성공적으로 통합 된 Nanogap 비 휘발성 바카라 꽁 머니

Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, 바카라 커뮤니티 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 언급) Naito Yasuhisa, Nanogap 연구원 Nanogap은 Funai Electric New Applied Technology Research Institute (Funai Electric Research Institute의 Masatoshi CEO, Masatoshi CEO CEO, "Funai Electric Research Institute")와 협력하여 Nanogap 스파이징의 변화로 인해 저항이 극적으로 변화하는 Nanogaps를 소개 할 것입니다비 휘발성 바카라 꽁 머니우리는 기술을 개발했으며 통합 될 수있는 수직 구조를 성공적으로 개발했습니다

이것은 AIST의 시드 기술, Nanogap 비 휘발성 바카라 꽁 머니 장치의 진화입니다 이번에는 10 나노 초의 펄스 전압으로 작성 및 지워질 수있는 고속 스위칭 작동과 같은 비 휘발성 바카라 꽁 머니 장치의 성능과 10 만 회 이상의 반복적 인 작동 및 장기 보유 특성과 같은 높은 안정성을 확인했습니다 또한, 여러 단계에서 터널 저항을 제어함으로써 단일 요소가됩니다multivalue (4- 값) 바카라 꽁 머니그것이 할 수 있음을 증명했습니다 이 바카라 꽁 머니 요소는 단일 금속 바카라 꽁 머니 유닛으로도 실현 될 수 있으며 첨가제가 필요하지 않으므로 궁극적으로 고르지 않은 구성에 대해 걱정하지 않고 잘 만들 수 있으며 미래에 초 고밀도 비 변형 기억의 실현에 기여할 수 있습니다

 

이 기술에 대한 자세한 내용은 2008 년 12 월 3 일부터 5 일까지 Makuhari Messe에서 개최 될 Semi-Con Japan 2008 (Semicon Japan2008)에서 발표 될 예정입니다

그림 1 SEM 이미지 및 현재 수직 NANOGAP 비 휘발성 장치의 단면도

랩톱의 고성능 및 기능과 디지털 카메라의 높은 이미지 품질로 인해 소형 대용량 카드 유형 바카라 꽁 머니 장치가 종종 매일 사용됩니다 또한 하드 디스크 드라이브 대신플래시 바카라 꽁 머니가있는 대용량 비 휘발성 바카라 꽁 머니 (SSD)솔리드 스테이트 드라이브) 등을 사용하는 컴퓨터 수가 증가하고 있습니다 그러나 Flash Memories는 현재 느리게 작동하고 있으며 주로 저장 장치로 사용됩니다 따라서 플래시 바카라 꽁 머니에 해당하는 높은 통합 및 휘발성 바카라 꽁 머니에 가까운 고속이있는 비 휘발성 바카라 꽁 머니가 더 넓은 범위의 용도를 가질 것으로 예상 될 수 있습니다 우리는 높은 통합과 고속을 모두 달성하고 특히 활용 된 저항 변화를 목표로 삼았습니다저항 변경 바카라 꽁 머니ya위상 변경 바카라 꽁 머니다른 사람들은 적극적으로 연구되고 있습니다

AIST는 두 개의 반대되는 금속 전극 사이에 나노 미터 규모의 간격을 갖는 Nanogap 구조 (그림 2)가 고유 한 전류 전압 특성을 나타내며 비 휘발성 바카라 꽁 머니 장치에 적용될 수 있음을 발견했습니다

그림 2 SEM 이미지 및 기존 평면 Nanogap 비 휘발성 요소의 단면도

이 바카라 꽁 머니 요소는 반대되는 금속 전극으로만 구성된 단순한 구조를 가지며 기존 공정과 호환되며, 다양한 단일 금속, 합금 및 실리콘과 같은 광범위한 재료가 금속 전극에 사용될 수 있기 때문에 새로운 비 표식 기억이 실현 될 수 있음을 발견했습니다 (주요 연구 결과 -2007 년 6 월 19 일)

그 이후로 AIST는 새로운 비 휘발성 바카라 꽁 머니 기술에 관한 Funai Electric Research Institute에서 공동 연구를 수행했으며 작년부터 교토 대학과 협력 하여이 바카라 꽁 머니의 메커니즘을 조사하고 통합 장치의 생산 및 평가를위한 기술을 개발했습니다 그러나, 이전 장치 구조 (도 2)에서, 바카라 꽁 머니 섹션으로 사용되는 나노 갭 부분은 절연체 기판의 평평한 표면에 배열되어 배선을 포함한 장치의 크기가 커져 통합에 적합하지 않다 따라서 통합에 적합한 구조의 개발에 대한 수요가있었습니다

또한,이 연구 개발은 경제, 무역 및 산업의 시운전 프로젝트, "새로운 나노 일렉트로닉 반도체 반도체 자료의 개발 및 새로운 재료 및 새로운 구조 나노 전자 장치를 포함한 새로운 구조 기술의 개발 및 새로운 구조 나노 전자 장치의 연구 및 개발 및 울타리 금속 NANOGAP 비판파 바카라 꽁 머니의 개발을 지원함으로써 부분적으로 수행되었다

 

