【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0185
利用課題名 / Title
CrNメモリの創成
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
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）計測・分析/Advanced Characterization（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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
相変化メモリ, 窒化物薄膜, 相変態,エレクトロデバイス/ Electronic device,電子顕微鏡/ Electronic microscope
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)
須藤 祐司
所属名 / Affiliation
東北大学 工学研究科 知能デバイス材料学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
双逸
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
長迫実
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ストレージクラスメモリのメモリ材料として相変化材料が注目されている。現在、ストレージクラスメモリ用材料にはGe-Sb-Te化合物が利用されているが、アモルファス相/結晶相間の相変化に伴う電気抵抗変化を利用してデータを記録するため、動作エネルギーが高い（材料を溶かす必要があるため）、耐熱性に劣る（アモルファス相を利用するため）などの課題を残す。本研究グループは、アモルファス相を介さない新しい相変化材料として、窒化物に着目している。ごく最近、クロム窒化物を用いたメモリデバイスにおいて、不揮発かつ可逆的な大きな抵抗変化が得られることを見出した。従来の相変化材料とは異なり溶かす必要がないため、省エネ動作かつ耐熱性に優れる。抵抗変化に伴い、結晶構造が変化していることを突き止めているが、窒素がどのような挙動をしているのか明らかになっていない。そこで、透過電子顕微鏡に付随したEDXやEELS分析により窒素の分布を評価した。
実験 / Experimental
デバイスを作製したのち、メモリ動作を行い、高抵抗状態を作製した。そこからFIBにより相変化した領域を切り出した。その相変化領域をEDXやEELS分析することで、窒素やクロムの分布を調査した。
結果と考察 / Results and Discussion
高電気抵抗状態に遷移した領域のクロム窒化物層の組成分布を評価したところ、クロム濃度が低下および窒素濃度が増加した領域が観察された。その領域は極めて限定的でありナノスケールレベルであった。これにより、相変化に伴い極めて局所的であるが構造変化と共に、原子拡散も生じていることが明らかになった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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.
- 論文投稿中
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