| 研究課題/領域番号 |
21K18827
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
千葉 大地 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (10505241)
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| 研究分担者 |
深見 俊輔 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60704492)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 瞬間熱処理 / フラッシュランプアニーリング / スピントロニクス / 磁気トンネル接合 / フレキシブルスピントロニクス / 熱処理プロセス / フラッシュランプアニール / スピントロニクスデバイス / フレキシブルエレクトロニクス / 瞬間結晶化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
革新的なデバイスプロセスとは何であろうか？本研究では半導体分野等で利用が広がりつつある超瞬間熱処理プロセスに注目する。そして、新たな産業展開を見せようとしている先端研究へこれを拡大適用することで(i)デバイスプロセス革命をもたらし、(ii)不可能を可能にするプロセスで、作れなかったデバイスの作製を可能ならしめることに挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
CoFeB/MgO系MTJにおいて、フラッシュランプアニーリングを用いることにより、わずか1.7秒で100％に迫る高いTMR比を達成した。CoFeB層は熱によるBの拡散が完了する前に結晶化し始める可能性が高いことが分かった。これらの結果と考察から、CoFeB 層の結晶化、B 拡散等を細かく制御することが、フラッシュランプアニーリング 条件をさらに改善する重要な要素になることが予想される。この結果は、フラッシュランプアニーリングが固体磁気メモリ(MRAM)や磁気センサーの製造において重要なスピントロニクスデバイスプロセスの時間コストを大幅に削減できることを示唆している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた結果は、フラッシュランプアニーリング手法による瞬間熱処理がMRAMや磁気センサーの製造において重要なスピントロニクスデバイスプロセスの時間コストを大幅に削減できることを示唆している。また、圧倒的な時間短縮に加え、アニール処理にかかるエネルギーコストの削減も期待される。基板とその上のデバイスの間の温度勾配のさらなる調査が必要であるが、FLAは耐熱性の低いフレキシブルまたはストレッチャブル基板上に形成されたスピントロニクスデバイスのアニールプロセスとしても有用であると考えられる。
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