0可W不必包含在第一电阻变化层62A中。 然而，当0用在含有B的层中时，提高了在低电流下的写入保持性能。
[0086] 作为构成第二电阻变化层62B的元素，可W使用在上述实施方案中所述的添加元 素。更具体地，可W使用Hf、C、Si、Mg、化、C、Mg、Cu、Ni、Zr和Gd等，并且第二电阻变化层 62B含有该些添加元素的单质、氧化物或氮化物。
[0087] 如上所述，即使电阻变化层62具有含有B和0的第一电阻变化层62AW及含有添 加元素的第二电阻变化层62B的层叠构造，也可W获得与上述实施方案中相似的效果。需 要指出的是，电阻变化层62在该种情况下具有双层构造；然而，电阻变化层62不限于此，并 且可W具有S层W上的多层构造。在构成电阻变化层62的任意层中可W仅需要包含至少 B、0和上述添加元素。
[008引 （3.第二实施方案）
[0089] 图5示出了根据本公开第二实施方案的存储元件4的断面构成。该种存储元件4 与上述第一实施方案一样，按顺序包括下部电极10、含有离子源层的存储层70和上部电极 30。本实施方案与第一实施方案的不同之处在于，构成存储层70的离子源层71和电阻变 化层72分别由同种金属元素的硫族化合物和氧化物形成。
[0090] 离子源层71包含一种或两种W上能够被阴离子化的可移动元素和一种或两种W 上能够被阳离子化的可移动元素，并且在该种情况下设置成与上部电极30接触。作为待阳 离子化的可移动元素，可移动元素包括上述第一实施方案中所述的过渡金属元素，具体为 元素周期表中的第4族金属元素（Ti、Zr和Hf)、第5族金属元素（V、Nb和化）W及第6族 金属元素（化、Mo和W)。作为待阴离子化的可移动元素，与能够被阳离子化的可移动元素 一样，可W使用第一实施方案中所述的元素。具体地，使用元素周期表中的第16族元素，更 具体地，使用诸如Te、S和Se等硫族元素。
[0091] 另外，与第一实施方案一样，氧（0)或氮（脚可W用于离子源层71。通过含有0或 N提高了离子源层71的电阻值，从而提高了中间电阻值的可控性。另外，只要不损害本公开 的效果，那么离子源层71就可W包含上述元素之外的元素，例如，Mn、CoJe、镶（Ni)、销Pt 和Si等。
[0092] 电阻变化层72包含与包含在离子源层71中的金属元素（包含在元素周期表的第 4~6族的过渡金属元素）同类的金属元素W及0,并且在该种情况下设置成与下部电极10 接触。如上所述，当在下部电极10和上部电极30之间施加预定电压时，电阻变化层72的 电阻值会发生变化。因此，通过利用同类过渡金属元素形成离子源层71和电阻变化层72， 即使通过电阻变化层72和离子源层71之间的电压偏置产生过渡金属离子的移动，缺陷移 动或氧化状态的变化也会变得相当。换句话说，只要使用同类过渡金属，那么就不存在不同 金属之间平衡电位的差别；因此，对保持特性是有利的。另外，包含在元素周期表的第4~ 6族的过渡金属元素具有诸如+4~+6的化合价等大的化合价。因此，比化学计量组成的化 合价小的化合价也容易稳定化，并且产生的缺陷容易稳定化。因而，通过在元素周期表中的 第4~6族过渡金属元素的氧化物和硫族化合物之间形成界面降低了随机电报噪声（RTN)。
[0093] 作为形成电阻变化层72的材料，只要不损害本公开的效果，那么就可W包含上述 包含在元素周期表的第4~6族中的过渡金属元素W及0之外的添加元素。添加元素的例 子可W包括W、Hf、C、Si、Mg、Ta、C、Mg、Ni、化和Gd等。另外，除了上述元素之外还可W含 有N。电阻变化层22中的N与0的作用类似。需要指出的是，电阻变化层72用的添加元素 可W优选是不大大改变（降低）离子源层的电阻的元素。因此，希望可W避免通过电压施 加而具有高的移动性的化和A1等。
[0094] 例如，与第一实施方案一样，初始电阻值可W仅需要达到约几MQ至约几百GQ的 元件电阻，并且虽然电阻变化层72的膜厚的最佳值取决于元件尺寸和离子源层21的电阻 值变化，但是例如，电阻变化层72的膜厚可W优选为约1~lOnm。
