研究課題
1.電気特性、X線回折、TEMによりNドープによる相変化薄膜の結晶粒子の微細化を研究した。電気特性結果:Ge_2Sb_2Te_5(GST)膜のアニール温度とシート抵抗変化の関係は、アモルファス状態の抵抗値から150℃で抵抗値が下がりはじめ約180℃で約3桁下がる。約200℃でいったん低下速度が落ち着くが、その後、徐々に低下が続く特性となる。窒素比率0.03および0.13について、抵抗値を測定した。抵抗値は約180℃で下がり始め、ゆっくりと低下することが分った。XRD結果:アニール温度による結晶構造変化をX線回折法で解析した結果、X線回折では、150℃でFCC構造した結晶構造が見えはじめ、その後、FCC構造を示すスペクトルが強くなり、335℃でHEX(六方晶)構造に変化している。窒素ドープのGSTでは、ドープ量と共に平均結晶サイズは小さくなる。280℃において、窒素ドープすることにより結晶サイズは数10nmから5nmに微細化することができた。TEM結果:明視野でのTEM像において、アニール温度と共に、180℃までは結晶サイズが大きくなる傾向が計測できたが、その後、小さくなる(>200℃)傾向にあった。さらに、HEX構造となり、結晶サイズは大きくなった。280℃において、窒素ドープすることにより結晶サイズは数10nmから5nmに微細化したことを確認した。2.超高密度低消費電力相変化メモリセルを開発するため、ブロックコポリマー自己組織化と2ステップエッチングにより相変化TiN/GST/TiNナノ列(207Gbit/in^2)を加工し、メモリの電気特性を評価した。これらの微細相変化メモリセルは1.1Vという低い閾値電圧でも結晶化させた。さらに、1.8V、100nsのパルスで100μAという低リセット電流でアモルファス化させることに成功した。
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