窒化物の高速相変化現象とそのメモリデバイスへの展開

氮化物的快速相变现象及其在存储器件中的应用

• 批准号: 22K20474
• 负责人: 双 逸
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20474/
• 关键词: 相変化メモリ; 窒化物; 不揮発メモリ; CrN

ＡＩ、ＩｏＴ、ｂｅｙｏｎｄ　５Ｇの発展により、ネットワークを流通するデータトラフィック量は飛躍的に増加しており、それを支える不揮発性メモリ（ＮＶＭ）の高速化や大容量化が強く望まれている。現在主流のＮＶＭ：フラッシュメモリが微細化の限界を迎えている中、より大幅に高速化かつ省電力化が可能な次世代ＮＶＭ：相変化メモリ（ＰＣＲＡＭ）が注目されている。Ｇｅ－Ｓｂ－Ｔｅ（ＧＳＴ）系ＰＣＭが実用材に使われており、Ｉｎｔｅｌ／Ｍｉｃｒｏｎ社がＰＣＲＡＭを原理としたＳＳＤを製品化し、従来ＳＳＤよりも高速動作かつ長期耐久性を実現している。しかし、ＧＳＴでは情報記録にアモルファス相状態を用いるため、幾つかの課題を抱えている。まず、ＧＳＴアモルファス相の結晶化温度Ｔｘ（～１６０℃）が低いため、①自動車分野など高温環境下で使用できない、②メモリ素子アレイ構造が更に微細化するとメモリ素子間の熱クロストークが顕在化する、といったように耐熱性に課題を残している。また、アモルファス化のため材料を融解しなければならず、大きなジュール熱エネルギーが必要であり、動作エネルギーがどうしても高くなってしまうという本質的な課題を持つ。最後に、含まれるＴｅ元素は必ずしも環境に優しいものではない。それ故、究極的には、アモルファス相を介さず、かつシンプルな組成であり、環境にも優しい相変化型グリーンメモリ材料の創成が期待されている。本研究では、世界に先駆けて、アモルファス相を介さず大きな電気抵抗変化を示す窒化物系ＰＣＭ：ＣｒＮを提案し、その相変化メカニズム、動作性能を究明し、ＣｒＮ－ＰＣＲＡＭの実現を目指す。ＣｒＮ系メモリの相変化メカニズムを解明することで、従来のカルコゲナイドを主役とする相変化材料の枠を大きく拡大する窒化物系相変化材料群の創成が期待できる。

AI, IoT, beyond 5G,ネットワークをcirculationするデータトラフィックquantityは飞The high-speed and high-capacity high-speed and high-capacity high-speed and high-capacity high-speed and high-capacity products of the leaping に嗗加しており and それをBranch and えるnon-volatile 発性メモリ (ＮＶＭ). The current mainstream NVM: フラッシュメモリがMicro-limited, medium, wide, high-speed The next-generation NVM that saves electricity is possible: PCRAM (PCRAM) is the focus of attention. Ge-Sb-Te（ＧＳＴ） is a type of PCM material used by the company, Intel/Micro The principle of ＲＡＭを is based on the principle of ＳＳＤを, and the high-speed operation and long-term durability of ＳＳＤＤよりも of SSD are realized in products.しかし、GST ではInformation record にアモルファスphase status を Use いるため、 Several つかの Subject をEmbrace えている.まず, GST アモルファスphase has a low crystallization temperature Tx (~1６0℃), ① automatic vehicle branching など can not be used in high temperature environments, できない, ②メモThe structure of the element is more refined and the structure is more refined, and the element between the elements is heated.ークが镕 in the chemical する, といったようにheat resistance problem を residual している.また、アモルファス化のためmaterialをmeltingしなければならず、大きなジュール热エネルギーがNecessaryであり、actionエネルギーがどうしても高くなってしまうというESSENTIAL なISSUEをholdつ. Finally, it contains the elements of まれるＴｅ. It must be the environment and it is excellent.それは、Ultimate には, アモルファスphase をsuke さず, かつシンプルな composed であり、Environmental quality and quality, the quality of the environment is improved, and the creation of the material is expected to be improved. This research is based on the world's first research and development of the world's first chemical system PCM: ＣｒＮをProposalし, そのphase changeメカニズム, action performance をinvestigationし, ＣｒＮＰＣＲＭＭの実 Present を目す. ＣｒＮ series メモリのphase change メカニズムを开明することで, 従来のカルコゲナイドを main character We are looking forward to the creation of a group of phase-modifying materials based on the chemical phase modification materials.

项目成果

P-N conversion of CrN films by oxygen incorporation and their thermoelectric properties

CrN薄膜的氧掺入P-N转化及其热电性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Ken Tsubouchi;Suguru Mori;Rie Nomura;寺島康平,長井達夫,佐藤春樹,小嶋満夫,國吉直,門倉輝,伊藤瑶姫;髙野 麗;Yi Shuang and Yuji Sutou;Yi Shuang and Yuji Sutou
• 通讯作者: Yi Shuang and Yuji Sutou

酸素ドーパントによるCrN薄膜のP-N変換

氧掺杂CrN薄膜的P-N转化

• 发表时间: 2023
• 作者: 双逸;須藤祐司
• 通讯作者: 須藤祐司