【手続補正書】
【提出日】平成26年6月20日(2014.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、記憶層および第２電極をこの順に有し、
前記記憶層は、
前記第１電極側に設けられた抵抗変化層と、
少なくとも１種の金属元素を含むと共に、前記第２電極側に設けられたイオン源層とを備え、
前記イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含むと共に、前記抵抗変化層側に設けられた第１イオン源層と、前記第１イオン源層とはカルコゲン元素の含有量が異なると共に、前記第２電極側に設けられた第２イオン源層とからなる
記憶素子。
【請求項２】
前記第１イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素および前記記憶層内の移動が容易な移動容易元素を含み、前記第１電極から第２電極に向かって前記移動容易元素の濃度勾配を有する第１層と、前記記憶層内を移動しにくい移動困難元素を含む第２層とが少なくとも１層ずつ積層されている、請求項１に記載の記憶素子。
【請求項３】
前記金属元素は、銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），ゲルマニウム（Ｇｅ）および亜鉛（Ｚｎ）のうちの少なくとも１種類の金属元素である、請求項１に記載の記憶素子。
【請求項４】
前記金属元素は、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），バナジウム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）からなる遷移金属の群のうちの少なくとも１種類である、請求項１に記載の記憶素子。
【請求項５】
前記第２イオン源層に含まれるカルコゲン元素の含有量は前記第１イオン源層よりも少ない、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項６】
前記第２イオン源層に含まれる銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），ゲルマニウム（Ｇｅ）および亜鉛（Ｚｎ）のうち少なくても1種類の金属元素の含有量は、前記第１イ
オン源層よりも多い、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項７】
前記第２イオン源層に含まれる、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），バナジウム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）からなる遷移金属の群のうち少なくとも1種類の金属元素の含有量は、前記第１イオン源層よりも多い、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項８】
前記第２イオン源層の融点は前記第１イオン源層よりも高い、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項９】
前記第２イオン源層の抵抗値は前記第１イオン源層よりも低い、請求項１乃至８のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項１０】
前記第２イオン源層に含まれる酸素（Ｏ）の含有量が、前記第１イオン源層よりも多い、請求項１乃至９のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項１１】
前記第１イオン源層は層内に前記第１電極側から第２電極側に向かってカルコゲン元素の濃度勾配を有する、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項１２】
前記第２イオン源層の融点は、前記第１イオン源層を構成する複数の層のうちの前記抵抗変化層に接する層よりも高い、請求項２乃至１１のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項１３】
前記第２イオン源層の抵抗値は、前記第１イオン源層を構成する複数の層のうちの前記抵抗変化層に接する層よりも低い、請求項２乃至１２のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項１４】
前記第１電極および前記第２電極への電圧印加によって前記抵抗変化層内に前記金属元素を含む低抵抗部が形成されることにより抵抗値が変化する、請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の記憶素子。
【請求項１５】
第１電極、記憶層および第２電極をこの順に有する複数の記憶素子と、前記複数の記憶素子に対して選択的に電圧または電流のパルスを印加するパルス印加手段とを有し、
前記記憶層は、
前記第１電極側に設けられた抵抗変化層と、
少なくとも１種の金属元素を含むと共に、前記第２電極側に設けられたイオン源層とを備え、
前記イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含むと共に、前記抵抗変化層側に設けられた第１イオン源層と、前記第１イオン源層とはカルコゲン元素の含有量が異なると共に、前記第２電極側に設けられた第２イオン源層とからなる
記憶装置。
【請求項１６】
基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に抵抗変化層を形成する工程と、
