多値記録を可能とするTe-Si系多段相変化メモリの創製

创建基于 Te-Si 的多级相变存储器，实现多级记录

• 批准号: 21656170
• 负责人: 須藤 祐司
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656170/
• 关键词: 相変化メモリ; Te-Si薄膜; アモルファス相; 結晶化温度; 電気抵抗変化

本研究では、Te-Si系アモルファス薄膜の結晶化挙動および電気抵抗変化を調査し下記の知見を得た。(1)Te-Siアモルファス薄膜の相変化挙動相変化メモリでは、相変化材料の結晶化による体積収縮によりセル内に応力が蓄積し繰返し特性に悪影響を及ぼす事が指摘されている。本実験では、Te-15at.%Siアモルファス薄膜の結晶化に伴う膜厚変化を調査した。その結果、第一結晶化に伴い約3.5%収縮する事が分った。その後の加熱により、電気抵抗の上昇に伴い膜厚が1%程度増加した後、第二結晶化により、アモルファス状態よりも約5%膜厚が減少した。既存相変化材料であるGe_2Sb_2Te_5は結晶化に伴い6.5%程度膜厚が減少し、その後の構造変化により更に約2%収縮する事が報告されている。本Te-Si薄膜の結晶化に伴う膜厚変化は、既存GSTよりも小さく繰り返し特性にも優れる事が期待される。(2)Te-Si-X薄膜の基礎物性本研究では、Te-Si二元薄膜の諸物性に及ぼす添加元素X(Ge,Cuなど)の影響を調査した。その結果、Te-Si-Ge三元薄膜において、高い結晶化温度を得られる事が分った。特にTe-13at.%Si-43at.%Ge(TSG)薄膜において300℃程度の結晶化温度が得られる事が分った。TSG薄膜は、明瞭な二段結晶化は示さないものの、結晶化後、その電気抵抗は温度の上昇と共に緩やか減少し、400℃程度で一定の値に落ち着く。結晶化に伴い100℃程度の範囲で緩やかに雌気抵抗が減少し、更に結晶化による電気抵抗変化は10^4Ω程度と大きく、多値記録材料として有望である事が示唆された。

In this study, Te-Si was used to study the crystallization of thin films. The results showed that the chemical resistance of the film was improved. (1) the Te-Si film is used to realize the phase transformation of the film, the phase transformation of the film, the crystallization of the phase, the crystallization of the material, the mechanical properties of the film, the phase of the film and the crystallization of the material. The crystallization of the thin film is accompanied by the thickness of the film. The thickness of the film is different from that of Te-15at.%Si. According to the results of the experiment, the crystallization of the first result was accompanied by about 3.5% of the total temperature. After increasing the temperature, electrical resistance, the film thickness of 1%, the second crystallization temperature, the film thickness of about 5% of the temperature. The crystallization of the existing phase transition material GE _ 2Sb_2Te_5 is accompanied by a 6.5% reduction in film thickness, and an increase of about 2% in the final phase. The crystallization of this Te-Si film is accompanied by the thickness of the film, and the characteristics of the existing GST thin films are expected to improve. (2) the basic physical properties of Te-Si-X thin films in this study, the physical properties of Te-Si binary thin films and the addition of X (Ge,Cu elements) have an effect on the physical properties of the films. The experimental results, the high temperature crystallization temperature of the Te-Si-Ge ternary thin film and the crystallization temperature of the ternary thin film were obtained. The crystallization temperature of Te-13at.%Si-43at.%Ge (TSG) thin film was determined by the crystallization temperature of 300C. It is clear that the TSG thin film is characterized by two-stage crystallization, which shows that after crystallization, the temperature of the battery is low, and the temperature at 400 ℃ must be low. Results in the temperature range of 100 ℃, the resistance of the female is less than that of the female, and the temperature of 10

项目成果

Effect of heat treatment on electrical resistance change and crystallization process of Si-Te thin films

热处理对Si-Te薄膜电阻变化及结晶过程的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Saito;Y.Sutou;J.Koike
• 通讯作者: J.Koike

Crystallization processes of eutectic Si-Te and Ge-Te phase change materials

共晶Si-Te和Ge-Te相变材料的结晶过程

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Saito;Y.Sutou;J.Koike
• 通讯作者: J.Koike

Electrical Resistance and Structural Changes on Crystallization Process of Amorphous Ge-Te Thin Films

非晶Ge-Te薄膜晶化过程中的电阻和结构变化

• 发表时间: 2009
• 期刊: Materials and Physics for Nonvolatile Memories MRS Proceedings 1160
• 作者: Y.Saito;Y.Sutou;J.Koike
• 通讯作者: J.Koike

アモルファスSi_<100-x>Te_x薄膜の昇温過程における電気抵抗及び構造変化

非晶Si_<100-x>Te_x薄膜加热过程中的电阻及结构变化

• 发表时间: 2009
• 作者: 齊藤雄太;鎌田俊哉;須藤祐司;小池淳一
• 通讯作者: 小池淳一

Crystanization processes of eutectic Si-Te and Ge-Te phase change materials

共晶Si-Te和Ge-Te相变材料的结晶过程

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of 2010 European Symposium on Phase Change and Ovonic Science
• 作者: Y.Saito;Y.Sutou;J.Koike
• 通讯作者: J.Koike