电阻变化型元件和电阻变化型存储装置的制作方法

专利名称：电阻变化型元件和电阻变化型存储装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电阻变化型元件和电阻变化型存储装置。更详细地说， 涉及电阻根据施加的电压脉冲变化的电阻变化型元件和利用它的电阻 变化型存储装置。
背景技术：
随着电子设备的数字技术的发展，为了保存图像等数据，非易失 性电阻变化型元件的大容量化、写入电力的降低、写入/读出时间的高 速化、和长寿命化的要求越来越高。相对于这样的要求，使用现有的
浮置栅(floating gate)的FLASH存储器的微细化存在极限。
作为存在能够应对上述要求的可能性的第一现有技术，提出了使 用钙铁矿材料(例如，Pr(h)CaxMn03[PCMO]、 LaSrMn03[LSMO]、 GdBaCoxOY[GBCO]等)的非易失性电阻变化型元件(专利文献1)。该 技术在,丐铁矿材料上施加规定的电压脉冲(持续时间短的波状的电压) 使其电阻值增大或减少，使数据与变化的电阻值相对应，由此存储数 据。
用于使存储器阵列大容量化的一个方法是叠层多个存储器阵列。 为了叠层存储器阵列，有望通过交叉点(crosspoint)结构构成存储器 阵列。在交叉点结构的存储器阵列中，必须防止邻接的存储器阵列间 的串扰(漏电流)。为了防止串扰，在各存储器单元中与存储元件串联 地配置二极管是有效的。在以极性不同的电压脉冲切换电阻值的情况 下，在任一个方向中均需要流过电流，需要双向电流限制元件(施加 电压的绝对值不到临界电压时电阻值大，施加电压的绝缘值在临界电 压以上时电阻值极小的元件例如，变阻器Uaristor))。双向电流限 制元件的结构复杂，此外，即使使用双向电流限制元件，由于与电阻 变化型元件的电阻值的关系等也存在难以设计的问题。
作为能够以相同极性的电压脉冲切换电阻值的第二现有技术，存 在利用以下特性的非易失性电阻变化型元件通过在过渡金属氧化物(NiO、 V20、 ZnO、 Nb2Os、 Ti02、 W03、或CoO)的膜上施加上述 电压脉冲，该过渡金属氧化膜的电阻值发生变化(参照专利文献2)。 使用过渡金属氧化物膜的电阻变化型元件中，能够实现叠层交叉点型 存储器阵列的结构，其中，该交叉点型存储器阵列使用二极管。
作为第三现有技术，提出有以下述方式构成的电阻变化元件以 电极夹着具有钙铁矿结构的材料，且写入时的电压脉冲全部为相同极 性(被单极性驱动)(专利文献3、专利文献4)。
作为第四现有技术，提出有以下述方式构成的电阻变化元件以
电极夹着具有尖晶石(spinel)结构的材料层，用于实现高电阻的电脉 冲的极性和实现低电阻的电脉冲的极性不同(被双极驱动)(专利文献 5)。
但是，在上述第一现有技术、上述第三现有技术中，动作的稳定 性和再现性不充分。具有(Pro.7Ca。.3Mn03)这样的钙铁矿结构的氧化 物结晶，为了其结晶化通常需要65(TC 85(TC的高温，因此，当导入 半导体制造工艺中时，存在其他的材料劣化的问题。
为了构成交叉点型存储器阵列，能够使用二极管进行写入这令人 满意。为了利用二极管，优选具有写入时的电压脉冲全部为相同极性 (能够单极驱动)的特性。但是，具有该特性的电阻变化型元件仅已 知数种，希望能够开发出具有同样的特性的其它的电阻变化型元件。
专利文献l:美国专利第6204139号说明书
专利文献2:日本特开2004 — 363604号公报
专利文献3:日本特开2004—204348号公报
专利文献4:日本特开2004 — 241396号公报
专利文献5:日本特开2004 — 080259号公报

发明内容
本发明的目的在于提供能够在低温下制造，并且具有写入时的电 压脉冲全部为相同极性(能够单极(unipolar)驱动)的特性的新的电 阻变化型元件和使用它的电阻变化型存储装置。
本发明者们对用于电阻变化型元件的电阻变化层的材料进行了努 力的研究。结果发现，如果使用在Fe304中混有作为杂质的Zn的材料，则能够进行单极驱动。关于该结构，已知制造温度低(例如30(TC以下)。 在上述第二现有技术中，为了使得电阻变化层稳定地表示规定的 电阻值，需要在制造(层形成)之后施加高电压的被称为"成形
(forming)"的动作。如果对每个元件进行成形，则存在具有非常多元 件的电阻变化型存储装置等的制造需要较长时间的问题。在本发明中， 对是否需要成形进行研究的结果是，发现，如果适当调整Zn混合率， 则能够不需要成形。
艮P，本发明的电阻变化型元件包括第一电极；第二电极；以及 配置在上述第一电极与上述第二电极之间的与上述第一电极和上述第 二电极电连接的电阻变化层，其中，上述电阻变化层包含具有以
(ZnxFei—x) Fe204的化学式表示的尖晶石结构的材料，并且具有下述特 性通过在上述第一电极与上述第二电极之间施加具有第一电压的第 一电压脉冲，上述第一电极与上述第二电极之间的电阻下降；通过在 上述第一电极与上述第二电极之间施加具有极性与上述第一电压相同 的第二电压的第二电压脉冲，上述第一电极与上述第二电极之间的电 阻上升。
关于该结构，能够提供能够在低温下制造，并且具有写入时的电 压脉冲全部为相同极性(能够单极驱动)的特性的新的电阻变化型元 件。
上述电阻变化型元件也可以是通过下述动作存储信息的单极驱动 用的电阻变化型元件通过在上述第一电极与上述第二电极之间施加
具有第一电压的第一电压脉冲，使上述第一电极与上述第二电极之间
的电阻下降；通过在上述第一电极与上述第二电极之间施加具有极性 与上述第一电压相同的第二电压的第二电压脉冲，使上述第--电极与 上述第二电极之间的电阻上升。
关于该结构，能够使用能够在低温下制造，并且具有写入时的电 压脉冲全部为相同极性(能够单极驱动)的特性的新的电阻变化型元 件，实现利用单极驱动的存储动作。
在上述电阻变化型元件中也可以是，上述第一电压脉冲的脉冲宽 度是第一脉冲宽度，上述第二电压脉冲的脉冲宽度是第二脉冲宽度， 相比于上述第--脉冲宽度，上述第二脉冲宽度更长。
