PNメモリダイオードの開発と最密配列メモリへの応用

• 研究課題/領域番号: 26289099
• 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: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 須田 良幸 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10226582)
• 研究分担者: 塚本 貴広 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50640942)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 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 / 先端機能デバイス / 電子デバイス・機器 / 界面電位

研究成果の概要

提案した理論的に細密なクロスポイント配列に適した抵抗変化型の不揮発性メモリ特性と整流特性を併せ持つメモリダイオードについて，基本構造と動作機構を明らかにした．メモリ効果に寄与する電子捕獲欠陥の起源を分析し，電子捕獲層の構造と製法とメモリ特性との相関について明らかにした．得られたメモリダイオードのエンデュランス、書き込み速度の個別特性として、10の7乗回、20μs以下が得られ、現行のフラッシュメモリを超える特性を取得した．さらに，200℃以下の低温製造プロセスの開発に至り，クロスポイント配列への適合性を提示した．

研究成果

• [雑誌論文] Crystallinity control of SiC grown on Si by sputtering method (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Watanabe, Takahiro Tsukamoto, Koichi Kamisako, Yoshiyuki Suda
  • 雑誌名: J. Crystal Growth 巻: 463 ページ: 67-71
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2017.01.042
  • 査読あり
• [雑誌論文] p-Cu2O/SiOx/n-SiC/n-Si memory diode fabricated with room-temperature-sputtered n-SiC and SiOx (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Yamashita, Takahiro Tsukamoto, Yoshiyuki Suda
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 55 号: 12 ページ: 124103-124103
  • DOI: 10.7567/jjap.55.124103
  • NAID: 210000147298
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] p-Cu2O/AlOx/n-SiC/n-Si構造の不揮発性pnメモリダイオードと低電圧動作 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋充沙、塚本貴弘、須田良幸
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 116 ページ: 17-20
• [雑誌論文] p-Cu2O/SiCxOy/n-SiC/n-Si memory diode having resistive nonvolatile memory and rectifying behaviors (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Yamashita, Yoshihiko Sato, Takahiro Tsukamoto, and Yoshiyuki Suda
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 7 号: 7 ページ: 074203-074203
  • DOI: 10.7567/apex.7.074203
  • NAID: 210000137173
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] p-Cu2O/SiOx/n-SiC構造pnメモリダイオードの低温形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下敦史、塚本貴広、須田良幸
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 114 ページ: 43-47
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] p-Cu2O/SiNx/n-SiC/n-Si構造の抵抗変化型不揮発性メモリダイオード (2017)
  • 著者名/発表者名: 素村晃浩, 塚本貴広, 加藤格, 雑賀章浩, 須田良幸
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] SiCxOyおよびSiOx電子捕獲層を用いた不揮発性pnメモリダイオードの特性制御SiCxOyおよびSiOx電子捕獲層を用いた不揮発性pnメモリダイオードの特性制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土屋充沙，塚本貴広，加藤格，雑賀章浩，須田良幸
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] p-Cu2O/AlOx/n-SiC/n-Si-structured nonvolatile pn memory diode with low switching voltages (2016)
  • 著者名/発表者名: Misa Tsuchiya, Tsukamoto Tsukamoto and Yoshiyuki Suda
  • 学会等名: 29th Int. Microprocesses and Nanotechnology Conf.
  • 発表場所: ANA Crowne Plaza Kyoto (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] p-Cu2O/AlOx/n-SiC/n-Si構造の不揮発性pnメモリダイオードと低電圧動作 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋充沙、塚本貴弘、須田良幸
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都、八王子市）
  • 年月日: 2016-07-23
• [学会発表] Au/CuOx/(CuxNiySiz)mOn/n-Si構造の抵抗変化型不揮発性メモリ (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩佐太陽、塚本貴広、須田良幸
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都、目黒区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] SiGe Sputter Epitaxy and Its Application to SiGe 2D Devices (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Suda, Takahiro Tsukamoto, Nobumitsu Hirose, Akifumi Kasamatsu, Toshiaki Matsui, Takashi Mimura
  • 学会等名: Collaborative Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Eaton Hotel (Hong Kong, China)
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 抵抗変化型不揮発性メモリの探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 須田良幸
  • 学会等名: De Novo Si Workshop
  • 発表場所: 静岡大学（静岡県、浜松市）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] Au/CuOx/NiOx/n-Si 2層金属酸化物構造の抵抗変化型不揮発性メモリ (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩佐太陽、塚本貴広、須田良幸
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県、平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] p-Cu2O/AlOx/n-SiC pnダイオード構造の抵抗変化型不揮発性メモリ (2015)
  • 著者名/発表者名: 土屋充沙、山下敦史、塚本貴広、須田良幸
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県、平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Al/AlOx/SiCxOy/SiC/n-Si Structured Resistive Nonvolatile Memory Formed by Autoxidation of Al (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyohei. Kida, Takahiro Tsukamoto and Yoshiyuki Suda
  • 学会等名: 27th Int. Microprocesses and Nanotechnology Conf.
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] p-Cu2O/SiOx/n-SiC pnダイオード構造抵抗変化型メモリの低温形成技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下敦史、塚本貴広、須田良幸
  • 学会等名: 第75回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [備考] 須田研究室
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~boss/