原子層堆積法を用いた多値メモリ

原子層堆積法を用いた多値メモリ
Keyword : ALD、High-k多層、Memristor、 ReRAM、不揮発メモリ、DRAM、TFT
研究の背景
IoTが網羅されたスマートコミュニティーを実現するためには、多種多様な多値化した機能性
電子デバイスの早期の開発が望まれている。これら電子デバイスの高集積化を図るために、
ナノオーダー膜厚の多層膜を３次元構造へ制御して形成する技術と新たな機能を発現する
材料組み合わせの設計技術が要求されている。
研究の狙い
原子層堆積(Atomic layer deposition : ALD)法は、室温成膜が可能で、オングストローム
オーダで膜厚制御でき、しかも3次元構造へコンフォーマルな膜形成できる利点を有している。
本研究では、低温度のALD法で作製したオールHigh-k層のチャージトラップのメモリ及び多
値特性を示すTiO2/Al2O3多層膜のメモリスターについて報告する。
最先端研究トピックス
メモリスター
チャージトラップメモリ
Vfb shift (V)
5
多値
データ
4
3
2
06
8
10
12
EOT (nm)
Vo
TiO2
Pt
原子層堆積法
•
•
•
Al 2O 3
14
原料ガス
文献
Pt
Program
Qinj = 1 mC/cm 2
1
ALD膜
表面吸着反応律速
成長速度：～0.4 Å/cycle
成膜温度： r. t. ～ 350 C
基板均質成膜：立体構造（アスペクト比 ~ 100）
T. Nabatame et al., J. Vac. Sci. Technol. A 33 (2015) 01A118.
T. Nabatame et al., J. Vac. Sci. Technol. B 32 (2014) 03D121.
S. Aikawa, T. Nabatame, K. Tsukagoshi, Jpn. J. Appl. Phys.55 (2016) 08PB02.
応用分野と今後の展開
実用化へ向けた課題




 高信頼性特性
 開発ラインでの実証
 低コスト化へ向マスク枚数低減と安価なALD原料開発
IoTの基盤的な多値化メモリ
チャージトラップ型不揮発性メモリ
常圧ALD装置
特許 5件
MANAファウンドリ
生田目俊秀
E-mail: NABATAME.Toshihide●nims.go.jp
URL: http://www.nims.go.jp/nfs/2dnano
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