电阻变化型非易失性存储元件的形成方法

摘要

在具有第1电极、第2电极、以及由所述第1电极和所述第2电极夹着的过渡金属氧化物层的电阻变化型非易失性存储元件处于初始状态时，在第1电极与第2电极之间施加第1形成用电压，直到发生变化为在高电阻状态与低电阻状态之间能够可逆地转变的第1动作可能状态的第1形成为止，在所述第1电极与所述第2电极之间施加第2形成用电压，直到发生变化为能够转变为与在第1形成后的所述第1动作可能状态的低电阻状态的电阻值相比电阻值更低的低电阻状态的第2动作可能状态的第2形成为止，从而进行电阻变化型非易失性存储元件的形成。

主权项

一种电阻变化型非易失性存储元件的形成方法，通过对电阻变化型非易失性存储元件与开关元件串联连接的存储器单元施加形成用的电压脉冲，使所述电阻变化型非易失性存储元件从初始状态变化为动作可能状态，所述初始状态是指制造后未被施加电压的状态，所述动作可能状态是指所述电阻变化型非易失性存储元件的电阻值处于比所述初始状态低的范围内、且按照被施加的通常动作用的电压脉冲的极性在高电阻状态与低电阻状态之间能够可逆地转变的状态，在所述形成方法中，所述电阻变化型非易失性存储元件具有与所述开关元件连接的第1电极、第2电极、以及由所述第1电极和所述第2电极夹着的过渡金属氧化物层，所述过渡金属氧化物层，由第1过渡金属氧化物层和第2过渡金属氧化物层构成，所述第1过渡金属氧化物层与所述第1电极接触，且为缺氧型，所述第2过渡金属氧化物层与所述第2电极接触且具有比所述第1过渡金属氧化物层小的缺氧度，所述电阻变化型非易失性存储元件，在通常动作时具有以下的特性：在以所述第2电极为基准，对所述第1电极施加第1阈值电压以上的正的第1写入电压脉冲的情况下，转变为所述低电阻状态，在以所述第1电极为基准，对所述第2电极施加第2阈值电压以上的正的第2写入电压脉冲的情况下，转变为高电阻状态；在所述初始状态下，在所述第1电极与所述第2电极之间被施加具有第1绝对值以上的振幅的第1形成用电压、且该第1形成用电压被施加的累积时间超过第1预定时间的情况下，所述电阻变化型非易失性存储元件发生从所述初始状态变化为第1动作可能状态的第1形成，并且，在施加所述第1形成用电压时在所述电阻变化型非易失性存储元件流动的电流越大，该第1预定时间就越减少，所述第1动作可能状态是指按照通常动作用电压的施加在高电阻状态与低电阻状态之间能够可逆地转变的状态；以及在所述第1形成后的所述第1动作可能状态下，进一步，在所述第1 电极与所述第2电极之间被施加第2形成用电压、且该第2形成用电压被施加的累积时间超过第2预定时间的情况下，所述电阻变化型非易失性存储元件发生从所述第1动作可能状态变化为第2动作可能状态的第2形成，该第2动作可能状态是指能够转变为与在所述第1动作可能状态下能够转变的低电阻状态下的电阻值相比电阻值更低的低电阻状态的状态，所述形成方法，包括：第1形成步骤，在所述电阻变化型非易失性存储元件处于所述初始状态时，在所述第1电极与所述第2电极之间施加所述第1形成用电压，直到发生所述第1形成为止；以及第2形成步骤，在所述第1形成后的所述第1动作可能状态下，在所述第1电极与所述第2电极之间施加所述第2形成用电压，直到发生所述第2形成为止。