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ナノスケール不揮発性メモリによるビッグデータストレージシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25820147
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関中央大学

研究代表者

上口 光  中央大学, 公私立大学の部局等, 助教 (30536925)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2013年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードストレージ / 不揮発性メモリ / 超格子構造 / メモリ回路
研究概要

NAND型フラッシュメモリを超える、次世代のナノスケール抵抗変化メモリの研究開発を行った。本研究課題では、次世代ナノスケール抵抗変化メモリである、超格子構造の相変化メモリデバイスに着目して研究を遂行した。
まず、メモリの動作メカニズム解明のために、超格子構造相変化メモリデバイスの測定を行い、スイッチングで消費するエネルギー、動作速度などを評価し、従来比で1/10の消費電流、数10nsオーダーのスイッチング速度を示した。また、デバイスの構造変化時に流れる電流波形を観測することにより、超格子相変化メモリデバイスの構造変化がどのようにして発現するのか、ということを詳細に調査した。
更なるメモリ密度向上に向けて、多値動作に関する検討も行った。測定により、多値動作は可能であり、また、二段階パルスを与えることにより、より高精度な抵抗値制御が可能であることを示した。これらの成果をまとめて、国際会議、論文誌などで発表した。
また、次世代ナノスケール抵抗変化メモリに適した周辺回路開発も併せて行った。提案した書込み、読出し回路を用いることにより、供給電圧や温度変化に対してロバストな不揮発メモリが実現できることを示した。これらの成果も、主要国際会議や雑誌論文誌などで発表した。
本年度の研究成果により、本研究の最終目標である、従来デバイス比で2桁以上の性能向上、消費エネルギー1/100、10倍以上の寿命を実現する、ナノスケール抵抗変化メモリのフィージビリティを示し、量子、結晶工学、計算機・ネットワークアーキテクチャの学問分野の発展に寄与した。

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A temperature tracking read reference current and write voltage generator for multi-level phase change memories2014

    • 著者名/発表者名
      K. Johguchi, T. Egami, K. Miyaji and K. Takeuchi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E97-C, No. 4 ページ: 342-350

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NAND phase change memory with block-erase architecture and pass-transistor design requirements for write and disturbance2014

    • 著者名/発表者名
      K. Johguchi, K. Yoshioka and K. Takeuchi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E97-C, No. 4 ページ: 351-359

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of multi-level-cell and SET operations on super-lattice phase change memories2014

    • 著者名/発表者名
      T. Egami, K. Johguchi, S. Yamazaki and K. Takeuchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (JJAP)

      巻: 53 号: 4S ページ: 04ED02-04ED02

    • DOI

      10.7567/jjap.53.04ed02

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 半導体不揮発メモリを用いた次世代SSDの研究開発2014

    • 著者名/発表者名
      上口 光
    • 学会等名
      電子情報通信学会 集積回路研究会
    • 発表場所
      京都大学、京都市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of multi-level-cell operation with 2-step SET pulse and SET operation on super-lattice phase change memories2013

    • 著者名/発表者名
      T. Egami, K. Johguchi, S. Yamazaki and K. Takeuchi
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Write voltage and read reference current generator for MLC-PCM considering with temperature characteristics2013

    • 著者名/発表者名
      K. Johguchi, T. Egami, K. Miyaji and K. Takeuchi
    • 学会等名
      Phase Change Oriented Science (PCOS)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Low-power super-lattice phase-change memory without melting and write-pulse down slope2013

    • 著者名/発表者名
      K. Johguchi, K. Yoshioka and K. Takeuchi
    • 学会等名
      Phase Change Oriented Science (PCOS)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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