[发明专利]非易失性存储元件的制造方法及非易失性存储元件

权利要求书

1.一种非易失性存储元件的制造方法，包括：

在基板上形成第1电极层的工序；

在所述第1电极层上，形成由第1金属氧化物层以及缺氧度与所述第1金属氧化物层不同的第2金属氧化物层的至少2层构成的金属氧化物层的工序；

在所述金属氧化物层上形成第2电极层的工序；

通过对所述第2电极层进行构图，来形成第2电极的工序；

通过对所述第1金属氧化物层和所述第2金属氧化物层进行构图，形成由第1电阻变化层以及缺氧度与所述第1电阻变化层不同的第2电阻变化层的至少2层构成的电阻变化层的工序；

将所述电阻变化层的侧部除去至在与所述基板的主面平行的面内比所述第2电极的轮廓更向内侧进入的位置的工序；以及

在将所述电阻变化层的侧部除去的工序之后、或者在与该工序相同的工序中，通过对所述第1电极层进行构图，来形成第1电极的工序。

2.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

在形成所述第1电极的工序中，形成从与所述基板的主面垂直的方向观察时的轮廓比所述电阻变化层的轮廓大的所述第1电极。

3.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

通过单一的蚀刻工序一次性地进行形成所述电阻变化层的工序和除去所述电阻变化层的侧部的工序。

4.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

通过单一的蚀刻工序一次性地进行形成所述第1电极的工序和除去所述电阻变化层的侧部的工序。

5.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

在将所述电阻变化层的侧部除去的工序中，通过湿法蚀刻将所述电阻变化层的侧部除去。

6.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

形成所述金属氧化物层的工序包括：

在所述第1电极层上形成所述第1金属氧化物层的工序；以及

在所述第1金属氧化物层上形成所述第2金属氧化物层的工序；

在将所述电阻变化层的侧部除去的工序中，形成为所述第1电阻变化层的与所述基板的主面平行的截面的面积大于所述第2电阻变化层的与所述基板的主面平行的截面的面积。

7.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

形成所述金属氧化物层的工序包括：

在所述第1电极层上形成所述第1金属氧化物层的工序；以及

在所述第1金属氧化物层上形成所述第2金属氧化物层的工序；

在将所述电阻变化层的侧部除去的工序中，形成为所述第1电阻变化层的与所述基板的主面平行的截面的面积小于所述第2电阻变化层的与所述基板的主面平行的截面的面积。

8.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

在形成所述金属氧化物层的工序中，所述第1金属氧化物层以及所述第2金属氧化物层各自由过渡金属氧化物或铝氧化物构成。

9.如权利要求8所述的非易失性存储元件的制造方法，

在形成所述金属氧化物层的工序中，所述过渡金属氧化物由钽氧化物、铪氧化物及锆氧化物中的某一个构成。

10.如权利要求9所述的非易失性存储元件的制造方法，

所述第1金属氧化物层以及所述第2金属氧化物层由同一母体金属构成。

11.如权利要求9所述的非易失性存储元件的制造方法，

所述第1金属氧化物层以及所述第2金属氧化物层由相互不同的母体金属构成。

12.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，

所述制造方法还包括以下工序：通过对所述电阻变化层施加第1电脉冲，在所述电阻变化层中，形成通过施加振幅比所述第1电脉冲小的第1极性的第2电脉冲、或者振幅比所述第1电脉冲小的与所述第1极性不同的第2极性的第3电脉冲而电阻值可逆地变化的区域。

13.如权利要求12所述的非易失性存储元件的制造方法，

所述电阻值可逆地变化的区域是形成在所述第1电阻变化层以及所述第2电阻变化层之中的缺氧度较小的电阻变化层中的、包括导电性细丝的局部区域；

所述局部区域通过所述第2电脉冲或所述第3电脉冲而缺氧度可逆地变化。

14.一种非易失性存储元件，具备：

第1电极；

第2电极；以及

电阻变化层，介于所述第1电极与所述第2电极之间，基于对所述第1电极与所述第2电极之间施加的电信号，电阻值可逆地变化；

所述电阻变化层通过由第1金属氧化物构成的第1电阻变化层、以及由缺氧度与所述第1金属氧化物不同的第2金属氧化物构成的第2电阻变化层的至少2层构成；

所述电阻变化层的侧部在与所述基板的主面平行的面内比所述第2电极的轮廓更向内侧后退。