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相変化材料のナノ秒領域における高速結晶化温度特性の解明と多値記録への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24360003
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関群馬大学

研究代表者

保坂 純男  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (10334129)

研究分担者 桑原 正史  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門・メゾ構造制御グループ, 研究員 (60356954)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2014年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2013年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード相変化メモリ / 結晶化 / 結晶化温度 / 階段パルス / 結晶化温度時間特性 / 電流加熱シミュレーション / 多値記録 / 相変化 / 活性エネルギ / 温度抵抗特性 / 温度シミュレーション / ナノ秒領域 / 高速度結晶化
研究成果の概要

本研究は不揮発メモリに使用する相変化材料についてナノ秒領域での結晶化温度特性について調べた。実験では階段パルスを用いて相変化材料を溶融、結晶化することをナノ秒領域で計測した。計算では、相変化材料内の温度をナノ秒領域で予測した。実験の結晶化率と計算の温度分布からナノ秒領域における結晶化温度特性を得た。試料はGe2Sb2Te5とGeTeを用いた。前者では、100%結晶化率には約300nsが必要で、結晶化温度は、100nsで約320℃であった。一方、後者では100%結晶化率に40ns、結晶化温度は、40nsで約180℃であった。GeTeの原子が動き易いことが分かり、本研究手法を確立することができた。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 21件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (24件)

  • [雑誌論文] Effect of a separate heater structure for crystallisation to enable multilevel storage phase-change memory2014

    • 著者名/発表者名
      R. I. Alip, Z. Mohamad, Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Int. J. of Nanotechnology

      巻: 11 号: 5/6/7/8 ページ: 389-395

    • DOI

      10.1504/ijnt.2014.060556

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recrystallization process controlled by staircase pulse in phase change memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, R. Kobayashi, S. Hosaka
    • 雑誌名

      Microelectron. Eng,

      巻: 113 ページ: 61-65

    • DOI

      10.1016/j.mee.2013.07.009

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Controlled crystallization process of phase-change memory device by a separate heater structure2014

    • 著者名/発表者名
      R. Alip, Z. Mohamad, Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 596 ページ: 107-110

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.596.107

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-multilevel-storage phase‐change memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, S. Hosaka
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 936 ページ: 599-602

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amr.936.599

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron beam lithography for fabrication of nano phase-change memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, T. Itagawa, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Applied Mechanics and Materials

      巻: 481 ページ: 30-35

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amm.481.30

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] TiSiN films by reactive RF magnetron co-sputtering for ultra-low-current phase-change memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Applied Mechanics and Materials

      巻: 392 ページ: 702-706

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amm.392.702

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron beam lithography for fabrication of nano phase-change memory, Applied Mechanics and Materials2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, T. Itagawa, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Applied Mechanics and Materials

      巻: 481 ページ: 30-35

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TiSiN films by reactive RF magnetron co-sputtering for ultra-low-current phase-change memory, Applied Mechanics and Materials2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Applied Mechanics and Materials

      巻: 392 ページ: 702-706

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recrystallization process controlled by staircase pulse in phase change memory2014

    • 著者名/発表者名
      You Yin, Ryota Kobayashi, Sumio Hosaka
    • 雑誌名

      Microelectronics Engineering

      巻: 113 ページ: 61-65

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current density enhancement nano-contact phase-change memory for lowwriting current2013

    • 著者名/発表者名
      You Yin, Sumio Hosaka, Woon Ik Park, Yeon Sik Jung, Keon Jae Lee, Byoung Kuk You, Yang Liu, and Qi Yu
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 103

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emulating the paired-pulse facilitation of a biological synapse with a NiOx-based memristor2013

    • 著者名/発表者名
      S. G. Hu, Y. Liu, T. P. Chen, Z. Liu, Q. Yu, L. J. Deng, Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 102 ページ: 1835101-4

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic ellipsometry measurements for liquid and solid InSb around its melting point2013

    • 著者名/発表者名
      Masashi Kuwahara, Rie Endo, Kouichi Tsutsumi, Fukuyoshi Morikasa, Michio Suzuki, Masahiro Susa, Tomoyoshi Endo, Toshiyasu Tadokoro, Sumio Hosaka
    • 雑誌名

      APEX

      巻: 6 ページ: 0825011-4

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled incorporation of modulated block copolymer nanostructures in phase-change memory for switching power reduction2013

    • 著者名/発表者名
      W. I. Park, B. K. You, B. H. Mun, H. K. Seo, J. Y. Lee, S. Hosaka, Y. Yin, C. Ross, K. J. Lee, Y. S. Jung
    • 雑誌名

      ACS NANO

      巻: 7 ページ: 2651-2658

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-level storage in lateral phase-change memory: from 3 to 16 resistance levels2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, R. I. Alip, Y. Zhang, R. Kobayashi, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 534 ページ: 131-135

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel phase-change memory with a separate heater characterized by constant resistance for multilevel storage2013

    • 著者名/発表者名
      R. I. Alip, R. Kobayashi, Y. Zhang, Z. Mohamad, Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 534 ページ: 136-140

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-level storage in lateral phase-change memory : from 3 to 16 resistance levels2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, R. I. Alip, Y. Zhang, R. Kobayashi, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 534 ページ: 131-135

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.534.131

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-assembled incorporation of modulated block copolymer nanostructures in phase-change memory for switching power reduction2013

    • 著者名/発表者名
      W. I. Park, B. K. You, B. H. Mun, H. K. Seo, J. Y. Lee, S. Hosaka, Y. Yin, C. Ross, K. J. Lee, Y. S. Jung
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 7 号: 3 ページ: 2651-2658

