[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，特别是涉及具有非易失性存储元件的半导体器件及其制造方法。

背景技术

已知一种被称为极性存储器(polarized memory)或固体电解质存储器的非易失性存储器(例如，参照非专利文献1和非专利文件2)。这是根据施加在存储元件上的电压的方向，通过存储元件的电阻发生变化来写入存储信息的存储器。这种存储器将电阻值作为信号来使用，因此读出信号较大、易于进行读出动作。存储装置的结构除了重写电压的极性以外与相变存储器相同。

例如在美国专利第5883827号说明书(专利文献1)等中记载有相变存储器。

按照上述美国专利第5883827号说明书(专利文献1)的图12的相变存储器的结构，该相变存储器由存储器阵列和行译码器XDEC、位(列)译码器YDEC、读出电路RC、写入电路WC构成。存储器阵列在字线WLp(p＝1、...、n)与数据线DLr(r＝1、...、m)的各交点上配置有存储单元MCpr。各存储单元是在位线DL与接地电位之间插入了串联连接的存储元件R和选择晶体管QM的结构。分别将字线WL与选择晶体管的栅极相连接、将位选择线YSr(r＝1、...、m)与对应的位选择开关QAr相连接。

按照这种结构，通过使由行译码器XDEC所选择的字线上的选择晶体管导通、还使与由位译码器YDEC所选择的位选择线对应的位选择开关导通，从而在选择存储单元内形成电流路径，并在共用位线I/O上产生读出信号。选择存储单元内的电阻值随着存储信息而不同，因 此在共用位线I/0上输出的电压将因存储信息而产生差值。通过由读出电路RC对该差值进行判断，读出选择存储单元的存储信息。

专利文献1：美国专利第5883827号说明书

非专利文献1：T.Sakamoto，S.Kaeriyama，H.Sunamura，M.Mizuno，H.Kawaura，T.Hasegawa，K.Terabe，T.Nakayama，M.Aono，IEEE International Solid-State Circuits Conference(ISSCC)2004，Digest，(美国)，2004年，p.16.3

非专利文献2：M.N.Kozicki，C.Gopalan，M.Balakrishnan，M.Park，M.Mitkova，Proc.Non-Volatile Memory Technology Symposium(NVMTS)2004，(美国)，2004年，p.10～17

按照本发明者的研究，了解了以下的情况。

对于以金属为电极、以硫属化合物为固体电解质并将固体电解质配置在电极间的金属-硫属化合物固体电解质存储器，其存储机理是离子移动，在硫属化合物层或氧化物层中形成Ag、Cu等正离子浓度高的低电阻导电通路。通过控制电极间的电压，可控制从金属电极扩散到固体电解质中的金属离子形成的导电通路来使电阻值改变，具有非易失存储性。但是，当反复进行存储器的重写时，金属离子从金属电极向固体电解质扩散而使电极形状发生变化，使重写特性不稳定、存在着电阻在每次重写时改变的可能性。另外，当反复进行存储器的重写时，还存在着因从电极的扩散而使固体电解质中的Ag、Cu等的浓度变得过高因而在导通(接通)和截止(断开)的中间的电阻不会改变的可能性。这些都会使可存储信息的半导体器件的性能降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够使可存储信息的半导体器件的性能提高的技术。

本发明的上述以及其他的目的和新的特征，将从本说明书的记述和附图中得以明确。

若简单地说明在本申请书所公开的发明中代表性发明的概要，则 如下所述。

本发明的半导体器件，具有：由第一组成物和第二组成物构成的第二组成物释放单元；和靠近上述第二组成物释放单元的固体电解质区域，通过使上述第二组成物释放单元供给的上述第二组成物在上述固体电解质区域中移动而使电阻从高电阻状态变化为低电阻状态来存储信息。