[发明专利]电阻变化型非易失性存储元件及其制作方法

权利要求书

1.一种电阻变化型非易失性存储元件，包括：

第一电极；

在所述第一电极上形成且电阻根据施加电压而变化的氧化物半导体层；

在所述氧化物半导体层上配置的、直径为2nm以上且10nm以下的金属纳米粒子；

在所述氧化物半导体层上和所述金属纳米粒子上形成的隧道阻挡层；和

在所述隧道阻挡层上形成的第二电极，

所述金属纳米粒子和所述氧化物半导体层接触。

2.如权利要求1所述的电阻变化型非易失性存储元件，其特征在于：

所述隧道阻挡层由氧化硅膜构成，膜厚为1nm以上且5nm以下。

3.如权利要求1所述的电阻变化型非易失性存储元件，其特征在于：

所述氧化物半导体层由氧化钛膜构成。

4.一种电阻变化型非易失性存储元件的制作方法，包括：

在衬底上形成第一电极的工序；

在所述第一电极上形成电阻根据施加电压而变化的氧化物半导体层的工序；

在所述氧化物半导体层上配置含有金属化合物芯的铁蛋白的工序；

除去所述铁蛋白的蛋白质而将所述金属化合物芯改变为金属纳米粒子的工序；

在所述氧化物半导体层上和所述金属纳米粒子上形成隧道阻挡层的工序；和

在所述隧道阻挡层上形成第二电极的工序。

5.如权利要求4所述的电阻变化型非易失性存储元件的制作方法，其特征在于：

所述隧道阻挡层由氧化硅膜构成，膜厚为1nm以上且5nm以下。

6.如权利要求4所述的电阻变化型非易失性存储元件的制作方法，其特征在于：

所述氧化物半导体层由氧化钛膜构成。

7.一种电阻变化型非易失性存储元件的驱动方法，

所述电阻变化型非易失性存储元件包括：

第一电极；

在所述第一电极上形成且电阻根据施加电压而变化的氧化物半导体层；

在所述氧化物半导体层上配置的、直径为2nm以上且10nm以下的金属纳米粒子；

在所述氧化物半导体层上和所述金属纳米粒子上形成的隧道阻挡层；和

在所述隧道阻挡层上形成的第二电极，

其中，所述金属纳米粒子和所述氧化物半导体层接触，

所述驱动方法包含：

通过施加所述第一电极的电位相对于所述第二电极为负的写入电压，使所述氧化物半导体层的电阻状态从低电阻状态变化为高电阻状态的第一写入步骤；

通过施加所述第一电极的电位相对于所述第二电极为正的写入电压，使所述氧化物半导体层的电阻状态从高电阻状态变化为低电阻状态的第二写入步骤；

不改变所述氧化物半导体层的电阻状态、并且将能读出所述电阻状态的读出电压或者读出电流施加于所述第一电极和所述第二电极之间来确定所述氧化物半导体层的电阻状态的读出步骤。

8.如权利要求7所述的电阻变化型非易失性存储元件的驱动方法，其特征在于：

所述隧道阻挡层由氧化硅膜构成，膜厚为1nm以上且5nm以下。

9.如权利要求7所述的电阻变化型非易失性存储元件的驱动方法，其特征在于：

所述氧化物半导体层由氧化钛膜构成。

10.如权利要求7所述的电阻变化型非易失性存储元件的驱动方法，其特征在于：

所述第一电极的电位相对于所述第二电极为负的写入电压的绝对值以及所述第一电极的电位相对于所述第二电极为正的写入电压的绝对值都是1.3V以下。