    • DOI

      10.1021/nn4000176

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controllable crystallization in phase-change memory for low-power multilevel storage2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 号: 6R ページ: 0641011-4

    • DOI

      10.1143/jjap.51.064101

    • NAID

      40019317143

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-reset current ring confined-chalcogenide phase-change memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 号: 10R ページ: 1042021-5

    • DOI

      10.1143/jjap.51.104202

    • NAID

      40019455840

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material engineering for low power consumption and multi-level storage in lateral phase-change memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, R. I. Alip, Y. Zhang, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 490-495 ページ: 3286-3290

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amr.490-495.3286

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled promotion of crystallization for application to multilevel phase-change memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 100 号: 25 ページ: 2535031-4

    • DOI

      10.1063/1.4730439

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ge1Sb2Te4-based N-doped Chalcogenide for Application to Multi-Level-Storage Phase-Change Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      1st International Symposium of Gunma University Medical Innovation (GUMI) and 6th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering (AMDE)
    • 発表場所
      Kiryu City Performing Arts Center, Kiryu
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] N-doped GeTe Chalcogenide Film for High-Performance Nonvolatile Phase-Change Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      1st International Symposium of Gunma University Medical Innovation (GUMI) and 6th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering (AMDE)
    • 発表場所
      Kiryu City Performing Arts Center, Kiryu
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ge1Sb4Te7 Ultra-Multi-Level Phase-Change Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, S. Iwashita, and S. Hosaka
    • 学会等名
      27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2014)
    • 発表場所
      Hilton Fukuoka Sea Hawk, Hakata
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of N-Doped GeTe Films and Their Applications to High-Performance Nano Phase-Change Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2014)
    • 発表場所
      Hilton Fukuoka Sea Hawk, Hakata
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ultrasmall-Volume-Change Chalcogenide for Performance Improvement of Phase-Change Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      2014 IEEE 12th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology (ICSICT-2014)
    • 発表場所
      Guilin, China
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ultramultiple-level storage in Ge1Sb4Te7-based phase-change memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, S. Iwashita, and S. Hosaka
    • 学会等名
      the 40th International Micro & Nano Engineering Conference (MNE 2014)
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] N-doped GeTe for High-Performance Phase-Change Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      the 23rd Australian Conference on Microscopy and Microanalysis (ACMM23) and the International Conference on Nanoscience and Nanotechnology (ICONN 2014)
    • 発表場所
      Adelaide (Australia)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of Write Current in Phase-Change Memory by Incorporating Self-Assembled Nanostructures2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      the 23rd Australian Conference on Microscopy and Microanalysis (ACMM23) and the International Conference on Nanoscience and Nanotechnology (ICONN 2014)
    • 発表場所
      Adelaide (Australia)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Low-Volume-Change High-Crystallization-Temperature Phase-Change Material for High-Performance Phase-Change Memory by N-Doping into Ge Te2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting, San Francisco, California
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2013-04-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Fast Operation and Freely Achievable Multiple Resistance Levels 1n Ge Te-Based Lateral Phase Change Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, Y. Zhang, and S. Hosaka
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting, San Francisco, California
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2013-04-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electron Beam Lithography for Fabrication of Nano Phase-Change Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, T. Itagawa, and S. Hosaka
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Quantum, Nano and Micro Technologies (ISQNM 2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Nano-contact for small power consumption in phase change memory2013

    • 著者名/発表者名
      S. Hosaka, H. Zhang, M. Huda, and Y. Yin
    • 学会等名
      The 25th Symposium on Phase Change Oriented Science
    • 発表場所
      Sendai, Miyagi, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ultralow-write-current Nano-contact Phase-change Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2013)
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Staircase pulse programming for recrystallization control in phase-change memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, R. Kobayashi, Y. Zhang, R. I. Alip, and S. Hosaka
    • 学会等名
      the 39th International Micro & Nano Engineering Conference (MNE 2013)
    • 発表場所
      London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Nano-contact phase-change memory for ultralow writing reset current2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      the 39th International Micro & Nano Engineering Conference (MNE 2013)
    • 発表場所
      London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fast Operation and Freely Achievable Multiple Resistance Levels in GeTe-Based Lateral Phase Change Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, Y. Zhang, and S. Hosaka
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Low-Volume-Change High-Crystallization-Temperature Phase-Change Material for High-Performance Phase-Change Memory by N-Doping into GeTe2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fast Operation and Resistance Control in GeTe Based Lateral Phase Change Memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      4th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering (AMDE)
    • 発表場所
      Gunma, Japan
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Controlled Crystallization Process of Phase-change Memory device by a Separate Heater Structure2012

    • 著者名/発表者名
      R. Alip, Z. Mohamad, Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      4th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering (AMDE)
    • 発表場所
      Gunma, Japan
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Current-driven crystallization promotion for multilevel storage in phase-change memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, R. I. Alip, and S. Hosaka
    • 学会等名
      The 24th Symposium on Phase Change Oriented Science (PCOS 2012).
    • 発表場所
      Shizuoka, Japan
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Low-stress high-crystallization-temperature doped GeTe for improving performance of phase-change memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      the 38th International Micro & Nano Engineering Conference (MNE 2012)
    • 発表場所
      Toulouse, France
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Controlled promotion of crystallization for multilevel phase-change memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      the 38th International Micro & Nano Engineering Conference (MNE 2012)
    • 発表場所
      Toulouse, France
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Level Storage Phase-Change Memory2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      20 12 International Conference Oil Mechatronics and Intelligent Materials
    • 発表場所
      Guilin, China(招待講演)
    • 年月日
      2012-05-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nano-contact phase-change memory

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      5th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering (AMDE)
    • 発表場所
      Gunma, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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