前記抵抗変化層上に金属元素および、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含む第１イオン源層を形成する工程と、
前記第１イオン源層上に前記第１イオン源層とはカルコゲン元素の含有量が異なる第２イオン源層を形成する工程と、
前記第１イオン源層上に第２電極を形成する工程と
を含む記憶素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含むカルコゲン層、電解質中での移動が容易な移動容易元素を少なくとも１種含む移動層および電解質中で移動しにくい移動困難元素を少なくとも１種含む固定層をそれぞれ１層以上積層し、少なくとも一部をカルコゲン層、移動層およびカルコゲン層の順に積層する、請求項１６に記載の記憶素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第２電極を形成したのち加熱処理を行い、前記カルコゲン層と移動層との混合層を形成する、請求項１６または１７に記載の記憶素子の製造方法。
【請求項１９】
前記カルコゲン層、移動層および固定層のうち、少なくとも前記カルコゲン層を２層以上有すると共に、少なくとも一部が前記カルコゲン層、移動層、カルコゲン層の順に積層されている、請求項１６乃至１８のいずれか１つに記載の記憶素子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本技術による記憶素子の製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を含むものである。（Ａ）基板上に第１電極を形成する工程
（Ｂ）第１電極上に抵抗変化層を形成する工程
（Ｃ）抵抗変化層上に金属元素および、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含む第１イオン源層を形成する工程
（Ｄ）第１イオン源層の上に第１イオン源層とはカルコゲン元素の含有量が異なる第２イオン源層を形成する工程
（Ｅ）イオン源層上に第２電極を形成する工程
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る記憶素子の構成を表す断面図である。
【図２】図１の記憶素子を用いたメモリセルアレイの構成を表す断面図である。
【図３】同じくメモリセルアレイの平面図である。
【図４】本開示の変形例に係る記憶素子の構成を表す断面図である。
【図５】本開示の第２の実施の形態に係る記憶素子の構成を表す断面図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態の記憶素子の第１イオン源層内の濃度分布を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る繰り返し特性を表す図である。
【図８】同じく繰り返し特性を表す図である。
【図９】同じく繰り返し特性を表す図である。
【図１０】同じく繰り返し特性を表す図である。
【図１１】実施例２に係る繰り返し特性を表す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
［第１の実施の形態］
（記憶素子）
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る記憶素子１の断面構成図である。この記憶素子１は、下部電極１０（第１電極）、記憶層２０および上部電極３０（第２電極）をこの順に有するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
イオン源層２２は、抵抗変化層２１に拡散する可動イオン（陽イオンおよび陰イオン）となるイオン導電材料を含む層であり、イオン供給源としての役割を有し、主に非晶質構造を取る。イオン源層２２は、陰イオン化するイオン伝導材料として、Ｔｅ，ＳおよびＳｅのうち少なくとも１種のカルコゲン元素を含んでいる。また、イオン源層２２は、消去時に下部電極１０上に酸化物を形成する元素として、Ａｌを含有しても良い。更に、イオン源層２２は、少なくとも１種の金属元素を含んでいる。イオン源層２２に含まれる金属元素としては、例えば、Ｃｕ，亜鉛（Ｚｎ），銀（Ａｇ），ニッケル（Ｎｉ），コバルト（Ｃｏ），マンガン（Ｍｎ），鉄（Ｆｅ），Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，ＭｏおよびＷからなる金属元素の群のうちの少なくとも１種が好ましい。Ａｌおよびこれらの金属元素のいくつかは、陽イオン化するイオン伝導材料としての機能を有するものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
イオン源層２２は、非晶質化のため金属元素としてＺｒを含むことが好ましい。低抵抗状態（書き込み状態）または高抵抗状態（初期状態または消去状態）の抵抗値保持特性を向上させることが可能となるからである。ここでは、低抵抗状態を書き込み状態、高抵抗状態を消去状態と定義する。また、Ｃｕは、陽イオン化可能な金属元素であり、Ｚｒと組み合わせることにより、非晶質を形成しやすく、イオン源層２２の微細構造を均一に保つという機能を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
