2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of memory diode and its application to densest array memory
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26289099
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
須田 良幸 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10226582)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚本 貴広 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50640942)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 半導体メモリ / 不揮発性メモリ / 抵抗変化型メモリ / ＰＮダイオード / クロスポイント型配列 / ＳｉＣ / 界面準位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は研究代表者が初めて提案実証した、現在の３端子メモリより高密度化が可能な２端子で動作し、且つ、メモリ素子にダイオード特性が要請される理論的に最密なクロスポイント配列が実現可能な、ダイオード特性とメモリ機能を併せ持つ、新概念の「pnメモリダイオード」について、動作原理の探索と、材料と構造と製造プロセスとの相関の解析と最適化に関する研究を進めた。このメモリは金属(M)/p-Cu2O/電子捕獲層/n-SiC/n-Si/金属(M)の基本構造から成る。電子捕獲層にAlOxを用いて探索した結果、Al2O3の完全酸化膜が形成されていて且つ薄い方が特性が良く、３００万回の良好なエンデュランス（スイッチング）特性を達成した。また、電子捕獲層にSiCの酸化膜を用いていたが、酸化度と酸化膜厚を独立に制御できるリアクティブスパッタ法を導入し、SiOx層の酸化度と酸化膜厚の独立制御を可能とした。この方法で、電子捕獲層としてSiOx層を形成した。形成後のアニールによって、上層にSiO2完全酸化膜を形成した場合に３００万回の良好なエンデュランス特性を得た。さらに、電子捕獲層としてSiNxを用いることを検討した。この形成にリアクティブスパッタ法を導入し、SiNx層の窒化度と窒化膜厚の独立制御を可能とした。この方法で、電子捕獲層としてSiNx層を形成した。その結果、３０万回の良好なエンデュランス特性を得た。以上、本メモリの動作を決定する中核構造の電子捕獲層について、膜中の深さ方向の組成分布、および、膜厚が繰り返しメモリ特性に強く相関するという、極めて重要な構造と動作特性との相関に関する知見を得、メモリ特性を決定する最適化の指針を得た。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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