8利用上述结构，能够可靠地执行向高电阻状态的写入。 在上述电阻变化型元件中，X可以是0.65以上1以下。 利用该结构，能够提供能够在低温下制造，并且可靠地具有写入
时的电压脉冲全部为相同极性(能够单极驱动)的特性的新的电阻变
化型元件。
在上述电阻变化型元件中，X可以是0.65以上0.85以下。
利用该结构，在制造能够在低温下制造，并且可靠地具有写入时 的电压脉冲全部为相同极性(能够单极驱动)的特性的新的电阻变化 型元件时，不需要成形。
在上述电阻变化型元件中，也可以设置电连接在上述第一电极或 上述第二电极上的整流元件。在上述电阻变化型元件中，上述整流元 件也可以是二极管。
在该结构中，通过设置整流元件或二极管，能够将电阻变化型元 件应用于交叉点存储器。
在上述电阻变化型元件中，上述第一电极和上述第二电极中的至 少任一方可以是使用选自Ag、 Au、 Pt、 Ru、 Ru02、 Ir、 Ir02、 TiO、 TiN、 TiAlN、 Ta、 TaN中的一种或多种材料构成的电极。
利用该结构，能够提供能够稳定动作的电阻变化型元件。
在上述电阻变化型元件中，上述电阻变化层的厚度可以是200nm 以下。
利用该结构，在图案化工艺中使用光刻法的情况下，容易加工， 能够令用于使电阻变化型元件的电阻值变化的电压脉冲的电压值较 低。
此外，本发明的电阻变化型存储装置包括上述电阻变化型元件和 电压脉冲施加装置，其中，上述电压脉冲施加装置构成为，通过在上 述第一电极与上述第二电极之间施加规定的电压脉冲，与上述电阻值 的变化相对应地将数据存储在上述电阻变化型元件中。
利用该结构，通过电压脉冲施加装置的控制，能够使电阻变化型 元件存储数据。
在上述电阻变化型存储装置中，上述电压脉冲施加装置也可以构
成为通过在上述第一电极与上述第二电极之间施加具有第一电压的第一电压脉冲，使上述电阻变化型元件向低电阻状态变化；通过在上 述第一电极与上述第二电极之间施加具有极性与上述第一电压相同的 第二电压的第二电压脉冲，使上述电阻变化型元件向高电阻状态变化， 由此，与上述电阻变化型元件的电阻状态相对应地存储数据。
在上述结构中，通过电压脉冲施加装置的控制，能够使电阻变化 型元件存储二值数据。
此外，本发明的电阻变化型存储装置包括在各个存储器单元中 设置有上述电阻变化型元件的交叉点型的存储器阵列；以选择上述存 储器阵列的特定的存储器单元的方式构成的存储器单元选择装置；和 电压脉冲施加装置，其中，上述电压脉冲施加装置构成为通过在由 上述存储器单元选择装置选择的存储器单元的上述第一电极与上述第 二电极之间施加规定的电压脉冲，与上述电阻值的变化相对应地将数 据存储在上述电阻变化型元件中。
在上述结构中，能够实现交叉点型存储器阵列，能够容易地叠层 存储器阵列，提高集成度。
此外，本发明的电阻变化型存储装置包括存储器阵列，其包括 半导体基板，在上述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 相互平行且与上述多个第一配线立体交叉地形成的多个第二配线，以 及串联连接有上述电阻变化型元件和整流元件的存储器单元，而且， 该存储器阵列设置为，上述存储器单元与多个第一配线和上述多个第 二配线的各立体交叉点相对应地将上述第一配线和上述第二配线电连 接；以选择特定的第一配线的方式构成的第一-配线选择装置；以选择 特定的第一配线的方式构成的第二配线选择装置；和电压脉冲施加装 置，上述电压脉冲施加装置构成为通过在与由上述第一配线选择装
置选择的第一配线和由上述第二配线选择装置选择的第二配线连接的 存储器单元的上述第一电极与上述第二电极之间施加具有第一电压的
第一电压脉冲，使上述电阻变化型元件向低电阻状态变化；通过在与 由上述第一配线选择装置选择的第一配线和由上述第二配线选择装置 选择的第二配线连接的存储器单元的上述第一电极与上述第二电极之 间施加具有极性与上述第一电压相同的第二电压的第二电压脉冲，使上述电阻变化型元件向高电阻状态变化，由此，与上述电阻变化型元 件的电阻状态相对应地存储数据。
在该结构中，能够实现二值数据存储型的交叉点型存储器阵列， 能够容易地叠层存储器阵列，提高集成度。
此外，本发明的相对于电阻变化型元件的数据记录方法是，在上 述电阻变化型元件的第一电极与第二电极之间施加极性相同的两种电 压脉冲，使上述电阻变化型元件的电阻状态变化，根据上述电阻状态 的变化在上述电阻变化型元件中记录数据。
利用该结构，能够通过使用规定的电阻变化型元件的单极驱动进 行数据记录。
本发明的上述目的、其他目的、特征和优点，能够通过参照附图 的以下的优选的实施方式的详细说明变得明确。 发明的效果
本发明具有上述结构，达到以下效果。即，能够提供能够在低温 下制造，并且具有写入时的电压脉冲全部为相同极性(能够单极驱动) 的特性的新的电阻变化型元件和使用它的电阻变化型存储装置。


图1是表示本发明的第一实施方式的电阻变化型元件的结构的一 个例子的示意图。
图2是表示使本发明的第一实施方式的电阻变化型元件动作的电 路的一个例子的图。
图3是表示在本发明的第一实施方式的电阻变化型元件中写入数 据时的动作的图。
图4是表示在本发明的第一实施方式的电阻变化型元件中写入数 据时的电阻值变化的图。
图5是表示读处已被写入本发明的第一实施方式的电阻变化型元 件中的数据时的动作的图。
图6是表示在本发明的第一实施方式的电阻变化型元件中，读出 时在电路中流动的电流与电阻变化型元件的电阻值的关系的图。
图7是表示相对于实施例1的电阻变化型元件施加电压脉冲时的电阻值变化的图。
图8是表示相对于实施例2的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。
图9是表示相对于实施例3的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。
图10是表示相对于在实施例3中得到的电阻变化型元件，反复进 行约1000次向低电阻状态的写入动作(电压脉冲十3V、 100ns)和 向高电阻状态的写入动作(电压脉冲十2V、 lms)时的电阻值变化 的图。
