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抵抗変化メモリーにおける酸化物/電極界面の電気特性と酸化物内結果準位の相関の解明

阐明电阻变化存储器中氧化物/电极界面的电特性与氧化物内所得水平之间的相关性

基本信息

批准号：
20035003
负责人：
喜多浩之
金额：
$ 3.33万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではNiO薄膜が示す可逆的な抵抗スイッチング現象の制御指針を得るために,薄膜中の欠陥構造,特に金属電極との界面での欠陥と抵抗スイッチングの相関の解明を目指した検討を行ってきた。今年度は結晶性の異なるNiO薄膜を積層することにより,上下それぞれのPt電極との界面近傍の膜質を意図的に変えた構造を形成し,その特性から界面の影響を抽出することを試みた。前年度までにスパッタリングにより堆積するNiO薄膜の結晶性および電気特性が,堆積時の酸素分圧によって大幅に変化することを把握していた。このことを利用し,まずPt電極上に高結晶性のNiO膜,続いて低結晶性のNiO膜の順に堆積し,最後にPt上部電極を製膜した。このスタックの電流-電圧特性は,上下のPt/NiO界面の性質が異なることに由来して,電圧印加方向により電流値が異なる非対称な特性を示した。その結果,抵抗スイッチングを行うための導電パス形成(フォーミング)に至る初期特性が通電方向によって大きく異なり,特に高結晶性側(下部電極側)に正の電圧を印加するときに,フォーミングに必要な電圧が大幅に低減した。導電パスの形成は,負電圧を印加した電極近傍で生じるNiOの局所的な還元と関連するという考え方に基づけば,積層膜でフォーミング電圧が低減する原因は,低結晶性層が電子の注入を円滑に行う界面を形成し,高密度の欠陥準位への電子トラップがNiOの部分的な還元を促進したと考えて説明可能である。即ち,高結晶性/低結晶性の積層膜では,高結晶性の層が抵抗スイッチングの活性層としてはたらく一方,低結晶性の層がフォーミングを容易にする役割を果たすことができ,それぞれの特徴を統合されていると言える。このような積層による特性制御はNiOだけでなく,あらゆる抵抗スイッチング素子においても適用可能と考えられる。

In this study, the NiO thin film shows that the reversible control index is high, the film is under-fabricated, and the interface of the special metal cathode is sensitive to the temperature difference. This year, the crystal properties of the NiO thin film are very active. This year, the crystal properties of the Pt thin film are affected by the influence of the interface on the surface of the film. In the previous year, the chemical composition of the NiO thin film was studied. The crystal properties of the thin film were determined, and the acid concentration was greatly improved. The use of high-crystalline NiO film on the Pt cathode, the high-crystalline NiO film on the low-crystalline NiO film, and finally the cathode coating on the upper part of the Pt. Due to the current-electrical characteristics, the upper and lower Pt/NiO interface is sensitive to the origin of the current characteristics, and the Inca direction is related to the current characteristics. According to the results of the test, it is possible to prevent the formation of the electrical equipment (thermal conductivity) to the initial characteristic transmission direction, and the ultra-high crystallinity (lower part of the electrical equipment) is correct for the electrical equipment to be printed on the electrical equipment, and the necessary electrical equipment is greatly reduced. The reason for the low temperature of the power supply is high, and the power supply of the computer is very close to that of the NiO bureau. The reason for the low temperature of the computer is the cause of the low temperature, and the interface is formed by injecting the low crystal electron into the slider. The high-density overload correction system is used to improve the reliability of the NiO part of the computer system. That is, the high-crystallinity