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抵抗変化型不揮発性メモリー素子

シーズコード S130010221
掲載日 2013年6月6日
研究者
  • 細野 秀雄
  • 神谷 利夫
  • 平野 正浩
  • 金 聖雄
  • 足立 泰
技術名称 抵抗変化型不揮発性メモリー素子
技術概要 金属基板1上に電極膜2を形成し、その上にC12A7エレクトライド層3を形成し、エレクトライド層3の表面を酸化したC12A7酸化膜層4を形成し、さらに電極膜5を形成する。C12A7酸化膜/C12A7エレクトライドの積層構造からなる二層膜を電極2と電極5で挟んで、電極5側をプラス、電極2側をマイナスにして、二層膜に膜面に垂直方向に負電圧を印加すると、C12A7酸化膜中のフリー酸素イオンが、C12A7エレクトライド中に両者の界面からイオン拡散し、電子と置換してC12A7エレクトライド中の電子濃度が減少するために、二層膜の電気抵抗が増加する。一方、二層膜に膜面に垂直方向に正電圧を印加した時は、逆に、C12A7エレクトライド中に拡散していたフリー酸素イオンがC12A7酸化膜中に再拡散し、C12A7エレクトライドの電気抵抗が減少する。すなわち、正負の電圧印加によるC12A7酸化膜/C12A7エレクトライドの積層構造からなる二層膜中のフリー酸素イオンの層間移動によるC12A7エレクトライド化合物の抵抗変化が生じることになり、この抵抗変化を利用したメモリー素子を製造できた。
画像

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研究分野
  • 半導体集積回路
  • 固体デバイス製造技術一般
展開可能なシーズ ReRAM(抵抗変化メモリ)は、有望なメモリー素子であるが、これまでの材料系では、化学的安定性に乏しく、また、動作原理が明確でなく、素子の最適設計がし難い、などの課題があった。そこで、発見した空気中で化学的変化が生じ難い、すなわち化学的に安定な複合酸化物である12CaO・7Al2O3を活性層として用い、酸素イオン伝導を原理とした、電気抵抗の可逆的かつ不揮発性変化をに基づく抵抗変化型不揮発性メモリー素子とその製造方法を提供する。
空気中で化学的変化が生じ難い12CaO・7Al2O3を活性層として用いることにより、化学的に安定な抵抗変化型不揮発性メモリー素子を得ることができる。
用途利用分野 不揮発性メモリー素子
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 細野 秀雄, 神谷 利夫, 平野 正浩, 金 聖雄, 足立 泰, . 抵抗変化型不揮発性メモリー素子. 特開2010-114332. 2010-05-20
  • H01L  27/105    
  • H01L  45/00     
  • H01L  49/00     

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