成，其中，0.8≤x≤1.9；

上述第二氧化物层由具有用TaO_y表示的组成的钽氧化物构成，其中，2.1≤y。

9.如权利要求1～8中任一项所述的非易失性存储元件，

上述半导体层是氮化硅层。

10.如权利要求1～9中任一项所述的非易失性存储元件，

上述第二电极由氮化钽或钨构成。

11.如权利要求1～10中任一项所述的非易失性存储元件，

上述存储单元孔贯通上述层间绝缘层而形成至上述第一电极内。

12.如权利要求1～11中任一项所述的非易失性存储元件，

上述第三电极形成在上述存储单元孔外。

13.一种非易失性存储装置，具备权利要求1～12中任一项所述的非易失性存储元件，具备：

多个第一电极布线，相互平行地形成在上述基板上；

多个第二电极布线，在上述多个第一电极布线的上方，在与上述基板的主面平行的面内相互平行且与上述多个第一电极布线立体交叉地形成；以及

多个上述非易失性存储元件，与上述多个第一电极布线和上述多个第二电极布线的立体交叉点对应地设置。

14.一种非易失性存储元件的制造方法，该非易失性存储元件的电阻变化层基于施加在第二电极与第三电极之间的电信号而变化为不同的电阻状态，上述第二电极和第三电极配置在电阻变化层的上下，上述制造方法包括：

在基板上形成第一电极的工序；

在包括上述第一电极的上述基板上形成层间绝缘层的工序；

在上述层间绝缘层中形成到达上述第一电极的存储单元孔的工序；

在上述存储单元孔内形成由与上述第一电极连接的半导体层或绝缘体层构成的阻挡层的工序；

在上述存储单元孔内埋入形成与上述阻挡层连接的上述第二电极的工序；

在上述第二电极上形成上述电阻变化层的工序，上述电阻变化层具有第一氧化物层与含氧率比该第一氧化物层高的第二氧化物层的层叠构造；以及

在上述层间绝缘层上，以覆盖上述存储单元孔的方式形成与上述电阻变化层连接的上述第三电极的工序。

15.如权利要求14所述的非易失性存储元件的制造方法，

在形成上述阻挡层的工序中，在上述存储单元孔的底部以及侧壁的至少一部分上形成上述阻挡层。

16.如权利要求14或15所述的非易失性存储元件的制造方法，

在形成上述电阻变化层的工序中，在上述存储单元孔内埋入形成上述电阻变化层。