存储元件、其制造方法以及存储装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102856492A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102856492A(43)申请公布日2013.01.02(21)申请号201210210759.3(22)申请日2012.06.20(30)优先权数据2011-1461142011.06.30JP(71)申请人索尼公司地址日本东京(72)发明人大场和博水口彻也保田周一郎紫牟田雅之荒谷胜久(74)专利代理机构北京信慧永光知识产权代理有限责任公司11290代理人褚海英武玉琴(51)Int.Cl.H01L45/00(2006.01)H01L27/24(2006.01)G11C13/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1818页页附图附图77页(54)发明名称存储元件、其制造方法以及存储装置(57)摘要本发明涉及一种可降低发生膜分离与膜剥落的可能性的存储元件、其制造方法以及存储装置，所述存储元件依次包括第一电极、存储层和第二电极。所述存储层包括：电阻变化层，其包含氧化物，并且所述电阻变化层设置在第一电极侧；以及离子源层，其设置在第二电极侧并且具有两个以上单位离子源层的层叠结构，所述单位离子源层包括第一层和第二层，所述第一层包含硫族元素碲(Te)、硫(S)、硒(Se)中的一种以上以及在存储层中易于移动的易移动元素，并且具有从第一电极向第二电极的易移动元素的浓度分布，并且第二层包含在存储层中难以移动的难移动元素。CN10285649ACN102856492A权利要求书1/2页1.一种存储元件，其依次包括第一电极、存储层和第二电极，其中，所述存储层包括：电阻变化层，其包含氧化物，并且所述电阻变化层设置在所述第一电极侧；以及离子源层，其设置在所述第二电极侧并且具有两个以上单位离子源层的层叠结构，所述单位离子源层包括第一层和第二层，所述第一层包含硫族元素碲、硫、硒中的一种以上以及在所述存储层中易于移动的易移动元素，并具有从所述第一电极向所述第二电极的所述易移动元素的浓度分布，并且所述第二层包含在所述存储层中难以移动的难移动元素。2.如权利要求1所述的存储元件，其中，所述单位离子源层从所述第一电极侧依次包括所述第一层和所述第二层。3.如权利要求1所述的存储元件，其中，所述单位离子源层从所述第一电极侧依次包括所述第二层和所述第一层。4.如权利要求1所述的存储元件，其中，对于所述第一层中的所述易移动元素的浓度，与所述第二层的接合界面上的浓度相对地低于所述第一层的其余区域中的浓度。5.如权利要求1所述的存储元件，其中，所述易移动元素为可阳离子化的金属元素。6.如权利要求1所述的存储元件，其中，所述易移动元素为铝或铜。7.如权利要求1所述的存储元件，其中，所述难移动元素为周期表中的4族~6族的金属元素。8.如权利要求1所述的存储元件，其中，所述难移动元素为钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼或钨。9.如权利要求1所述的存储元件，其中，通过响应于对所述第一电极和所述第二电极所施加的电压而在所述电阻变化层中形成包含金属元素的低电阻部，从而发生电阻值的变化。10.如权利要求1所述的存储元件，其中，所述存储层在所述离子源层和所述电阻变化层之间包括中间层，并且所述中间层包含硫族元素碲、硫、硒中的一种以上。11.一种存储装置，其包括：多个如权利要求1～10之一所述的存储元件；以及脉冲施加部，其对所述存储元件选择性地施加电压脉冲或电流脉冲。12.一种存储元件的制造方法，该方法包括：在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成包含氧化物的电阻变化层；在所述电阻变化层上形成包括两个以上单位离子源层的离子源层，所述单位离子源层中的至少部分为硫族元素层、移动层和固定层依次层叠的结构，所述硫族元素层包含硫族元素碲、硫、硒中的一种以上，所述移动层包含在电解质中易于移动的一种以上易移动元素，所述固定层包含在所述电解质中难以移动的一种以上难移动元素；并且在所述离子源层上形成第二电极。13.如权利要求12所述的方法，其中，通过在形成所述第二电极后使所述易移动元素扩散，从而形成所述硫族元素层和移动层的混合层。14.如权利要求12所述的方法，其中，在形成所述电阻变化层后，形成包含硫族元素碲、硫、硒中的一种以上的中间层。15.如权利要求12所述的方法，其中，当所述离子源层的顶端为所述移动层时，在所述2CN102856492A权利要求书2/2页移动层上另外形成所述硫族元素层。16.如权利要求12所述的方法，其中，在所述硫族元素层、所述移动层和所述固定层中，至少包括两层以上所述硫族元素层，并且至少部分地包括所述硫族元素层、所述移动层和所述硫族元素层依次层叠的结构。3CN102856492A说明书1/18页存储元件、其制造方法以及存储装置[0001]相关申请的交叉引用[00