图11是表示相对于实施例4的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。
图12是表示相对于实施例5的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。
图13是表示相对于比较例1的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。
图14是表示本发明的第二实施方式的电阻变化型存储装置的 -个 结构例的框图。
符号说明
1基板
2下部电极
3电阻变化层
4上部电极
5电极
6电阻变化型元件
7整流元件
10电阻变化型元件
11第一端子
12第二端子
100电阻变化型存储装置 101存储器阵列 102地址缓存器103控制部
104行译码器 105字线驱动器 106列译码器 107位线驱动器 Wl、 W2、 W3字线 Bl、 B2、 B3位线
MCll、 MC12、 MC13、 MC21、 MC22、 MC23、 MC31、 MC32、 MC33存储器单元
具体实施例方式
以下，参照

本发明的优选的实施方式。 (第一实施方式) [结构]
图1是表示本发明的第一实施方式的电阻变化型元件的结构的一 个例子的示意图。
如图1所示，本实施方式的电阻变化型元件IO设置有基板1、在 基板1上形成的下部电极2 (第一电极)、在下部电极2上形成的电阻 变化层3、在电阻变化层3上形成的上部电极4 (第二电极)。下部电 极2和上部电极4分别与电阻变化层3电连接。另外，也可以是上部 电极4为第一电极、下部电极2为第二电极。
基板1例如由硅基板构成。
下部电极2和上部电极4能够使用例如选自Ag (银)、Au (金)、 Pt (钼)、Ru (钌)、Ru02 (氧化钌)、Ir (铱)、Ir02 (氧化铱)、TiO (氧 化钛)、TiN (氮化钛)、TiAlN (氮化钛铝)、Ta (钽)、TaN (氮化钽) 中的一种或多种材料而构成。这些材料即使在300。C左右的温度下也稳 定，适合于后述的电阻变化层3的成膜时的条件。
电阻变化层3由具有以(ZnxFe,.》Fe204的化学式表示的尖晶石结 构的材料构成。即，电阻变化层3的材料以Fe304 (四氧化三铁)为主 要成分，并且包含作为杂质的Zn (锌)。
优选X (作为杂质的Zn的比例)的值为0.65以上。X的数值范围
13的上限例如可以为1以下(X《l)，也可以是不足1 (X<1)。而且，
X的值优选为0.65以上0.85以下。在该结构(0.65《X《0.85的结构) 中，不需要成形(forming)。
电阻变化层3的厚度优选为1 u m以下。根据该结构，能够充分地 通过施加电压脉冲而使电阻变化型元件的电阻值变化。
电阻变化层3的厚度优选为200nm以下。根据该结构，在图案化 工艺中使用光刻法的情况下，加工容易，能够使得使电阻变化型元件 的电阻值变化的电压脉冲的电压值较低。
电阻变化层3的厚度优选至少为10nm以上。根据该结构，能够更 可靠地避免电压施加时的击穿(绝缘破坏)。
而且，从使得使电阻变化型元件的电阻值变化的电压脉冲的电压 值较低的观点出发，优选电阻变化层3的厚度较薄。
首先，在基板1上，通过溅射等，形成下部电极2 (厚度例如为 0.2 um)。准备ZnFe204的耙和Fe304的靶，通过溅射使各个靶同时放 电，在下部电极2上形成具有以(ZnxFei-x) Fe204的化学式表示的尖 晶石结构的电阻变化层3。进而，在电阻变化层3上，通过溅射等形成 J二部电极4 (厚度为例如0.2y m)，得到电阻变化型元件10。
下部电极2、上部电极4、电阻变化层3的大小和形状，能够通过
掩模和光刻法进行调整。
电阻变化层3的X的值，能够通过调整向各个靶施加的电压而容 易地进行调整。能够令基板温度为300。C。 [动作]
如图1所示，在使用电阻变化型元件10时，下部电极2和上部电 极4分别与电源5 (电压脉冲施加装置)的不同的端子电连接。电源5 是用于驱动电阻变化型元件10的电源。电源5构成为能够在下部电极 2与上述电极4之间施加规定的电压和时间宽度的电脉冲(电压脉冲)。 以下，电压脉冲的电压规定为以下部电极2为基准的上部电极4的电 位。
当通过电源5施加该电脉冲时，电阻变化层3的电阻值(电阻) 增加或减少。以下，在电阻变化层3的电阻值是较高的规定的值的情
14况下，称电阻变化型元件IO处于高电阻状态，在电阻变化层3的电阻 值是低于高电阻状态的规定的值的情况下，称电阻变化型元件10处于 低电阻状态。
例如，在高电阻状态下的电阻变化型元件IO上施加电压为第一电 压且脉冲宽度为第一脉冲宽度的电压脉冲(第一电压脉冲短脉冲) 的情况下，电阻变化型元件10向低电阻状态变化。即使在低电阻状态 下的电阻变化型元件IO上施加与第一电压脉冲极性相同的短脉冲，电 阻变化型元件10也保持低电阻状态不改变。
另一方面，在低电阻状态下的电阻变化型元件IO上施加电压为比 第一电压低的第二电压且脉冲宽度为比第一脉冲宽度长的第二脉冲宽 度的电压脉冲(第二电压脉冲长脉冲)的情况下，电阻变化型元件 10向高电阻状态变化。即使在高电阻状态下的电阻变化型元件10上施 加与第二电压脉冲极性相同的长脉冲，电阻变化型元件10也保持高电 阻状态不改变。
在本实施方式中，长脉冲与短脉冲的电压的极性能够相同(例如， 均为正的电压脉冲)。即，本实施方式的电阻变化型元件能够在单极型 的驱动中使用。本实施方式的电阻变化型元件10中，例如，能够令第
一电压为+3V、第一脉冲宽度为100ns、第二电压为+2V、第二脉冲 宽度为1ms。
在本实施方式中，使高电阻状态与"0"对应，使低电阻状态与"l" 对应，令电阻变化型元件10的初始状态处于高电阻状态("0")。而且， 何值为何种电阻状态、以及令何种电阻状态为初始状态是任意的。
图2是表示使本发明的第一实施方式的电阻变化型元件动作的电 路的一个例子的图。此处，电阻变化型元件IO用作存储器，进行l位 数据的处理(写入与读出)。图2的电路设置有电阻变化型元件10、第 一端子11和第二端子12。电阻变化型元件10的上部电极4与第一端 子11电连接，下部电极2与第二端子12电连接。
