利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23AT0093

利用課題名 / Title

超格子薄膜の微細加工

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所 / AIST

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

エレクトロデバイス/ Electronic device,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering,リソグラフィ/ Lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

浅沼周太郎

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

住田杏子,宮口有典,増田健,堀田和正,神保武人,富永淳二,宮田典幸

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

増田賢一

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-025：スパッタ成膜装置(芝浦）
AT-006：マスクレス露光装置
 AT-023：電子ビーム真空蒸着装置
 AT-033：アルゴンミリング装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

近年、GeTe-Sb₂Te₃系合金（GST合金）を用いた相変化メモリ(Phase Change Random Access Memory: PCRAM)が注目を集めており、これらに関する研究は実用化の段階に達している。GST系については、特定の厚みを持ったGeTe層とSb₂Te₃層を繰り返し積層した超格子構造(GeTe/Sb₂Te₃)を作製すると、従来のGST合金と比較して半分以下の電流と電圧で相転移が起きスイッチング動作することが明らかになっており、筆者のグループではこのGST超格子の実用化に向けた研究を進めている。本課題の目的はGST超格子を加工してスイッチング動作確認用の疑似クロスポイント型素子を作製することである。

実験 / Experimental

加工手順
１．マスクレス露光装置を用いてピラー状に残す部位のパターンを描き、現像する。
２．アルゴンミリング装置を用いてピラー状に残す部位以外を基板が露出するまでミリングする。
３．フォトレジストを残したままスパッタ成膜装置を用いてSiO₂を300 nm堆積する。
４．超音波洗浄機を用いてフォトレジストを除去する。
５．短波長レーザー顕微鏡を用いてフォトレジストが除去され、SiO₂表面と比較してピラー部が凹んだ状態になっていることを確認する。
６．確認後、電子ビーム蒸着装置を用いてプローバーとコンタクトを取る電極層（Au、Cr）を成膜する。
７．マスクレス露光装置で電極パターンを描き現像する。
８．アルゴンミリング装置を用いて電極周辺のSiO₂層をミリングする。

結果と考察 / Results and Discussion

図１に作製した試料の模式図を、図２に電流窓サイズが2 mm x 2 mmの電極の顕微鏡画像を示す。作製した素子を用いてメモリ特性を評価した結果、メモリ動作を示すことを確認した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１　抵抗変化測定用試料の模式図

図２　電流窓サイズが2 mm x 2 mmの電極の顕微鏡画像

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

S. Asanuma, N. Miyata, Y. Miyaguchi, K. Horita, T. Jimbo, T. Masuda, and J. Tominaga, "Room-temperature-produced chalcogenide superlattices for interfacial phase-change memory," submitted to APL
S. Asanuma, et. al., “Interfacial phase-change memory (iPCM) deposited at room temperature-I,” The European Phase-Change and Ovonic Symposium (E\PCOS), 2023/09/19
Y. Miyaguchi, et. al., “Interfacial phase-change memory (iPCM) deposited at room temperature-II,” The European Phase-Change and Ovonic Symposium (E\PCOS), 2023/09/19

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件