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次世代コンピューティング技術構築に向けた高速サブバンド間遷移不揮発メモリの開発

开发高速子带间转换非易失性存储器以构建下一代计算技术

基本信息

批准号：
20H02214
负责人：
永瀬成範
金额：
$ 11.48万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02214/
关键词：
窒化物半導体量子井戸トンネル現象超高速情報処理

项目摘要

本研究では、窒化ガリウム系共鳴トンネルダイオード（GaN系RTD）でのサブバンド間遷移現象を用いることで、ピコ秒オーダー動作の高速な不揮発メモリを実現することを目指している。本研究課題では、この実現のために、（１）Siデバイスや他の不揮発メモリとのハイブリット集積化を可能にする結晶成長技術と（２）ナノメートルオーダーまでのメモリ微細化技術を確立することを予定している。令和3年度及び令和4年度は、（１）の結晶成長技術確立に向けて、令和2年度までに開発した窒素キャリアガスとTMInサーファクタントを用いたGaN/AlNヘテロ界面改善技術と、低温成長AlGaN層とAlN層を用いた歪緩和技術を用いることで、良質なGaN/AlN系RTDをSi(111)基板上に作製することを検討した。その結果、ピット状の結晶欠陥や貫通転位密度の少ないGaN/AlNヘテロ界面を形成することに成功し、ON/OFF比＞440、高速書き込み時間＜9 ns（装置時間分解能）などの良好な不揮発メモリ動作を、Si(111)基板上でも実現することに成功した。また、これらの成果を、2022年秋季応用物理学会学術講演会で発表した結果、第20回応用物理学会Poster Awardを受賞することに成功した。また、（２）の微細化技術の確立に向けて、EB描画とICPドライエッチングを用いた直径nmオーダーの微細メサ構造形成技術やSiNを用いた微細メサ構造埋め込み技術などのプロセス基盤技術を構築した。最終年度は、これらの結晶成長技術とプロセス技術を用いることで、Si(111)基板上に微細GaN/AlN系RTDを作製し、良好な不揮発メモリ動作の実現を目指す。

This study examines the migration between GaN-based RTDs and GaN-based resonance RTDs. Phenomenon is the use of high-speed いることで, ピコsecond オーダー action, high-speed な non-waving 発メモリを実appear することを Eye finger している. The subject of this research is the possibility of integrating the Si-デバイスやの不动発メモリとのハイブリットにするCrystal growth technology and (2) ナノメートルオーダーまでのメモリmicronization technologyをEstablished and establishedしている. In the third year of Reiwa and in the fourth year of Reiwa, the establishment of crystal growth technology for (1), and in the second year of Reiwa. Open the 発したsuffocation element TMInサーファクタントを with いたGaN/AlN ヘテロInterface improvement technology, low-temperature growth of AlGaN layer and AlN layer, and distortion alleviation technology, and high-quality GaN/AlN-based RTD are manufactured on Si (111) substrate. The result is that the GaN/AlN interface has been successfully formed due to lack of solid crystallization and penetration of the bit density, ON/OFF ratio＞440, high-speed reading time＜9 ns (device time decomposition energy) is good and does not cause any problems. It is possible to achieve successful operation on Si (111) substrate.また、これらのachievementsを、The results of the 2022 Autumn Society for Applied Physics Academic Lecture Symposium、The 20th Society for Applied Physics Poster AwardをReceived the successした.また, (2) Micronization technology established by にけて, EB drawing and ICP ドライエッチングを use いた diameter nmオーダーのFine structure forming technology やSiNを is built with いたFine structure burying め込み technology などのプロセス base technology を. In the final year, は, これらのcrystal growth technology and とプロセス技术をいることで, Si(111) based The micro-GaN/AlN based RTD on the board is fabricated and has excellent non-waxing and non-slip motion.