[发明专利]非易失性存储元件阵列及其制造方法

权利要求书

1.一种非易失性存储元件阵列，其具有多个非易失性存储元件，该非易失性存储元件阵列的特征在于：

各个非易失性存储元件包括：

形成在基板上的下部电极；

形成在所述下部电极的上方的上部电极；和

被所述下部电极和所述上部电极夹着的可变电阻膜，

所述可变电阻膜包括高电阻层和低电阻层，并具有电阻值通过在所述下部电极与所述上部电极之间施加电脉冲而增加或减少的特性，仅在所述上部电极的主面的一部分与所述上部电极连接，或仅在所述下部电极的主面的一部分与所述下部电极连接，

而且，非易失性存储元件还包括在基板上以覆盖下部电极的方式形成的第一层间绝缘膜，

在所述下部电极上贯通所述第一层间绝缘膜形成有第一接触孔，

所述低电阻层形成在所述第一接触孔内，并在邻接的非易失性存储元件之间被相互分离，

所述高电阻层形成为在所述第一接触孔外为比所述接触孔的孔径大的尺寸。

2.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其特征在于：

所述低电阻层仅在所述高电阻层的主面的一部分与所述高电阻层连接。

3.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其为交叉点型，其特征在于：

所述下部电极在与所述基板的主面平行的第一平面内以相互平行地延伸的方式形成有多个，

所述上部电极在与所述第一平面平行的第二平面内以相互平行地延伸并与所述多个下部电极立体交叉的方式形成有多个，

以与所述多个下部电极和所述多个上部电极的立体交叉点的各个对应并介于下部电极和上部电极之间的方式设置有可变电阻膜，从而，

与所述立体交叉点的各个对应地形成有所述非易失性存储元件。

4.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其特征在于：

所述高电阻层以在邻接的非易失性存储元件间连续的方式形成。

5.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其特征在于：

所述低电阻层的电阻率为1×10^-3Ωcm以上、2×10^-2Ωcm以下。

6.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其特征在于：

所述高电阻层的电阻率为0.13Ωcm以上、250Ωcm以下。

7.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其特征在于：

所述低电阻层为包含Fe₃O₄的层。

8.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其特征在于：

所述高电阻层为包含选自Fe₂O₃、ZnFe₂O₄、MnFe₂O₄、NiFe₂O₄中的任一种材料的层。

9.如权利要求1所述的非易失性存储元件阵列，其特征在于：

还包括由埋入所述低电阻层中的绝缘体构成的埋入绝缘膜，

所述埋入绝缘膜的上表面与所述高电阻层的下表面的一部分连接，所述埋入绝缘膜的侧面和下表面被所述低电阻层覆盖。

10.一种非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，包括：

在基板上形成下部电极的工序；

在所述下部电极上形成包括低电阻层和高电阻层的可变电阻膜的电阻膜形成工序；和

在所述可变电阻膜上形成上部电极的工序，其中，

所述电阻膜形成工序包括：

形成覆盖所述下部电极的第一层间绝缘膜的工序；

在所述下部电极上形成贯通所述第一层间绝缘膜的第一接触孔的工序；

在所述第一接触孔内埋入所述低电阻层的工序；和

使所述第一层间绝缘膜和所述低电阻层的表面平坦化的工序，

形成所述高电阻层的工序是在所述第一层间绝缘膜和所述低电阻层的表面上形成所述高电阻层，

在形成所述高电阻层的工序中，所述高电阻层形成为在所述第一接触孔外为比所述接触孔的孔径大的尺寸。