图3是表示将数据写入本发明的第一实施方式的电阻变化型元件 的情况下的动作的图。图4是表示在本发明的第一实施方式的电阻变 化型元件中写入数据时的电阻值变化的图。如图3所示，在写入时， 第二端子12接地(Ground: GND)，在第一端子11上施加电压脉冲。电压脉冲以下部电极2和接地点为基准而被规定。
当在第一端子ll上施加短脉冲时，如图4所示，电阻变化型元件
10的电阻值从高电阻状态的Rb向低电阻状态的Ra减少。另一方面， 当在第一端子11上施加长脉冲时，如图4所示，电阻变化型元件10 的电阻值从低电阻状态的Ra向高电阻状态的Rb增加。
在电阻变化型元件10中写入(记录)表示"1"的1位数据的情 况下，电阻变化型元件10向低电阻状态变化(包括原本是低电阻状态 而不改变的情况)。将该动作称为"向低电阻状态的写入"。在向低电 阻状态的写入中，图3的第二端子12接地，在第一端子11上施加写 入用的短脉冲。根据该动作，在电阻变化型元件IO上施加短脉冲，电 阻变化型元件10的电阻值成为低电阻状态的Ra。 g卩，在电压脉冲施加 前的电阻值为Rb的情况下，向Ra变化，在电压脉冲施加前的电阻值 为Ra的情况下则保持为Ra不变化。利用以上的方法，进行电阻变化 型元件10的向低电阻状态的写入。
在电阻变化型元件10中写入(记录)表示"0"的1位数据的情 况下，电阻变化型元件10向高电阻状态变化(包括原本是高电阻状态 而不改变的情况)。将该动作称为"向高电阻状态的写入"。在向高电 阻状态的写入中，图3的第二端子12接地，在第一端子11上施加写 入用的长脉冲。根据该动作，在电阻变化型元件IO上施加长脉冲，电 阻变化型元件10的电阻值成为高电阻状态的Rb。即，在电压脉冲施 加前的电阻值为Rb的情况下保持为Rb不变化，在电压脉冲施加前的 电阻值为Ra的情况下则向Rb变化。根据以上的方法，进行电阻变化 型元件10的向高电阻状态的写入。
图5是表示读出已被写入本发明的第一实施方式的电阻变化型元 件中的数据时的动作的图。图6是表示在本发明的第一实施方式的电 阻变化型元件中，在读出时流过电路的电流与电阻变化型元件的电阻 值的关系的图。如图5所示，在写入时，第二端子12接地(Grand: GND)，在第一端子11上施加读出电压。读出电压以下部电极2和接 地点为基准被规定。
当在第一端子11上施加读出电压时，与电阻变化型元件10的电 阻值相应的电流在电路中流动。即，如图6所示，在电阻变化型元件
1610的电阻值为低电阻状态的Ra时输出的电流值为Ia，在电阻变化型 元件10的电阻值为高电阻状态的Rb时输出的电流值为Ib。
在读出电阻变化型元件10的电阻状态的情况下，图5的第二端子 12接地，在第一端子11上施加读出电压。读出电压例如设定为+0.5V。 当在电阻变化型元件IO上施加读出电压时，流过电路的电流的大小是 与电阻变化型元件的电阻值相应的电流值。通过检测出在第一端子11 与第二端子12之间流过的电流的电流值，得到电阻变化型元件10的 电阻值。即，如果电流值为Ia，则电阻变化型元件10的电阻值是低电 阻状态的Ra，因此可知已写入电阻变化型元件10中的数据是"1"，如 果电流值是Ib，则电阻变化型元件10的电阻值是高电阻状态的Rb， 因此可知写入电阻变化型元件10的数据是"0"。根据以上的方法，进 行写入电阻变化型元件10中的数据的读出。
本实施方式的电阻变化型元件IO具有即使切断电源电阻值也不会 变化的非易失性。 [效果]
本实施方式的电阻变化型元件具有写入时的电压脉冲全部为相同 极性(能够单极驱动)的特性。如果能够进行单极驱动，则能够构成 使用单向型的二极管的交叉点型的存储器阵列。交叉点型的存储器阵 列容易叠层，能够提高集成度。
本实施方式的电阻变化型元件能够在30(TC左右的低温下进行制 造，因此与现有的半导体制造工艺(400°C 500°C)的亲和性高。
在本实施方式的电阻变化型元件中，通过进一步适当地调整Zn的 量，能够不需要成形。
本实施方式的电阻变化型元件中，电阻变化层不是非晶结构，而 是多结晶结构。从而，即使相比于现有的电阻变化型元件使用更长时 间，也能够维持作为存储器的可靠性(持久性好)。 [变形例]
第一电压、第一脉冲宽度、第二电压、第二脉冲宽度、读出电压 的值并不限定于上述的值。只要是适合实际制造的电阻变化型元件的 值，则可以是任意值。
在下部电极2与电阻变化层3之间以及电阻变化层3与上部电极4之间，也可以夹持其它的层。只要下部电极2与电阻变化层3电连接、 电阻变化层3与上部电极4电连接即可。
在上述说明中，说明了使ZnFe204和Fe304的靶材料同时放电进行 溅射，通过调整溅射时的各靶的投入电力，使(ZnxFe,-x) Fe204的化 学式的X的值变化的例子。但是，调整电阻变化层的成分的方法并不 限定于此。例如，如果使用以规定的比率混合有ZnFe204和Fe304的靶 进行溅射，就能够使(ZrixFe卜x) Fe204的化学式的X的值变化。
(实施例)
在硅基板上，以成为0.2 um的厚度的方式，通过溅射形成由Pt 构成的下部电极(大小为20umX20um)。准备ZnFe204和Fe304的 靶，通过溅射，使各个耙同时放电，使用掩模和光刻法(lithography), 在下部电极上形成具有以(ZrixFei-x) Fe204的化学式表示的尖晶石结 构的电阻变化层(大小为10umX10iim，面积100um2)。令形成电 阻变化层时的基板温度为30(TC。令下部电极与电阻变化层相接的部分 的大小为2"mX2um (面积4um2)。电阻变化层的厚度为100nm。 进而，在电阻变化层上，以成为0.2ym的厚度的方式，使用掩模和光 刻法，通过溅射形成由Pt构成的上部电极(大小为2umX2um)，得 到电阻变化型元件。上部电极与电阻变化层相接的部分的大小为2um X2nm (面积4um2)。