[0095] 如上所述，在一般的存储元件中，例如，当高电阻的初始状态下的下部电极侧偏向 负压（-)时，电阻变化层通过电压施加产生氧缺陷并且形成传导路径W降低电阻变化层的 电阻。另外，可W通过当在写入时向下部电极侧施加偏压时控制偏压或者通过控制限流电 阻或驱动MOS晶体管的栅极电压来调节中间电阻值（写入电导值）。因此，不仅实现了二进 制存储，而且实现了多值存储。
[0096] 然而，当向电阻变化层中引入氧缺陷W进行写入时，在离子源层仅由金属元素形 成的情况下，在电阻变化层中形成的氧缺陷重复地产生和消失。该是因为由于位于与电阻 变化层接触的位置的离子源层的相对介电常数低而导致氧缺陷周围的电荷偏差难W稳定 存在；因此，每次读出写入数据时都会产生电阻变动，即，随机电报噪声。
[0097] 另一方面，在本实施方案中，相对介电常数高的硫族元素用于位于与电阻变化层 72接触的位置的离子源层71。另外，同种金属元素，更具体为元素周期表中的第4~6族 过渡金属元素用于离子源层71和电阻变化层72。因此，可W使在写入时形成的氧缺陷周围 的电荷偏差稳定化。
[009引如上所述，在本实施方案的存储元件4中，相对介电常数高的硫族元素用于离子 源层71，并且元素周期表中的第4~6族过渡金属元素用于离子源层71和电阻变化层72。 因此，可W使在写入时形成的氧缺陷周围的电荷偏差稳定化，从而降低随机电报噪声。因 而，可W设置其中能够进行多值记录的存储装置。
[0099] (4.变形例 2)
[0100] 图6示出了根据上述第二实施方案的变形例的存储元件5的断面构成。在本变形 例中的存储元件5与上述变形例1 一样，与第二实施方案的不同之处在于，构成存储层80 的电阻变化层82具有层叠构造。
[0101] 存储层80与第二实施方案一样，具有从上部电极30侧按顺序层叠有离子源层81 和电阻变化层22的构成。在该种情况下，离子源层81包含在电阻变化层82中形成传导路 径的可移动元素，并且离子源层81的构成材料与上述离子源层71的相似。
[0102] 如上所述，电阻变化层82具有层叠构造，并且由含有元素周期表中的第4~6族 过渡金属元素和0的第一电阻变化层82AW及含有另一种元素的氧化物、氮化物或氧氮化 物的第二电阻变化层82B构成。如图6所示，第一电阻变化层82A和第二电阻变化层82B 的层叠顺序可W优选设定为使含有元素周期表中的第4~6族过渡金属元素的第一电阻变 化层82A位于与离子源层81接触的位置。因此，提高了写入时在第一电阻变化层82A中形 成的氧缺陷的稳定性。
[0103] 除了上述元素周期表中的第4~6族过渡金属元素之外，构成第一电阻变化层82A 的元素还可W优选含有氧（0)。需要指出的是，在第二电阻变化层82B含有0的情况下，第 一电阻变化层82A可W不必含有0。在第二电阻变化层82B含有0的情况下，包含在第一 电阻变化层82A中的元素周期表中的第4~6族过渡金属元素被氧化W在第一电阻变化层 82A中形成过渡金属氧化物。
[0104] 构成第二电阻变化层82B的元素可W优选是即使在金属状态下也具有高电阻值 的元素，该元素的例子可W包括棚炬）和娃（Si),并且例如，B和Si可W优选W氧化棚、氧 化娃和碳化棚氧化物等的形式使用。另外，与第二实施方案一样，希望可W避免通过电压施 加而具有局的移动性的化和A1等。
[01化]如上所述，即使电阻变化层82具有含有元素周期表中的第4~6族过渡金属元素 和0的第一电阻变化层82AW及含有另一种元素的氧化物的第二电阻变化层的层叠构造， 也可W获得与上述第二实施方案中相似的效果。需要指出的是，电阻变化层82在该种情况 下具有双层构造；然而，电阻变化层82不限于此，并且可W具有S层W上的多层构造。可W 仅需要使含有元素周期表中的第4~6族过渡金属元素和0的层位于与含有硫族元素和元 素周期表中的第4~6族过渡金属元素的离子源层81接触的位置。
[0106] (5.实施例）
[0107] 下面说明本公开的具体例子。需要指出的是，实验1~7是关于第一实施方案和 变形例1的实施例，实验8是关于第二实施方案和变形例2的实施例。