特許
J-GLOBAL ID：201203090572461068
不揮発性半導体記憶装置
発明者：
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出願人/特許権者：
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代理人 (1件)：
政木 良文
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2010-148216
公開番号（公開出願番号）：特開2012-015211
出願日： 2010年06月29日
公開日（公表日）： 2012年01月19日
要約：
【課題】 整流性を兼ね備えた可変抵抗素子を備え、回り込み電流を抑えることのできる1R構造のクロスポイントメモリを実現する。【解決手段】 膜中の酸素濃度により抵抗が変化する金属酸化膜12からなる可変抵抗体と、可変抵抗体を挟持する第1の電極11および第2の電極13を備える不揮発性の可変抵抗素子1を用いて1R構造のメモリセルアレイを構成する。第1の電極11と可変抵抗体は、酸化物層11aと酸素濃度が化学量論的組成よりも低い金属酸化膜12の層(酸素欠乏層)12aからなる整流接合層15を介して整流性の接合をしている。電圧を印加することで第1電極11と金属酸化膜12の間で酸素が移動し、酸素空乏層12aの厚さが変化することで、金属酸化膜12の抵抗が変化するとともに整流性を示すことができる。当該酸素空乏層12aの膜厚は、可変抵抗素子1が十分な整流性を示すことができるだけの厚さに設定される。【選択図】 図6
請求項（抜粋）：
膜中の酸素濃度により抵抗が変化する金属酸化膜からなる可変抵抗体、前記可変抵抗体と接する絶縁膜、前記可変抵抗体と前記絶縁膜を介して接続する第1の電極、及び、前記絶縁膜を介さずに直接前記可変抵抗体と接続する第2の電極を有する不揮発性の可変抵抗素子を少なくとも行及び列方向にマトリクス状に配置してなるメモリセルアレイを備える不揮発性半導体記憶装置であって、
前記可変抵抗素子は、
前記可変抵抗体と前記第1の電極との界面の前記可変抵抗体側に、前記可変抵抗体である金属酸化膜の酸素濃度が化学量論的組成よりも低い酸素空乏層が形成され、
前記第1の電極と前記可変抵抗体の間の接続が前記絶縁膜を介した整流性接合であり、
前記第2の電極と前記可変抵抗体の間の接続がオーミック接合であり、
前記第1及び第2の電極の間に、絶対値が第1閾値以上の電圧を前記整流性接合の順方向に印加することで、前記絶縁膜と前記可変抵抗体との間で可逆的に酸素が移動し、前記酸素空乏層が狭まり、前記可変抵抗素子の抵抗特性が低抵抗状態に遷移し、
前記第1及び第2の電極の間に、絶対値が第2閾値以上の電圧を前記整流性接合の逆方向に印加することで、前記絶縁膜と前記可変抵抗体との間で可逆的に酸素が移動し、前記酸素空乏層が広がり、前記可変抵抗素子の抵抗特性が高抵抗状態に遷移し、
前記低抵抗状態の抵抗特性、及び、前記高抵抗状態の抵抗特性の夫々について、前記第1及び第2の電極の間に所定の電圧を印加した際に前記可変抵抗素子に流れる電流量が、当該電圧の印加方向が前記整流性接合の順方向で多く、前記整流性接合の逆方向で少ない非対称特性を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
IPC (4件)：
H01L 27/10
, G11C 13/00
, H01L 45/00
, H01L 49/00
H01L27/10 451
, G11C13/00 A
, H01L45/00 Z
, H01L49/00 Z
5F083FZ10
, 5F083GA10
, 5F083GA11
, 5F083JA36
, 5F083JA38
, 5F083JA39
, 5F083JA40
, 5F083JA56
, 5F083JA60
, 5F083PR33
, 5F083PR40