在实施例1中，调整施加在各个靶上的电压，使得构成电阻变化 层的(ZnxFe卜x) Fe204的X的值为0.65。 X的值通过组合RBS (卢瑟 福背散射Rutherford Backscattering)法和荧光X射线分析法这两种方 法进行检证。检证的结果是，X的值为0.65。
通过上述方法得到的电阻变化型元件与电源连接，交替地被施加 短脉冲(电压十3V，脉冲宽度100ns)和长脉冲(电压+2V，脉 冲宽度lms)。令上部电极的电位比下部电极高的电压为正的电压。
在每次施加电压脉冲时，测定电阻变化型元件的电阻值。在测定 时，以秒的程度施加+ 0.5V的电压。在该程度的电压下电阻变化型元 件的电阻值不会变化。根据被施加的电压(+0.5V)和流动的电流， 计算电阻变化型元件的电阻值。
18能够确认到，本实施例的电阻变化型元件具有即使切断电源电阻 值也不会变化的非易失性。
图7是表示相对于实施例1的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。如图所示，通过第一次的脉冲施加(短脉冲的施加)，
从高电阻状态(约160Q)变化为低电阻状态(约40Q)。通过第二次
的脉冲施加(长脉冲的施加)，从低电阻状态恢复至高电阻状态。之后， 通过两种电压脉冲(短脉冲与长脉冲)的施加，稳定地周期性地在低 电阻状态和高电阻状态之间变化。即，在实施例1中得到的电阻变化 型元件从第一次的脉冲施加开始即具有良好的存储器特性。从而可知， 实施例1的电阻变化型元件不需要成形，形成各层而得到的电阻变化 型元件能够以此状态用作存储器。
在实施例1的电阻变化型元件为低电阻状态时即使施加短脉冲， 电阻值也实质上不发生变化，保持低电阻状态。另一方面，该电阻变 化型元件在为高电阻状态时即使施加长脉冲，电阻值也实质上不发生 变化，保持高电阻状态。根据以上的结果可知，实施例1的电阻变化 型元件能够进行改写。
在实施例2中，除了参数不同，以与实施例1同样的方法形成电 阻变化型元件，进行写入和读出。
艮口，在实施例2中，调整施加在各个靶上的电压，使得构成电阻 变化层的(ZnxFe卜x) Fe204的X的值为0.75。 X的值通过组合RBS (卢瑟福背散射)法和荧光X射线分析法这两种方法进行检证。检证 的结果是，X的值为0.75。
能够确认到，本实施例的电阻变化型元件具有即使切断电源电阻 值也不变化的非易失性。
图8是表示相对于实施例2的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。如图所示，通过第一次的脉冲施加(短脉冲的施加)， 从高电阻状态(约320Q)变化为低电阻状态(约30Q)。通过第二次 的脉冲施加(长脉冲的施加)，从低电阻状态恢复至高电阻状态。之后， 通过两种电压脉冲(短脉冲与长脉冲)的施加，稳定地周期性地在低 电阻状态和高电阻状态之间变化。即，在实施例2中得到的电阻变化型元件从第一次的脉冲施加开始即具有良好的存储器特性。从而，实 施例2的电阻变化型元件不需要成形，形成各层而得到的电阻变化型 元件能够以此状态用作存储器。
在实施例2的电阻变化型元件为低电阻状态时即使施加短脉冲， 电阻值也实质上不发生变化，保持低电阻状态。另一方面，在该电阻 变化型元件为高电阻状态时即使施加长脉冲，电阻值也实质上不发生 变化，保持高电阻状态。根据以上的结果，可知实施例2的电阻变化 型元件能够进行改写。 [实施例3]
在实施例3中，除了参数不同，以与实施例1同样的方法形成电
阻变化型元件，进行写入和读出。
艮P，在实施例3中，调整施加在各个靶上的电压，使得构成电阻 变化层的(ZnxFe卜x) Fe204的X的值为0.85。 X的值通过组合RBS (卢瑟福背散射)法和荧光X射线分析法这两种方法进行检证。检证 的结果是，X的值为0.85。
能够确认到，本实施例的电阻变化型元件具有即使切断电源电阻 值也不变化的非易失性。
图9是表示相对于实施例3的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。如图所示，通过第一次的脉冲施加(短脉冲的施加)， 从高电阻状态(约500Q)变化为低电阻状态(约30Q)。通过第二次 的脉冲施加(长脉冲的施加)，从低电阻状态恢复至高电阻状态。之后， 通过两种电压脉冲(短脉冲与长脉冲)的施加，稳定地周期性地在低 电阻状态和高电阻状态之间迁移。S卩，在实施例3中得到的电阻变化 型元件从第一次的脉冲施加开始即具有良好的存储器特性。从而可知， 实施例3的电阻变化型元件不需要成形，形成各层而得到的电阻变化 型元件能够以此状态作为存储器使用。
在实施例3的电阻变化型元件处于低电阻状态时即使施加短脉冲， 电阻值也实质上不发生变化，保持低电阻状态。另一方面，在该电阻 变化型元件为高电阻状态时即使施加长脉冲，电阻值也实质上不发生 变化，保持高电阻状态。根据以上的结果，可知实施例3的电阻变化 型元件能够进行改写。[实施例4]
在实施例4中，使用在实施例3中得到的X=0.85的电阻变化型元
件，检证持久特性(动作的稳定性)。
图10是表示相对于在实施例3中得到的电阻变化型元件，反复进 行约IOOO次向低电阻状态的写入动作(电压+3V;脉冲宽度100ns)
和向高电阻状态的写入动作(电压+2V;脉冲宽度lms)时的电
阻值变化的图。如图所示，可知即使写入反复进行iooo次以上，电阻
变化型元件也稳定地周期性地在低电阻状态和高电阻状态之间变化。
此外，可知从实验的开始(图9)到最后(图IO)，低电阻状态下的电 阻值与高电阻状态下的电阻值几乎没有变化。从而，可知在实施例3
得到的电阻变化型元件表现出良好的持久特性。
在实施例5中，除了参数不同和进行成形以外，以与实施例1同
样的方法形成电阻变化型元件，进行写入和读出。
艮口，在实施例5中，调整施加在各个靶上的电压，使得构成电阻 变化层的(ZnxFe,-x) Fe204的X的值为0.90。 X的值通过组合RBS (卢瑟福背散射)法和荧光X射线分析法这两种方法进行检证。检证 的结果是，X的值为0.90。
能够确认到，本实施例的电阻变化型元件具有即使切断电源电阻 值也不会变化的非易失性。
