| 研究課題/領域番号 |
26630126
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
森本 章治 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (60143880)
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| 研究分担者 |
川江 健 金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (30401897)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 強誘電体 / 不揮発メモリ / 抵抗変化型メモリ / 希土類添加ビスマス鉄酸化物 / 書き込み / 読み出し / 保持特性 / 疲労特性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、元素添加法により強誘電体薄膜を堆積し、新規強誘電体抵抗変化型不揮発メモリを作製し、その不揮発メモリ機構を解明すると共に、そのメモリ機構に基づいた新規不揮発メモリの高性能化を図ることを目的としている。具体的には、既存の不揮発メモリ素子であるReRAMやPRAMの抵抗層の替わりに強誘電体を用い、現在の不揮発メモリの性能を越える抵抗変化型不揮発メモリを実現することを目指している。
Nb0.05 wt.%添加SrTiO3基板上にSrRuO3下部電極薄膜を堆積し、さらにその上にNd10wt.%添加したBi1.0Nd0.1Fe1.0O3（BNF）薄膜をPulsed Laser Deposition法により堆積し、最後に真空蒸着法によりAuを堆積し、MFM型キャパシタ構造を作製した。作製した試料の構造解析をXRD、電気特性評価を強誘電体評価システムFCE-3により行った。
作製した試料は、100μsの書き込みパルスにおいてON/OFF比868と優れたメモリ特性を示した。また、30μ秒での書き込みや読み出しが可能であることも確認された。また、1万秒後もデータを保持が可能なこと、10万回の書き込みも可能であることも確認された。現行のReRAMと比較すると、このデータ保持特性や書き込み疲労特性はいずれもまだ及ばず、各特性の更なる改善が必要であるが、本メモリは大きな抵抗変化特性に加え、さらなる高速書き込みの可能性も有している。またこれらの特性は、我々の想定している強誘電体の反電界に起因する障壁高さ変調モデルにより、かなり説明されることもわかった。
以上の結果より、BNF強誘電体薄膜を用いた抵抗変化型メモリは、さらなる書き込み・読み出し特性、保持特性や疲労特性を改善することで、将来のメモリとして応用可能と考えられる。
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