イオン源層２２中にＺｒが含まれている場合には、上述したＣｕ等の金属元素と共に、Ｚｒがイオン化元素として働き、移動容易元素（例えば、Ｃｕ）と、移動困難元素（例えば、Ｚｒ）の混在したフィラメントを形成する。Ｚｒは、書き込み動作時にカソード電極上で還元されると共に、書き込み後の低抵抗状態では金属状態のフィラメントを形成すると考えられる。Ｚｒの還元によって形成されたフィラメントは、Ｓ，ＳｅおよびＴｅのカルコゲン元素を含むイオン源層２２中に比較的溶解しづらいため、一度書き込み状態、すなわち低抵抗状態になった場合には、Ｃｕなどの上述した金属元素単独のフィラメントよりも低抵抗状態を保持しやすい。例えばＣｕは書き込み動作によってフィラメントとして形成される。しかしながら、金属状態のＣｕはカルコゲン元素を含むイオン源層２２中において溶解しやすいため、書き込み電圧パルスが印加されていない状態（データ保持状態）では、再びイオン化し高抵抗状態へと遷移してしまう。そのため十分なデータ保持性能が得られない。一方、Ｚｒと適量のＣｕを組み合わせることは、非晶質化を促進すると共に、イオン源層２２の微細構造を均一に保つため、抵抗値の保持性能の向上に寄与する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
なお、イオン源層２２に含まれる金属元素としては上記金属元素に限定されるものではなく、例えばＡｌの他にＭｇを用いたＺｒＴｅＭｇとしてもよい。イオン化する金属元素としては、Ｚｒの代わりに、ＴｉやＴａなどの他の遷移金属元素を選択した場合でも同様な添加元素を用いることは可能であり、例えばＴａＴｅＡｌＧｅなどとすることも可能である。更に、イオン導電材料としては、Ｔｅ以外に硫黄（Ｓ）やセレン（Ｓｅ）、あるいはヨウ素（Ｉ）を用いてもよく、具体的にはＺｒＳＡｌ，ＺｒＳｅＡｌ，ＺｒＩＡｌ，ＣｕＧｅＴｅＡｌ等を用いてもよい。また、必ずしもＡｌを含んでいる必要はなく、ＣｕＧｅＴｅＺｒ等を用いてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
更に、抵抗変化層２１にカルコゲン元素を用いる場合には、イオン源層２２にカルコゲン元素（例えばＴｅ）と反応しやすい金属元素（Ｍ）を用いてＴｅ／イオン源層（金属元素Ｍを含む）という積層構造にしておくと、成膜後の加熱処理により、ＭＴｅ／イオン源層２２という構造に安定化する。Ｔｅと反応しやすい元素としては、例えばＡｌやマグネシウム（Ｍｇ）が挙げられる。これにより、抵抗変化層２１とイオン源層２２との膜剥がれを防止することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図２および図３は多数の記憶素子１をマトリクス状に配置した記憶装置（メモリセルアレイ）の一例を表したものであり、図２は断面構成、図３は平面構成をそれぞれ表している。このメモリセルアレイでは、各記憶素子１に対して、その下部電極１０側に接続される配線と、その上部電極３０側に接続される配線とを交差するよう設け、例えばこれら配線の交差点付近に各記憶素子１が配置されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
本実施の形態の記憶素子１では、上述のように各種のメモリ装置に適用することができる。例えば、一度だけ書き込みが可能なＰＲＯＭ、電気的に消去が可能なＥＥＰＲＯＭ、或いは、高速に書き込み・消去・再生が可能な、いわゆるＲＡＭ等、いずれのメモリ形態でも適用することが可能である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
続いて、第１イオン源層７２Ａ上に、スパッタリングによって、上述のように第１イオン源層７２Ａとは組成の異なる第２イオン層７２Ｂ、続いて上部電極３０を成膜する。このように、第１イオン源層７２Ａを積層によって成膜し、続いて第２イオン源層７２Ｂを成膜することで、すべてのイオン源層７２を積層で成膜せずともよく、成膜時間が短縮される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
その場合には、イオン源層７０上部電極３０との接面における移動容易元素の濃度は、上記第１層７２ａと第２層７２ｂとの界面と同様に、移動容易元素の濃度が低いか、あるいは金属状態の移動可能元素が存在しないことが好ましい。これは、第１層７２ａに含まれるＡｌ等の移動容易元素がカルコゲン元素と比較して上部電極３０を構成する元素と反応しにくいためである。第１層７２ａ中の移動容易元素が上部電極３０との接面に濃縮すると不安定なカルコゲン元素／移動容易元素の界面が形成されることになり、上部電極３０の膜浮きや膜剥がれが発生する。従って、上部電極３０と接する第１層７２ａも、上記の第２層２２Ｂと接する場合のように第１層７２ａ内の移動容易元素の濃度を調整することで、イオン源層７２と上部電極３０との密着性が向上し、層間における膜浮きや膜剥がれの発生が抑制される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
また、第２イオン源層７２Ｂを積層構造とする場合には、その製造工程においてカルコゲン層（Ａ層），移動層（Ｂ層）および固定層（Ｃ層）の成膜順序をＡＣＡＢとした場合、ＡＣＡＢユニットを積層したのち、その終端にＡ層を追加することが好ましい。これにより、上部電極３０とＢ層とが直接接しない、即ちイオン源層７２／上部電極３０の界面に移動容易元素が濃縮しないので、イオン源層７２と上部電極３０との密着性が向上し、膜浮きや膜剥がれの発生が抑制される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
（実施例１）
（サンプル１−１〜１−１５）
