| 研究概要 |
本研究では,フェリチンを利用したバイオナノプロセスとHigh-k膜を融合した次世代のナノドット型フローティングゲートメモリに関する研究を行った。トンネル酸化膜であるHfO_2に吸着したCo-BNDの吸着状態を確認した結果、理想状態の80%以上の高い吸着率が得られた。フローティングゲート型MOSキャパシタを作製し, メモリ特性を測定した。測定結果からこのMOSキャパシタには良好なメモリ特性が現れていることが確認された。さらにフローティングゲート型MOSFETを作製し, メモリ特性を測定した。その結果、このMOSFETは優れたメモリ特性を有し, 信頼性が高いということも確認できた。比較のために作製されたSi酸化膜と比較して20倍以上のメモリウインドウが得られた。
また、シリコン酸化膜中に埋め込まれたCo-BNDsの還元状態制御によってメモリ特性向上の可能性を探ることを目的とし, 様々な条件でアニールを行い, シリコン酸化膜中のCo-BNDsの還元状態を評価した。併せて電気特性として, Co-BNDsを電荷保持ノードとしたMOSキャパシタのC-V特性からメモリ特性の評価を行った. シリコン酸化膜中にCo-BNDsを埋め込み, ランプアニール炉によるRTA処理後にXPSによって還元状態を評価した. その結果, 水素雰囲気では, 350℃から還元反応が始まり、また, 還元反応が水素流量に依存している傾向があることも確認した. 水素雰囲気4%で800℃, 10minのアニールで完全にCo-BNDsが還元されて金属化させることが出来るということも確認できた. バンドダイアグラムから考察すると、金属化されることによって、仕事関数が大きくなり、ポテンシャル井戸の深さが、変化することによって、メモリ特性の向上が図られたと解釈した。この素子は熱処理によって、メモリ特性を制御できる可能性がある。
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