2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of high-speed nonvolatile memory using intersubband transitions in GaN-based resonant tunneling diodes
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17K06409
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
永瀬 成範 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80399500)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 電子デバイス・機器 / 量子井戸 / トンネル現象 / 超高速情報処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、窒化ガリウム系共鳴トンネルダイオード（GaN系RTD）でのサブバンド間遷移を用いることで、ピコ秒オーダーで動作可能な高速な不揮発メモリを実現することを目標としている。これより、コンピューターの高速領域で動作可能な不揮発メモリを実現し、将来の省エネルギー化技術として期待されているノーマリ―オフコンピューティングの実現に貢献することを目指している。令和元年度は主に、不揮発メモリの安定動作化と微細化に向けた研究を実施した。これまでの研究で、AlNバリア層の欠陥準位を介した電子リーク現象が、不揮発メモリの安定動作化を阻害する要因の一つであることがわかってきた。そこで、この電子リーク現象を抑制することを目的に、GaN井戸層とAlNバリア層との間にAlGaN中間層を導入した新たな量子井戸構造を作製した結果、より安定した不揮発メモリ動作を実現できることを確認した。しかし、この改良により、書き込み電圧と消去電圧が高電圧側へシフトしたことから、今後はこれらを抑制可能な量子井戸構造の設計手法を構築していく必要があると考えている。また、不揮発メモリの微細化に向けて、コンタクト抵抗低減のための高濃度Siドーピング技術、および微細メサ構造作製のためのリソグラフィーやドライエッチング技術などを開発した。今後は、これらの技術を用いることで、不揮発メモリの微細化を実現するとともに、より高性能な不揮発メモリの実現に向けた取り組みも実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
最終年度までには、直径1ミクロンの微細メサ構造を有する不揮発メモリを実現することを予定していた。しかし、雑誌掲載のための編集作業において、出版社との調整ミス等があり、その対策に比較的時間を要したことから、当初の計画から遅れが生じた。また、親族を介護する必要性も生じ、最終年度中に、計画の遅れを取り戻すことは困難であると判断したため、一年間延長することにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに開発したプロセス技術や結晶成長技術を用いて、不揮発メモリの微細化と更なる高性能化を実現する。また、本研究課題で得られた研究成果を総括し、本不揮発メモリの性能限界を明らかにすることで、次世代ノーマリーオフコンピューティング用高速不揮発メモリとしての可能性を示すことを予定している。
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| Causes of Carryover |
（理由）
雑誌掲載の遅れに伴い、研究計画に遅れが生じたために次年度使用額が生じた。また、新型コロナウイルスの影響により、本年度末に開催予定であった学会が延期となり、その参加費や旅費が持ち越しとなったために次年度使用額が増加した。
（使用計画）
上記の繰り越し予算は、本研究課題の最終目標達成に向けて、不揮発メモリ微細化とその評価系構築のための費用として主に利用する。また、開催延期となった学会の参加費や新たに得られた成果の論文掲載料などに利用することを予定している。
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