在实施例5中得到的电阻变化型元件，通过进行成形(施加+ 5V、 100ns的电压)，表现出作为电阻变化型元件的特性。
图11是表示相对于实施例5的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。如图所示，在成形后，通过第一次的脉冲施加(短 脉冲的施加)，从高电阻状态(约2400Q)变化为低电阻状态(约30 Q)。通过第二次的脉冲施加(长脉冲的施加)，从低电阻状态恢复至 高电阻状态。之后，通过两种电压脉冲(短脉冲与长脉冲)的施加， 稳定地周期性地在低电阻状态和高电阻状态之间变化。
在实施例5的电阻变化型元件为低电阻状态时即使施加短脉冲， 电阻值也实质上不发生变化，保持低电阻状态。另一方面，在该电阻 变化型元件为高电阻状态时即使施加长脉冲，其电阻值也实质上不发生变化，保持高电阻状态。根据以上的结果，可知实施例5的电阻变 化型元件能够进行改写。 [实施例6]
在实施例6中，除了参数不同和进行成形以外，以与实施例1大
致同样的方法形成电阻变化型元件，进行写入和读出。
在实施例6中，以使得构成电阻变化层的(ZnxFe,-x) Fe204的X 的值成为1.0的方式，通过仅使用ZnFe204的靶的溅射形成电极。X的 值通过组合RBS (卢瑟福背散射)法和荧光X射线分析法这两种方法 进行检证。检证的结果是，X的值为l.O。
能够确认到，本实施例的电阻变化型元件具有即使切断电源电阻 值也不会变化的非易失性。
在实施例5中得到的电阻变化型元件，通过进行成形(施加+ 7V、 100ns的电压)，表现出作为电阻变化型元件的特性。
图12是表示相对于实施例6的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。如图所示，在成形后，通过第一次的脉冲施加(短 脉冲的施加)，从高电阻状态(约6500Q)变化为低电阻状态(约20 Q)。通过第二次的脉冲施加(长脉冲的施加)，从低电阻状态恢复至 高电阻状态。之后，通过两种电压脉冲(短脉冲与长脉冲)的施加， 稳定地周期性地在低电阻状态和高电阻状态之间变化。
在实施例6的电阻变化型元件为低电阻状态时即使施加短脉冲， 电阻值也实质上不发生变化，保持低电阻状态。另一方面，在该电阻 变化型元件为高电阻状态时即使施加长脉冲，其电阻值也实质上不发 生变化，保持高电阻状态。根据以上的结果，可知实施例6的电阻变 化型元件能够进行改写。 [比较例1 ]
在比较例1中，除了参数不同，以与实施例1同样的方法形成电 阻变化型元件，进行写入和读出。
艮P，在比较例1中，调整施加在各个靶上的电压，使得构成电阻 变化层的(ZnxFe卜x) Fe204的X的值为0.60。 X的值通过组合RBS (卢瑟福背散射)法和荧光X射线分析法这两种方法进行检证。检证 的结果是，X的值为0.60。
22图13是表示相对于比较例1的电阻变化型元件施加电压脉冲时的 电阻值变化的图。如图所示，在X-0.60时，当第一次施加电压脉冲(十
3V、 100ns)时电阻值下降。但是，在之后进一步施加电压脉冲(+2V、 lms)，电阻值几乎没有变化，未显示存储器特性。即使改变施加的电 压脉冲的大小、脉冲宽度，也看不到电阻值的变化。 [考察]
根据上述实施例可知，通过利用(ZnxFe卜x) Fe204的X的值被调 整为0.65以上、1以下的材料制造电阻变化层，能够得到能够在低温 下制造，并且能够单极驱动的电阻变化型元件。
进一步，根据实施例1 实施例3可知，通过利用(ZnxFe卜x)Fe204 的X的值被调整为0.65以上、0.85以下的材料制造电阻变化层，不需 要成形。
(第二实施方式)
在本实施方式中，作为在第一实施方式中叙述的电阻变化型元件 的应用例，说明组装有该电阻变化型元件的电阻变化型存储器装置100 (交叉点型存储装置)的结构和动作。交叉点型存储器装置是指在字 线与位线的交点(立体交叉点)处设置有有源层的方式的存储器装置。 [电阻变化型存储装置100的结构]
图14是表示本发明的第二实施方式的电阻变化型存储装置的一个 结构例的框图。
电阻变化型存储装置100包括存储器阵列101、地址缓存器102、 控制部103 (电压脉冲施加装置)、行译码器104、字线驱动器105 (字 线驱动部)、列译码器106、和位线驱动器107 (位线驱动部)。
如图14所示，存储器阵列101包括在半导体基板之上以沿第一 方向延伸的方式相互平行地形成的多个字线Wl、 W2、 W3、……(第 一配线)；和在这些多个字线Wl、 W2、 W3、……的上方，在与该半 导体基板的主面平行的面内沿第二方向延伸且相互平行地、而且与多 个字线W1、W2、W3、 立体交叉地形成的多个位线B1、B2、B3、……
(第二配线)。
此外，与这些多个字线W1、 W2、 W3、……和多个位线B1、 B2、 B3、……的立体交叉点相对应地设置有设置为矩阵状的多个存储器单
23元MCll、 MC12、 MC13、 MC21、 MC22、 MC23、 MC31、 MC32、 MC33、……(以下表示为"存储器单元MCll、 MC12、……")。各
个存储器单元MC具有串联连接的电阻变化型元件6和整流元件7(例 如二极管)，电阻变化型元件6与位线B1、 B2、 B3、……连接，整流 元件7与字线W1、 W2、 W3、……连接。电阻变化型元件6各自为本 发明的电阻变化型元件，例如能够使用第一实施方式的电阻变化型元 件10。
地址缓存器102从外部电路(未图示)接收地址信号ADDRESS, 根据该地址信号ADDRESS向行译码器104输出行地址信号ROW,并 且向列译码器106输出列地址信号COLUMN。地址信号ADDRESS是 表示从存储器单元MCll、 MC12、……中选择的存储器单元的地址的 信号。行地址信号ROW是表示由地址信号ADDRESS所表示的地址 中的行的地址的信号，列地址信号COLUMN是表示由地址信号 ADDRESS所表示的地址中的列的地址的信号。
