強誘電体ゲート型カーボンナノチューブFETによる新規不揮発性メモリの開発

使用铁电门型碳纳米管FET开发新型非易失性存储器

• 批准号: 17656119
• 负责人: 中山 喜萬
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656119/
• 关键词: カーボンナノチューブFET; 強誘電体薄膜; 強誘電体ゲート型FET; 不揮発性メモリ; アルコールCVD; 化学溶液製膜法

カーボンナノチューブFETは現行のSiデバイスに替わる次世代の演算素子として注目されている.本研究ではカーボンナノチューブFETのゲート絶縁膜に強誘電体を用いた新規なデバイスを提案した.この強誘電体ゲート型カーボンナノチューブFETでは,カーボンナノチューブの優れた電気的特性と,強誘電体の分極履歴特性を融合させることで,高速動作と不揮発性記憶という機能を併せ持つメモリ素子の実現が期待できる.化学溶液法によりPt電極上に作製したPb(Zr_<0.5>Ti_<0.5>)O_3薄膜上に,アルコールを原料にしたCVD法により作製したシングルウォールのカーボンナノチューブを分散させ,フォトリソグラフ法を用いてソース,ドレイン電極を形成し,FETを作製した.電気的評価を行った結果,ゲート電圧の印加によってドレイン電流が変調されるドレイン電流-ドレイン電圧特性が得られ,作製したデバイスがトランジスタとして動作していることが確認できた.また,ドレイン電流-ドレイン電圧特性では,ゲート電圧の挿引方向によって閾値電圧が変化したことを示すメモリウインドウが得られた.その閾値の変化の方向から,このメモリウインドウが,一般的に見られる電荷注入に起因するものではなく,分極の残留に起因するものであることがわかった.さらにそのメモリウインドウが,ゲート電圧の挿引幅を増加させた時に飽和することなど,強誘電体薄膜の自発分極によって,カーボンナノチューブ内の電気伝導が制御されていることを示す複数の結果が得られた.以上より,作製した強誘電体ゲート型カーボンナノチューブFETが不揮発性メモリとして動作していることを確認し,新規なデバイスとして有望であることを示すことができた.

The next generation of computing elements and the next generation of computing elements are replaced by current Si devices. In this paper, we propose a new method for the application of ferroelectric thin film in FET. The characteristics of the polarization of the ferroelectric are fused together, and the function of high speed operation and non-volatile memory is maintained. Chemical solution method is used to prepare Pb(Zr_<0.5>Ti_<0.5>)O_3 thin film on Pt electrode. CVD method is used to prepare Pb (Zr_Ti_) O_3 thin film. As a result of the evaluation of the current, the current of the voltage is adjusted, and the current of the voltage is determined. The voltage characteristic of the current-voltage field is different from that of the threshold voltage in the direction of the current-voltage field. The direction of threshold value change is different, and the difference is different. In general, the cause of charge injection is different, and the residual cause of polarization is different. In addition, when the voltage amplitude increases, saturation occurs, and the self-generated polarization of the ferroelectric thin film is reduced. The above is a confirmation of the strong induction type of FET, and the new regulation is expected to be implemented.