サンプル１−１〜１−１５として、図２，３に示したような記憶装置を形成した。まず、半導体基板１１にＭＯＳトランジスタＴｒを形成した。次いで、半導体基板１１の表面を覆うように絶縁層を形成し、この絶縁層にビアホールを形成した。続いて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりビアホールの内部を、ＴｉＮから成る電極材で充填し、その表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により平坦化した。そして、これらの工程を繰り返すことにより、プラグ層４５、金属配線層４６、プラグ層４７および下部電極１０を形成して、更に下部電極１０をメモリセル毎にパターニングした。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
これに対して、サンプル１−３，１−４は、上記実施の形態等で説明したようにイオン源層として互いにＴｅの含有量が異なる層（第１イオン源層および第２イオン源層）を積層したものである。サンプル１−３，１−４では、サンプル１−１のイオン源層と同様の組成を有する層をそれぞれ第１イオン源層に、サンプル１−２のイオン源層と同様の組成を有する層をそれぞれ第２イオン源層とした。このサンプル１−３，１−４における繰り返し特性（図７（Ｃ），（Ｄ））は共に十分な動作特性を示している。上記のような構成を有する記憶素子では、上述したように、イオン源層に電圧が印加されることによってイオン源層内の金属元素が抵抗変化層内に移動して導電パスを形成する。これにより、抵抗変化層の抵抗値が低下し、低抵抗状態になる。サンプル１−３，１−４ではイオン源層が２層構造であり、抵抗変化層側に設けられた第１イオン源層は金属元素よりも抵抗の高いカルコゲン元素を多く含んでいる。このため、抵抗変化層近傍のイオン源層の抵抗が高くなり、第１イオン源層よりも抵抗値の低い第２イオン源層が積層されていても可動イオンが非導しやすく、繰り返し特性が維持されたと考えられる。また、上記実施の形態等で説明した構成を有するサンプル１−３，１−４における記憶装置（記憶素子）の動作メカニズムは、電圧印加によって、まず抵抗変化層近傍（第１イオン源層）の可動イオンが抵抗変化層側へ移動したのち、更に上層（第２イオン源層）に含まれる可動イオンが抵抗変化層側へ移動するものと考えられる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
また、Ｚｒ等の金属元素はＴｅ等のカルコゲン元素と比較して融点が高い。このため、第１イオン源層よりもＺｒの含有量が多く、Ｔｅの含有量が少ない第２イオン源層の結晶化温度は上昇し、これにより、イオン源層全体が動作時に発生するジュール熱に対して安定になったと考えられる。更に、Ｚｒは多いことでアモルファスが安定化し、保持特性も向上すると考えられる。また、酸素雰囲気下で成膜することで、第２イオン源層には酸素（Ｏ）が添加され、より融点が上がる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
また、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示した繰り返し特性図からＺｒの代わりにＨｆを用いたサンプル１−１３〜１−１５においても、サンプル１−３，１−４，１−６等と同様の効果が得られていることがわかる。このことから、Ｔｅ以外の金属元素の種類および組成が変わっても、上記実施の形態等で説明した範囲内であれば、同様の効果が得られることがわかる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
【表２】
2013016529.tif 000001
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
更に、例えば、上記実施の形態等において説明した各層の材料、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料としてもよく、または他の成膜方法としてもよい。例えば、イオン源層２２には、上記組成比率を崩さない範囲で、他の遷移金属元素、例えばＴｉ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗを添加してもよい。また、Ｃｕ，Ａｇまたは亜鉛Ｚｎ以外にも、ニッケル（Ｎｉ）などを添加してもよい。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）第１電極、記憶層および第２電極をこの順に有し、前記記憶層は、前記第１電極側に設けられた抵抗変化層と、少なくとも１種の金属元素を含むと共に、前記第２電極側に設けられたイオン源層とを備え、前記イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含むと共に、前記抵抗変化層側に設けられた第１イオン源層と、前記第１イオン源層とはカルコゲン元素の含有量が異なると共に、前記第２電極側に設けられた第２イオン源層とからなる記憶素子。
（２）前記第１イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素および前記記憶層内の移動が容易な移動容易元素を含み、前記第１電極から第２電極に向かって前記移動容易元素の濃度勾配を有する第１層と、前記記憶層内を移動しにくい移動困難元素を含む第２層とが少なくとも１層ずつ積層されている、前記（１）に記載の記憶素子。
