多段相変化型単一合金薄膜を用いた多値記録不揮発性メモリの開発

使用多级相变型单一合金薄膜的多级记录非易失性存储器的开发

• 批准号: 10J05810
• 负责人: 齊藤 雄太
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J05810/
• 关键词: 相変化メモリ; 相変化材料; カルコゲナイド; アモルファス; 結晶化; 多値記録

最終年度である本年度は、新規に開発したGeCu_2Te_3(GCT)三元化合物とこのGCTを含むGeTe-CuTe擬二元化合物の諸特性について体系的に調査した。またGCTと既存材料であるGSTを組み合わせたメモリデバイスを作製することで、電流印可による多値記録動作を試みた。これまでの研究から、GCTは低融点を有するためアモルファス化に伴う消費電力が低く、さらに結晶化温度も高くアモルファスの安定性も高いことがわかっていた。一方、メモリ用材料として用いる場合、高速書き換え動作を実現するために結晶化に要する時間も重要なパラメータになる。そこでレーザー照射装置でGCTアモルファス薄膜の結晶化、アモルファス化時間を測定した。GCTは高速結晶化材料として知られるGSTと同等の結晶化時間を示し、またアモルファス化はGSTに比べ時間、電力ともに半分程度と、レーザー試験においても低消費電力であることが確認された。これらの結果から、GCTは高耐熱性、低消費電力、高速結晶化という優れた特性を併せ持つ材料であることを明らかにした。GeTe-CuTe擬二元合金の諸特性の組成依存性を調べた結果、GeTe、GCT両化合物から組成がずれると結晶化温度は上昇するが、結晶化時間も遅くなることがわかった。また、アモルファスと結晶の体積変化や反射率変化の組成依存性を調べた結果、GeTe-CuTe擬二元合金は結晶化に伴いGeTeとGCTに相分解することがわかった。GCTとGSTを積層させたメモリデバイスを作製した。異なる材料を組み合わせる場合、それぞれの材料特性の関係が最適化されている必要があるが、GCTとGSTはそれらの関係を満たすことが基礎実験から確認されていた。実際に作製したデバイスの電気特性を測定すると、どちらもアモルファスの高抵抗状態、GSTのみ結晶化した中間抵抗状態、どちらも結晶化した低抵抗状態の三段階の抵抗状態を持たせることができた。また、それぞれの状態間の変化も印可電流・電圧を調整することで制御できることが確認された。

In the latest year, this year, the new regulations introduce the introduction of GeCu_2Te_3 (GCT) ternary compounds containing GeTe-CuTe binary compounds, which are known to have high performance properties. The existing materials used in GCT can be used to test multiple records. The existing GST materials can be used in combination with each other, and the current printing method can be used to test multiple records. In the low melting point of GCT, there is a high temperature temperature, high temperature, low temperature, low temperature, high temperature, low temperature, high temperature, high temperature, low temperature, high temperature, high temperature, low temperature, high temperature, high temperature On the one hand, the consumer materials are used in combination, and the high-speed mechanical operation is used to realize the crystallization of the thermal performance. The critical time is very important. Make sure that the GCT film is crystallized and the temperature time is measured by the irradiation device. GCT high-speed crystallization materials are known to be the same as the GST crystallization time indicator, the thermal cycle time of the GST, the half-fraction of the power cycle, and the temperature response of the low power consumption cycle to confirm the temperature. The test results show that GCT has high endurance, low dissipation power, high speed crystallization temperature, high temperature and high temperature. The mechanical properties of GeTe-CuTe binary alloy consist of the results of dependence test, GeTe and GCT compound composition, the temperature temperature and the crystallization time of crystallization temperature. The structure of GeTe-CuTe binary alloy was crystallized with the decomposition of GeTe GCT phase. GCT, GST, make sure that you don't know what to do. In order to improve the performance of the material, it is necessary to optimize the properties of the material. GCTs

项目成果

Fast crystal nucleation induced by surface oxidation in Si-doped GeTe amorphous thin film

• DOI: 10.1063/1.4726107
• 发表时间: 2012-06
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Y. Saito;Y. Sutou;J. Koike

Ge-Cu-Teアモルファス薄膜の相変化過程に及ぼすSi添加の影響

Si添加对Ge-Cu-Te非晶薄膜相变过程的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: 隅谷真志;鎌田俊哉;齊藤雄太;須藤祐司;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一

Ge-Cu-Te films for phase change random access memory

用于相变随机存取存储器的Ge-Cu-Te薄膜

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proceedings of the 23rd Symposium on Phase Change Optical Information Storages PCOS 2011
• 作者: 須藤祐司;齊藤雄太;鎌田俊哉;隅谷真志;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一

Electrical resistance change with crystallization in Ge-Cu-Te phase change material

Ge-Cu-Te相变材料中电阻随结晶的变化

• 发表时间: 2010
• 作者: 齊藤雄太;鎌田俊哉;隅谷真志;須藤祐司;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一

Study of GeCu_2Te_3 by Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy

GeCu_2Te_3的硬X射线光电子能谱研究

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proceeding of 24^<th> Symposium on Phase Change Oriented Science 2012
• 作者: 小林啓介;小畠雅明;齊藤雄太;須藤祐司;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一