[发明专利]非易失性存储元件及其制造方法有效

申请号：	201280002050.2	申请日：	2012-02-22
公开（公告）号：	CN103262240A	公开（公告）日：	2013-08-21
发明（设计）人：	川岛良男;三河巧;高桥一郎	申请（专利权）人：	松下电器产业株式会社
主分类号：	H01L27/105	分类号：	H01L27/105;H01L45/00;H01L49/00
代理公司：	永新专利商标代理有限公司 72002	代理人：	徐殿军;蒋巍
地址：	日本***	国省代码：	日本;JP
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摘要：
搜索关键词：	非易失性存储元件及其制造方法
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【权利要求书】：

1.一种非易失性存储元件的制造方法，是具有电流控制元件和电阻变化元件的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

在衬底上形成第一下部电极层的工序；

在所述第一下部电极层上形成电流控制层的工序；

在所述电流控制层上形成第一上部电极层的工序；

在所述第一上部电极层上形成第二下部电极层的工序；

在所述第二下部电极层上形成由金属氧化物构成的电阻变化层的工序；

在所述电阻变化层上形成第二上部电极层的工序；

在所述第二上部电极层上形成掩膜，并对所述第二上部电极层、所述电阻变化层和所述第二下部电极层进行图案形成的工序；以及

使用所述第二下部电极层的蚀刻速度至少比所述第二上部电极层及所述电阻变化层的蚀刻速度慢的蚀刻，对比所述第二下部电极层靠下方的层进行图案形成，由此，形成由所述第一上部电极层、所述电流控制层和所述第一上部电极层构成的所述电流控制元件，并且使从与所述衬底的主面垂直的方向观察时的所述第二上部电极层和所述电阻变化层的面积减少而使所述第二下部电极层的上表面的一部分露出，形成由所述第二上部电极层、所述电阻变化层和所述第二下部电极层构成的所述电阻变化元件的工序。

2.如权利要求1所述的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，在形成所述电阻变化元件的工序中，所述掩膜是锥形。

3.如权利要求1或2所述的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，比所述第二下部电极层靠下方的层是所述第一上部电极层、所述电流控制层及所述第一下部电极层。

4.如权利要求1～3中任一项所述的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，

所述第二下部电极层和所述第一上部电极层是由相同的材料构成的共用的层，

形成所述第一上部电极层的工序和形成所述第二下部电极层的工序是同一工序，

比所述第二下部电极层靠下方的层是所述电流控制层及所述第一下部电极层。

5.如权利要求1～4中任一项所述的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，所述第二下部电极层由包含铱、铂及钯的贵金属构成。

6.如权利要求1～5中任一项所述的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，

所述电阻变化层由氧不足型的第一过渡金属氧化物层、和氧不足度比所述第一过渡金属氧化物层小的第二过渡金属氧化物层的层叠构造构成，

所述第二过渡金属氧化物层与所述第二下部电极层相接地构成。

7.如权利要求6所述的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，所述第二过渡金属氧化物层的电阻值比所述第一过渡金属氧化物层的电阻值大。

8.如权利要求6或7所述的非易失性存储元件的制造方法，其特征在于，构成所述第一过渡金属氧化物层的第一过渡金属的标准电极电位比构成所述第二过渡金属氧化物层的第一过渡金属的标准电极电位高。