AIST는 지금까지 실리콘 기판에 제조 된 약 10 nm의 작은 간격을 갖는 금속 전극에 전압이 적용될 때, 저항의 변화가 비 휘발성 기억으로 사용될 수 있음을 발견했다 이 저항 변화는 외부 펄스 전압 자극으로 인한 금속 사이의 갭 폭의 변화로 인해 터널 저항의 변화 (그림 3)를 반영합니다 그러나 기존의 평면 구조 (그림 2)는 배선 구조를 포함하여 큰 크기의 요소를 가지며 통합에 적합하지 않습니다

그림 3 : Nanogap 비 휘발성 요소에 대한 저항 변화의 모델 다이어그램

이러한 이유로, 우리는 에칭을 사용하여 실리콘 산화물 층에 구멍 구조를 생성하고 구멍 벽에 나노 갭 구조를 생성하는 새로운 수직 구조를 성공적으로 개발했습니다 (그림 1) 이 구조는도 1에 도시 된 바와 같이 배선 구조의 교차점에서만 제조 될 수있다 도 4, 그리고 평면 유형보다 통합에 더 적합한 구조이다 또한, 나노 갭 부분은 또한 금속으로 만들어지기 때문에, 배선 구조를 동시에 생산할 수 있다는 이점도있다 실제로,이 나노 갭 비 휘발성 바카라 꽁 머니는이 구멍 내에서만 생성되었으며 우수한 바카라 꽁 머니 작동이 확인되었다는 것이 확인되었습니다

그림 4 수직 NANOGAP 비 휘발성 장치의 통합 구조의 이미징 이미지

또한이 Nanogap 비 휘발성 바카라 꽁 머니 장치의 저항 변화ON ・ 오프 비율is 10⁴-10⁷에 도달했으며 100,000 개가 넘는 변화가 가능했습니다 또한 10 나노초의 전압으로도 저항 값을 전환 할 수 있음을 확인했습니다 (그림 5) 바카라 꽁 머니 상태의 보유 기간은 6 개월 후에도 거의 변하지 않았으며, 보유 기간이 길다는 것을 확인했습니다 이러한 결과에 기초하여, 기본 특성으로 나노 갭 구조를 사용하는 요소는 차세대 비 휘발성 기억으로 예상 될 수있다

그림 5 : 10 나노초 펄스 전압의 적용으로 인한 저항 스위치 효과

또한,이 요소는 적용된 펄스 전압을 사용하여 터널 저항을 제어 할 수 있기 때문에, 여러 바카라 꽁 머니 상태를 갖는 다중 값 바카라 꽁 머니는 하나의 바카라 꽁 머니 요소로 안정적이라는 것이 밝혀졌다 그림의 결과 도 6은 적용된 전압 값을 제어하여 4 개의 상태 (2 비트)가 한 요소로 생성 될 수 있으며, 수직 구조의 실현과 함께이 NANOGAP를 사용하는 비 휘발성 바카라 꽁 머니 장치가 고도로 통합 될 수 있음을 나타냅니다

그림 6 4 개의 저항 변화 상태 (왼쪽 그림)와 저항 분포 (오른쪽 그림) 사이의 반복 측정 결과

실질적인 사용을 목표로, 추가로 통합 된 시험 장치는 실리콘 기판에 제작되고 개별 요소의 변화에 대해 평가 될 것이다 변동 평가 결과와 함께, 우리는 초기 단계에서 바카라 꽁 머니 특성을 향상시키고 차세대 비 휘발성 바카라 꽁 머니를 실현하기를 희망합니다

◆ 비 휘발성 바카라 꽁 머니

전원을 공급하지 않고 저장된 정보를 저장할 수없는 바카라 꽁 머니를 휘발성 바카라 꽁 머니라고하며 전원을 공급하지 않고 저장하고 유지할 수있는 바카라 꽁 머니를 비 휘발성 바카라 꽁 머니라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 멀티 값 (4 값) 바카라 꽁 머니

하나의 바카라 꽁 머니 요소에 두 상태뿐만 아니라 더 많은 상태를 저장합니다 하나의 요소는 여러 바카라 꽁 머니 유닛과 동등한 바카라 꽁 머니로 작동 할 수 있습니다 이 경우 4 개의 상태 (4 값)를 확인했습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 플래시 바카라 꽁 머니

전원이 꺼지는 경우에도 다시 작성하고 보유하는 비 휘발성 반도체 바카라 꽁 머니[참조로 돌아 가기]

◆ 저항 변경 바카라 꽁 머니

전압 펄스가 금속 요소의 산화물에 적용될 때 저항 값이 변한다는 사실을 사용하는 바카라 꽁 머니 차세대 비 휘발성 기억을 실현하기 위해 연구가 활발하게 수행되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 위상 변경 바카라 꽁 머니

여러 유형의 금속 요소로 구성된 합금이 가열 및 냉각 공정 동안 결정화 및 비 결정화를 제어하고 저항의 변화를 사용하는 비 휘발성 기억 차세대 비 휘발성 기억을 실현하기 위해 연구가 활발하게 수행되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ ON OFF 비율

Nanogap 바카라 꽁 머니의 경우, 적용된 전압이 제어되면 저항 값은 10⁴10¹⁰약 OHM으로 변경할 수 있습니다 저항 값이 낮은 저항 값의 비율을 나타냅니다 저항 값이 낮으며, 이는 전압의 적용에 의해 다양합니다[참조로 돌아 가기]