控制部103根据从外部电路接收的模式选择信号MODE,选择写 入模式(根据Din的值，择一地选择向低电阻状态的写入模式或向高 电阻状态的写入模式)或读出模式中的任一种模式。
控制部103，在写入模式下，按照从外部电路接收的输入数据Din， 将向低电阻状态的写入电压脉冲或者向高电阻状态的写入电压脉冲输 出至字线驱动器105。
控制部103，在读出模式下，将读出(再现)电压施加信号输出至 字线驱动器105。控制部103，在读出模式下，进一步，接收从字线驱
动器105输出的信号IREAD，向外部电路输出表示与该信号lKEAD相应的 位(bit)值的输出数据D0Ut。其中，该信号IREAD是表示在为读出模式
时流过字线W1、 W2、 W3、……的电流的电流值的信号。
行译码器104接收从地址缓存器102输出的行地址信号ROW,根
据该行地址位号ROW，选择字线W1、 W2、 W3、……中的任一个。 字线驱动器105根据行译码器104的输出信号，在通过行译码器
104选择出的字线上施加从控制部103输入的电压。
列译码器106从地址缓存器102接收列地址信号COLUMN,根据
该列地址位号COLUMN,选择位线B1、 B2、 B3、 中的任一个。
24位线驱动器107根据列译码器106的输出信号，使通过列译码器
106选择出的位线为接地状态。
在本实施方式中，通过地址缓存器102、行译码器104、和字线驱 动器105构成第一配线选择装置。此外，通过地址缓存器102、列译码 器106、位线驱动器107构成第二配线选择装置。此外，通过地址缓存 器102、行译码器104、字线驱动器105、列译码器106、位线驱动器 107构成存储器单元选择装置。 [动作]
接着，参照附图，说明本实施方式的交叉点型存储器的向高电阻 状态的写入动作、向低电阻状态的写入动作和读出(再现)动作的各 动作例。另外，因为位线和字线的选择、施加电压脉冲的方法等能够 利用己知的方法，所以省略详细的说明。以下，以对存储器单元MC22 进行写入和读出的情况为例进行说明。 [向低电阻状态的写入动作]
在向存储器单元MC22写入(存储)表示"1"的1位数据的情况 下，通过位线驱动器107使位线B2接地，通过字线驱动器105使字线 W2与控制部103电连接。然后，通过控制部103在字线W2上施加写 入用的短脉冲。短脉冲的电压值例如设定为+3V，脉冲宽度例如设定 为画ns。
通过以上的动作，在存储器单元MC22的电阻变化型元件6上施 加短脉冲，因此，存储器单元MC22的电阻变化型元件6是与"1"对 应的低电阻状态。
在向存储器单元MC22写入(存储)表示"0"的1位数据的情况 下，通过位线驱动器107使位线B2接地，通过字线驱动器105使字线 W2与控制部103电连接。然后，通过控制部103在字线W2上施加写 入用的长脉冲。长脉冲的电压值例如设定为+2V，脉冲宽度例如设定 为lms。
通过以上的动作，在存储器单元MC22的电阻变化型元件6上施 加长脉冲，因此，存储器单元MC22的电阻变化型元件6成为与"0" 对应的高电阻状态。[读出动作]
在读出已被写入存储器单元MC22中的数据的情况下，通过位线 驱动器107使位线B2接地，通过字线驱动器105使字线W2与控制部 103电连接。然后，通过控制部103，在字线W2上施加读出电压。读 出电压的电压值例如设定为"+0.5V"。当在存储器单元MC22上施加 读出电压时，具有与存储器单元MC22的电阻变化型元件6的电阻值 相应的电流值的电流在位线B2与字线W2之间流动。
控制部103通过字线驱动器105，检测在位线B2与字线W2之间 流动的电流的大小，根据电流和读出电压检测存储器单元MC22的电 阻状态。
如果存储器单元MC22的电阻变化型元件6的电阻值是高电阻的 "Rb"，则可知存储器单元MC22为"O"的状态。如果存储器单元MC22 的电阻变化型元件6的电阻值是低电阻的"Ra"，则可知电阻变化型元 件6为"1"的状态。
通过以上的动作，已被写入存储器单元MC22中的数据被读出。 [变形例]
在上述的说明中，采用了一层型的交叉点型存储器装置，但也可 以叠层存储器阵列而构成多层型的交叉点型存储器装置。此外，电阻 变化型元件6和整流元件7也可以相互替换。即，也可以是字线与电 阻变化型元件6连接，位线与整流元件7连接。位线或字线也可以兼 用作电阻变化型元件的电极。
在上述的说明中，假设电阻变化型元件能够改写的情况而进行了 说明，在如果进行改写则难以正常动作等的情况下，可以在写入前读 出电阻变化型元件的电阻状态，选择是否施加写改用脉冲，也可以在 写入前使作为写入对象的各个电阻变化型元件的电阻状态一致为初始 状态，之后再重新对必要的电阻变化型元件进行写入。 [效果]
根据以上的说明能够明确，本实施方式的电阻变化型存储装置ioo 能够在低温下制造，并且在存储器单元中设置有能够单极驱动的电阻 变化型元件，构成为交叉点型存储器装置。从而，能够以简单的结构 实现高集成化和大容量化。特别是，在构成为多层型的交叉点型存储器装置的情况下，能够容易地实现存储器的大容量化。
本实施方式的电阻变化型存储装置100中，与电阻变化型元件串
联地配置有二极管，因此，在写入和读出的过程中，不向邻接的电阻
变化型元件(存储器单元)发生漏电流、串扰。
根据上述说明，本领域的技术人员能够了解本发明的很多改良和
其它的实施方式。从而，上述说明仅应该被解释为例示，是以向本领
域的技术人员说明实施本发明的最佳方式为目的而提供的。能够在不
脱离本发明的宗旨的范围内对其结构和/或功能的详细内容进行实质性
的变更。
产业上的可利用性
本发明的电阻变化型元件和电阻变化型存储装置作为能够在低温下制造、并且具有写入时的电压脉冲全部为相同极性(能够单极驱动)的特性的新的电阻变化型元件和使用它的电阻变化型存储装置是有用的。
2权利要求
