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2013 年度 実績報告書

実用化に向けて相変化メモリにおける高速高信頼性多値記録に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24686042
研究機関群馬大学

研究代表者

イン ユウ  群馬大学, 理工学研究院, 助教 (10520124)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード多値記録 / 相変化メモリ / 不揮発メモリ
研究概要

(1)緩やかなρ-Tをもつ相変化材料を利用し、電流掃引や電圧掃引法により、8、16値の多値記録を実証した。Nを添加したSb2Te3において、緩やかなρ-T特性を得ることに成功した。この特性を十分に生かし、電流掃引により、最初に8値の多値記録を実証した。電流掃引の最大値を細かく制御することにより、16値の多値記録を実証した。
(2)高い抵抗率比(アモルファス相/結晶相)で、緩やかなρ-Tをもつ相変化材料を利用し、電流掃引や電圧掃引法により、超多値記録を実証した。Ge1Sb4Te7においても、緩やかなρ-T特性を得ることに成功した。電流掃引により、23値までの多値記録を実証した。Ge1Sb4Te7横型素子において、6値までの繰り返しに成功した。
(3)有限要素法による多値記録素子構造の最適化を行った。 材料の物性は素子の動作特性に大いに影響を与えるので、相変化材料と電極材料等の抵抗率、熱伝導率、熱容量を考慮し、素子構造を設計した。相変化メモリの構造には主流の縦型と消費電力の低い横型がある。本研究では、この二種類の素子における熱分布を解析した。解析した結果を基づき、多値記録の高速化を可能にする素子構造を見出した。
(4)有限要素法による印加パルスの形状の最適化を行った。 パルスの形状も相変化メモリ動作時の重要なパラメーターである。本研究では、従来の単一パルスの他、階段状パルスと立下りを制御されたパルスも検討した。有限要素法を用いて、パルス印加による結晶相とアモルファス相の比率変化を調べ、多値記録の高速化を可能にするパルスの形状を見出した。また、階段状パルス印加による多値記録を実証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画の通りに超多値記録を実証した。
多値記録の繰り返しも実証した。
また、多値記録の高速化も進んできた。

今後の研究の推進方策

今後としては、計画通りに進めて行こうと思う。

次年度の研究費の使用計画

相変化メモリの作製に使う相変化材料のターゲットを購入しようと思ったが、頼んだところで在庫はなかったため、H26年に納品する予定である。
また、実験とシミュレーション等はほぼ私が行ったため、謝金を出せなかった。
H26年度では、必要なターゲットを複数購入する。
また、学生3名が本研究を従事することになったので、謝金を支給する予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) 備考 (1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 ページ: 389-395

    • DOI

      10.1504/IJNT.2014.060556

    • 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

    • 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

    • DOI

      10.1021/nn4000176

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current density enhancement nano-contact phase-change memory for low writing current2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, S. Hosaka, W. I. Park, Y. S. Jung, K. J. Lee, B. K. You, Y. Liu, and Q. Yu
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 103 ページ: 033116 1-5

    • DOI

      10.1063/1.4816080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Volume-change-free GeTeN film for high-performance phase-change memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, H. Zhang, S. Hosaka, Y. Liu, and Q. Yu
    • 雑誌名

      J. Phys. D: Appl. Phys.

      巻: 46 ページ: 505311 1-5

    • DOI

      10.1088/0022-3727/46/50/505311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recrystallization process controlled by staircase pulse in phase change memory2013

    • 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

    • 査読あり
  • [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
    • 年月日
      20140202-20140206
  • [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
    • 年月日
      20140201-20140208
  • [学会発表] Nano-contact phase-change memory2013

    • 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
      Kiryu, Gunma, Japan
    • 年月日
      20131219-20131219
  • [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
      2013 2nd International Symposium on Quantum, Nano and Micro Technologies (ISQNM 2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20131201-20131202
  • [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
    • 年月日
      20130917-20130920
  • [学会発表] TiSiN Films by Reactive RF Magnetron Co-Sputtering for Ultra-Low-Current Phase-Change Memory2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yin, and S. Hosaka
    • 学会等名
      5th International Conference on Mechanical and Electrical Technology (ICMET 2013)
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      20130721-20130721
  • [備考] Yin's homepage

    • URL

      http://www.ps.eng.gunma-u.ac.jp/~yinyou/

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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