（３）前記金属元素は、銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），ゲルマニウム（Ｇｅ）および亜鉛（Ｚｎ）のうちの少なくとも１種類の金属元素である、前記（１）に記載の記憶素子。
（４）前記金属元素は、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），バナジウム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）からなる遷移金属の群のうちの少なくとも１種類である、前記（１）に記載の記憶素子。
（５）前記第２イオン源層に含まれるカルコゲン元素の含有量は前記第１イオン源層よりも少ない、前記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（６）前記第２イオン源層に含まれる銅（Ｃｕ），アルミニウム（Ａｌ），ゲルマニウム（Ｇｅ）および亜鉛（Ｚｎ）のうち少なくても1種類の金属元素の含有量は、前記第１イ
オン源層よりも多い、前記（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（７）前記第２イオン源層に含まれる、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），バナジウム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）からなる遷移金属の群のうち少なくとも1種類の金属元素の含有量は、前記第１イオン源層よりも多い、前記（１）乃至（６）の
いずれか１つに記載の記憶素子。
（８）前記第２イオン源層の融点は前記第１イオン源層よりも高い、前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（９）前記第２イオン源層の抵抗値は前記第１イオン源層よりも低い、前記（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（１０）前記第２イオン源層に含まれる酸素（Ｏ）の含有量が、前記第１イオン源層よりも多い、前記（１）乃至（９）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（１１）前記第１イオン源層は層内に前記第１電極側から第２電極側に向かってカルコゲン元素の濃度勾配を有する、前記（１）乃至（１０）のいずれか１つに記載の記憶素子。（１２）前記第２イオン源層の融点は、前記第１イオン源層を構成する複数の層のうちの前記抵抗変化層に接する層よりも高い、前記（２）乃至（１１）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（１３）前記第２イオン源層の抵抗値は、前記第１イオン源層を構成する複数の層のうちの前記抵抗変化層に接する層よりも低い、前記（２）乃至（１２）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（１４）前記第１電極および前記第２電極への電圧印加によって前記抵抗変化層内に前記金属元素を含む低抵抗部が形成されることにより抵抗値が変化する、前記（１）乃至（１３）のいずれか１つに記載の記憶素子。
（１５）第１電極、記憶層および第２電極をこの順に有する複数の記憶素子と、前記複数の記憶素子に対して選択的に電圧または電流のパルスを印加するパルス印加手段とを有し、前記記憶層は、前記第１電極側に設けられた抵抗変化層と、少なくとも１種の金属元素を含むと共に、前記第２電極側に設けられたイオン源層とを備え、前記イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含むと共に、前記抵抗変化層側に設けられた第１イオン源層と、前記第１イオン源層とはカルコゲン元素の含有量が異なると共に、前記第２電極側に設けられた第２イオン源層とからなる記憶装置。
（１６）基板上に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に抵抗変化層を形成する工程と、前記抵抗変化層上に金属元素および、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含む第１イオン源層を形成する工程と、前記第１イオン源層上に前記第１イオン源層とはカルコゲン元素の含有量が異なる第２イオン源層を形成する工程と、前記第１イオン源層上に第２電極を形成する工程とを含む記憶素子の製造方法。
（１７）前記第１イオン源層は、テルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）およびセレン（Ｓｅ）のうちの少なくとも１種のカルコゲン元素を含むカルコゲン層、電解質中での移動が容易な移動容易元素を少なくとも１種含む移動層および電解質中で移動しにくい移動困難元素を少なくとも１種含む固定層をそれぞれ１層以上積層し、少なくとも一部をカルコゲン層、移動層およびカルコゲン層の順に積層する、前記（１６）に記載の記憶素子の製造方法。
（１８）前記第２電極を形成したのち加熱処理を行い、前記カルコゲン層と移動層との混合層を形成する、前記（１６）または（１７）に記載の記憶素子の製造方法。
（１９）前記カルコゲン層、移動層および固定層のうち、少なくとも前記カルコゲン層を２層以上有すると共に、少なくとも一部が前記カルコゲン層、移動層、カルコゲン層の順に積層されている、前記（１６）乃至（１８）のいずれか１つに記載の記憶素子の製造方法。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2013016529.tif 000002