[发明专利]存储装置和用于制造存储装置的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2009年10月26日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2009-245597的公开内容相关的主题，将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及使用电阻变化型存储元件的存储装置以及用于制造这种存储装置的方法。

背景技术

包括例如EEPROM(电可擦可编程只读存储器，Electrically Erasable and Programmable ROM)以及闪存等非易失性存储器的半导体装置已普遍用于各种各样的领域中。

提高例如重写计数及数据保持持久性等可靠性以及存储器结构的小型化对非易失性存储器提出重大挑战。

与以浮动式结构为代表的当前市售的闪存的结构相比，电阻变化型非易失性存储器在可靠性及小型化方面具有优势，因而已受到关注。

关于这种电阻变化型非易失性存储器，例如，已提出ReRAM(电阻型随机存取存储器，Resistive Random Access Memory)以及PCRAM(相变随机存取存储器，Phase Change Random Access Memory)(参见例如JP-T-2002-537627以及美国专利第6,339,544号；如本文所用，术语“JP-T”表示PCT专利申请的公开日语译文)。

电阻变化型非易失性存储器具有简单的结构以及高速重写性能，并且被认为适于使用多值技术实现高性能化以及高度整合化。

在电阻变化型存储元件中，已知电阻变化层的材料和结构以及连接至电阻变化层的插塞式电极的材料和结构极大地影响例如重写速度等操作特性以及例如重写持久性和数据保持等可靠性特性。

然而，这些特性常常是体现一种折衷情形，难以同时满足所有特性。

发明内容

因此，需要一种存储装置及其制造方法，该存储装置可使用电阻变化型存储元件来同时实现例如高速重写等操作特性以及例如数据保持等可靠性特性。

根据本发明的实施例，提供一种包括电阻变化型存储元件的存储装置。该存储装置包括第一存储元件，该第一存储元件包括第一电阻变化层以及连接至第一电阻变化层的第一电极。该存储装置还包括第二存储元件，该第二存储元件包括第二电阻变化层以及连接至第二电阻变化层的第二电极，其中第二电阻变化层的厚度不同于第一电阻变化层的厚度。

本发明实施例的存储装置被配置成包括第一存储元件以及第二存储元件，第二存储元件的第二电阻变化层的厚度不同于第一存储元件的第一电阻变化层的厚度。通过使这些电阻变化层具有不同的厚度，第一存储元件与第二存储元件可具有不同的重写速度以及不同的数据保持特性。

在具有较薄的电阻变化层的存储元件中，重写速度较快但数据保持特性较低。在具有较厚的电阻变化层的存储元件中，重写速度较慢但数据保持特性较高。

简单地说，存储装置可被配置成包括能够进行高速重写操作的存储元件以及具有优异数据保持特性的存储元件。

根据本发明的另一实施例，提供一种包括电阻变化型存储元件的存储装置。该存储装置包括第一存储元件，该第一存储元件包括经历电阻变化的第一电阻变化层以及连接至第一电阻变化层的第一电极。该存储装置还包括第二存储元件，该第二存储元件包括经历电阻变化的第二电阻变化层以及连接至第二电阻变化层的第二电极，其中第二电阻变化层的材料不同于第一电阻变化层的材料。

本发明实施例的存储装置被配置成包括第一存储元件以及第二存储元件，第二存储元件中的第二电阻变化层的材料不同于第一存储元件的第一电阻变化层的材料。

通过此种配置，电阻变化层的材料不同的第一存储元件与第二存储元件可具有不同的重写速度以及不同的数据保持特性。

在对电阻变化层使用某一材料的存储元件中，重写速度较快但数据保持特性较低。在对电阻变化层使用某一其它材料的存储元件中，重写速度较慢但数据保持特性较高。

简单地说，存储装置可被配置成包括能够进行高速重写操作的存储元件以及具有优异数据保持特性的存储元件。

根据本发明的又一实施例，提供一种包括电阻变化型存储元件的存储装置。该存储装置包括第一存储元件，该第一存储元件包括经历电阻变化的第一电阻变化层以及连接至第一电阻变化层的第一电极。该存储装置还包括第二存储元件，该第二存储元件包括经历电阻变化的第二电阻变化层以及连接至第二电阻变化层的第二电极，其中第二电极与第二电阻变化层的接触面积不同于第一电极与第一电阻变化层的接触面积。