1. 一种电阻变化型元件，其特征在于，包括第一电极；第二电极；和配置在所述第一电极与所述第二电极之间并与所述第一电极和所述第二电极电连接的电阻变化层，其中所述电阻变化层包含具有以(ZnxFe1-x)Fe2O4的化学式表示的尖晶石结构的材料，该电阻变化型元件具有下述特性通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有第一电压的第一电压脉冲，所述第一电极与所述第二电极之间的电阻下降；通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有极性与所述第一电压相同的第二电压的第二电压脉冲，所述第一电极与所述第二电极之间的电阻上升。
2. 如权利要求l所述的电阻变化型元件，其特征在于 该电阻变化型元件是通过下述方式存储信息的单极驱动用的电阻变化型元件通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有第一电压的第一电压脉冲，使所述第一电极与所述第二电极之间的电阻下降；通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有极性与所述第 一电压相同的第二电压的第二电压脉冲，使所述第一电极与所述第二 电极之间的电阻上升。
3. 如权利要求l所述的电阻变化型元件，其特征在于所述第一电压脉冲的脉冲宽度是第一脉冲宽度，所述第二电压脉 冲的脉冲宽度是第二脉冲宽度，所述第二脉冲宽度长于所述第一脉冲 宽度。
4. 如权利要求l所述的电阻变化型元件，其特征在于X为0.65以上1以下。
5. 如权利要求1所述的电阻变化型元件，其特征在于X为0.65以上0.85以下。
6. 如权利要求l所述的电阻变化型元件，其特征在于，设置有 与所述第一 电极或所述第二电极电连接的整流元件。
7. 如权利要求5所述的电阻变化型元件，其特征在于所述整流元件是二极管。
8. 如权利要求l所述的电阻变化型元件，其特征在于.-所述第一电极和所述第二电极中的至少任一方是使用选自Ag、Au、 Pt、 Ru、 Ru02、 Ir、 Ir02、 TiO、 TiN、 TiAlN、 Ta、 TaN中的一种 或多种材料构成的电极。
9. 如权利要求l所述的电阻变化型元件，其特征在于 所述电阻变化层的厚度为200nm以下。
10. —种电阻变化型存储装置，其特征在于，包括 权利要求l所述的电阻变化型元件；和 电压脉冲施加装置，其中所述电压脉冲施加装置构成为通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加规定的电压脉冲，与所述电阻值的变化相对应地将数据 存储在所述存储变化型元件中。
11. 如权利要求9所述的电阻变化型存储装置，其特征在于 所述电压脉冲施加装置构成为通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有第一电压的第一电压脉冲，使所述电阻变化型元件 向低电阻状态变化；通过在所述第一电极与所述第二电极之间施加具有极性与所述第一电压相同的第二电压的第二电压脉冲，使所述电阻 变化型元件向高电阻状态变化，由此，与所述电阻变化型元件的电阻 状态相对应地存储数据。3
12. —种电阻变化型存储装置，其特征在于，包括 在各个存储器单元中设置有权利要求1所述的电阻变化型元件的交叉点型的存储器阵列；以选择所述存储器阵列的特定的存储器单元的方式构成的存储器 单元选择装置；和电压脉冲施加装置，其中所述电压脉冲施加装置构成为通过在由所述存储器单元选择装 置选择的存储器单元的所述第一电极与所述第二电极之间施加规定的 电压脉冲，与所述电阻值的变化相对应地将数据存储在所述电阻变化 型元件中。
13. —种电阻变化型存储装置，其特征在于，包括 存储器阵列，其包括半导体基板，在所述半导体基板上相互平行地形成的多个第一配线，在所述多个第一配线的上方，在与所述半 导体基板的主面平行的面内相互平行且与所述多个第一配线立体交叉 地形成的多个第二配线，以及串联连接有权利要求1所述的电阻变化 型元件和整流元件的存储器单元，而且，该存储器阵列设置为，所述 存储器单元与多个第一配线和所述多个第二配线的立体交叉点的各个相对应地将所述第一配线和所述第二配线电连接；以选择特定的第一配线的方式构成的第一配线选择装置；以选择特定的第一配线的方式构成的第二配线选择装置；和电压脉冲施加装置，其中所述电压脉冲施加装置构成为通过在与由所述第一配线选择装置选择的第一配线和由所述第二配线选择装置选择的第二配线连接的 存储器单元的所述第一电极和所述第二电极之间施加具有第一电压的第一电压脉冲，使所述电阻变化型元件向低电阻状态变化；通过在与由所述第一配线选择装置选择的第一配线和由所述第二配线选择装置 选择的第二配线连接的存储器单元的所述第一电极和所述第二电极之 间施加具有极性与所述第一电压相同的第二电压的第二电压脉冲，使 所述电阻变化型元件向高电阻状态变化，由此，与所述电阻变化型元 件的电阻状态相对应地存储数据。件的电阻状态相对应地存储数据。
14. 一种电阻变化型元件的数据记录方法，其特征在于 在权利要求1的电阻变化型元件的第一电极与第二电极之间施加 极性相同的两种电压脉冲，使所述电阻变化型元件的电阻状态变化， 根据所述电阻状态的变化在所述电阻变化型元件中记录数据。
全文摘要
本发明提供电阻变化型元件和使用它的电阻变化型存储装置，电阻变化型元件(10)包括第一电极；第二电极；以及配置在第一电极(2)与第二电极(4)之间并与第一电极(2)和第二电极(4)电连接的电阻变化层(3)，其中，电阻变化层(3)包含具有以(Zn_xFe_1-x)Fe₂O₄的化学式表示的尖晶石结构的材料，并且该电阻变化型元件(10)具有下述特性通过在第一电极(2)与第二电极(4)之间施加第一电压脉冲，第一电极(2)与第二电极(4)之间的电阻上升；通过在第一电极(2)与第二电极(4)之间施加极性与第一电压脉冲相同的第二电压脉冲，第一电极(2)与第二电极(4)之间的电阻下降。
文档编号H01L45/00GK101501851SQ20078002961
公开日2009年8月5日 申请日期2007年12月20日 优先权日2006年12月28日
发明者小佐野浩一, 村冈俊作, 藤井觉 申请人:松下电器产业株式会社