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次世代超微細相変化メモリのコンタクト抵抗に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17J03876
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical properties of metals/Metal-base materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

進藤 怜史  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords相変化材料 / 相変化メモリ / ショットキー障壁 / 接触抵抗
Outline of Annual Research Achievements

相変化メモリは、相変化材料が電極で挟まれた単純構造をしている事から、微細化に有利であるため、次世代の不揮発性メモリとして期待されている。そのデータの記録原理は、相変化材料が高抵抗のアモルファス相と低抵抗の結晶相に可逆的に変化する事で実現できる。相変化材料には、DVDやBlu-ray diskのような光ディスクに使われたGe2Sb2Te5 (GST)が用いられており、量産化が始まっている。その中で、最近、相変化メモリの抵抗比は、相変化材料の膜厚が十分薄くなると、接触抵抗に支配される事を明らかにしてきた。そこで本研究では、接触抵抗が支配的になるサイズの相変化メモリを実際に構築し、その動作特性を調査した。その際、相変化材料としてアモルファス相の熱的安定性の高いCu2GeTe3(CGT)、電極としてWを選択した。その結果、CGTが結晶相の際はオーミック特性、アモルファス相の際は整流性を示した。結晶CGTは縮退半導体に近く、金属的性質を持つことからオーミック性を示したと考えられる。一方、アモルファスCGTの整流性の原因は電極界面のショットキー障壁が寄与していると考えられる。従来のGST相変化メモリセルのI-V特性は整流性を示さなかったので、バイアスの方向に関する研究は殆ど見られなかった。しかしながら、新材料、とりわけCGTを用いた相変化メモリセルの動作特性は、そのバイアス方向を考慮して解析する必要がある。例えば、順方向に比べて、逆方向の抵抗は高くなるので、逆バイアスで抵抗を読み取る事で、相変化メモリの抵抗差を向上できる事が分かった。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (1 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Investigation of bias polarity dependence of set operation in GeCu2Te3 phase change memory2018

    • Author(s)
      J.S. An, K.J. Kim, C.M. Choi, S. Shindo, Y. Sutou, Y.H. Song
    • Journal Title

      Electronics Letters

      Volume: 54 Issue: 6 Pages: 350-351

    • DOI

      10.1049/el.2017.3902

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Inverse Resistance Change Cr2Ge2Te6-Based PCRAM Enabling Ultralow-Energy Amorphization2018

    • Author(s)
      Shogo Hatayama, Yuji Sutou, Satoshi Shindo, Yuta Saito, Yun-Heub Song, Daisuke Ando, and Junichi Koike
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: 2725-2734

    • DOI

      10.1021/acsami.7b16755

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Molybdenum oxide-base phase change resistive switching material2017

    • Author(s)
      Y. Ogawa, S. Shindo, Y. Sutou, J. Koike
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 111 Issue: 16 Pages: 163105-163105

    • DOI

      10.1063/1.5000410

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electronic Structure of Transition-Metal Based Cu2GeTe3 Phase Change Material: Revealing the Key Role of Cu d Electrons2017

    • Author(s)
      Y. Saito, Y. Sutou, P.Fons, S. Shindo, X. Kozina, J.M. Skelton, A.V. Kolovov, K. Kobayashi
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 29 Issue: 17 Pages: 7440-7449

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.7b02436

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Implementation of pulse timing discriminator functionality into a GeSbTe/GeCuTe double layer structure2017

    • Author(s)
      Akimoto Ryota、Handa Hiroaki、Shindo Satoshi、Sutou Yuji、Kuwahara Masashi、Naruse Makoto、Saiki Toshiharu
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 25 Issue: 22 Pages: 26825-26825

    • DOI

      10.1364/oe.25.026825

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Interfacial properties of Electrodes/GeCu2Te3 phase change material2017

    • Author(s)
      S. Shindo, Y. Sutou, J. Koike, Y. Saito, Jun-seop An, Y.-H. Song
    • Organizer
      The 29th Symposium on Phase Change Oriented Science (PCOS2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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