[发明专利]电阻变化元件的制造方法及电阻变化元件

说明书

本发明的课题在于成本低且电特性优异的电阻变化元件的制造。电阻变化元件的制造方法包括如下工序：在基板上形成第一氮化钛电极层。在上述第一氮化钛电极层上形成具有第一电阻率的第一金属氧化物层。在上述第一金属氧化物层上形成具有与上述第一电阻率不同的第二电阻率的第二金属氧化物层。在对上述基板施加偏置电压的同时，在上述第二金属氧化物层上通过溅射法形成第二氮化钛电极层。

技术领域

本发明涉及电阻变化元件的制造方法及电阻变化元件。

背景技术

半导体存储器包括DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)等易失性存储器和闪速存储器等非易失性存储器。作为非易失性存储器，NAND型闪速存储器是主流，但在20nm以后的设计规则中已至微细化的极限，而作为能够进一步微细化的器件，ReRAM(Resistance RAM：电阻式RAM)备受瞩目。

现有的ReRAM是由上部铂(Pt)电极层和下部铂(Pt)电极层夹住具有所期望的电阻值的金属氧化物层的结构，通过对上部电极层施加电压，使金属氧化物层的电阻变化，由此进行存储器切换(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-207130号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，由于作为电极层的材料所使用的Pt是昂贵的金属，因此为了降低电阻变化元件的成本并提高生产率，需要开发成本低且电特性优异的电极材料。

鉴于上述这样的情况，本发明的目的在于，提供一种成本低且电特性优异的电阻变化元件的制造方法及电阻变化元件。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的电阻变化元件的制造方法包括如下工序：在基板上形成第一氮化钛电极层。在上述第一氮化钛电极层上形成具有第一电阻率的第一金属氧化物层。在上述第一金属氧化物层上形成具有与上述第一电阻率不同的第二电阻率的第二金属氧化物层。在对上述基板施加偏置电压的同时，在上述第二金属氧化物层上通过溅射法形成第二氮化钛电极层。

根据这种电阻变化元件的制造方法，由于在对上述基板施加偏置电压的同时，在上述第二金属氧化物层上形成高密度的第二氮化钛电极层，因此能够形成成本低且电特性优异的电阻变化元件。

在上述的电阻变化元件的制造方法中，形成上述第二氮化钛电极层的工序也可以包括对上述基板施加0.03W/cm²以上且0.62W/cm²以下的偏置功率的工序。

根据这样的电阻变化元件的制造方法，由于在对上述基板施加0.03W/cm²以上且0.62W/cm²以下的偏置电压的同时，在上述第二金属氧化物层上形成高密度的第二氮化钛电极层，因此能够形成成本低且电特性优异的电阻变化元件。

在上述的电阻变化元件的制造方法中，也可以包括以3nm以上且11nm以下的膜厚形成上述第二金属氧化物层的工序。

根据这种电阻变化元件的制造方法，由于以3nm以上且11nm以下的膜厚形成上述第二金属氧化物层，因此能够形成成本低且电特性优异的电阻变化元件。

在上述的电阻变化元件的制造方法中，形成上述第二氮化钛电极层的工序可以包括：使用稀有气体与氮气的混合气体作为溅射气体，并且相对于上述混合气体的总流量而言的上述氮气的流量为10％以上且100％以下的工序。