シリコン量子ドット中のクーロンブロッケードを利用したメモリデバイス

在硅量子点中使用库仑封锁的存储设备

基本信息

批准号：
02F00810
负责人：
平本俊郎
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代の不揮発性メモリとして期待されているシリコン微結晶(量子ドット)を用いたメモリの性能を飛躍的に向上させることを目的に、シリコン量子ドットの形成メカニズムを詳細に調べ、サイズが均一なナノスケールシリコンドットを制御性よく形成するために研究を進めている。本メモリデバイスでは、ゲート電極に電圧を印加するとシリコン量子ドットに電子が注入され、シリコンドットがメモリの記憶ノードとして働く。本年度は、減圧化学気相成長法により形成した直径約8nmのシリコン量子ドットを有するシリコン微結晶メモリを実際に作製し、その特性の評価を行った。極めてチャネル幅の細いナノスケールMOSFETに本メモリ構造を適用し、そのサイズ依存性を詳細に評価した結果、チャネル幅が細くゲート長が短いほどメモリの特性が向上することから、本メモリ構造は良好なスケーラビリティを有するという極めて重要な結論を得た。また、チャネル幅が5nm以下という極めて細いシリコン微結晶メモリでは、データの保持時間が極めて長くなることを実験的に示した。この結果は、チャネル中のキャリアの量子閉じ込め効果により説明できる。以上の結果から、ナノスケールのチャネルを有するシリコン微結晶メモリは、将来の不揮発性メモリとして有望なメモリ構造であることを明らかにした。

With the aim of dramatically improving the performance of memory using silicon microcrystals (quantum dots), which are expected as a next-generation nonvolatile memory, we are investigating the mechanism of forming silicon quantum dots in detail, and research is being carried out to form nanoscale silicon dots with controllability, with the aim of dramatically improving the performance of memory using silicon microcrystals (quantum dots),这是预期的下一代非易失性记忆。在此内存设备中，当将电压施加到栅极电极上时，将电子注入到硅量子点中，并且硅点充当存储节点。今年，实际制造了具有直径约为8 nm的硅量子点的硅微晶记忆，并评估了由减压化学蒸气沉积法形成的硅微晶记忆的性能。该记忆结构应用于具有极窄的通道宽度的纳米级MOSFET，并详细评估了其尺寸的尺寸依赖性。结果，这种记忆结构具有良好的可伸缩性非常重要，因为通道宽度越小，门长度越短，内存特性就越好，因此该存储器结构具有良好的可扩展性非常重要。此外，经过实验表明，在硅微晶记忆中，数据保留时间非常长，通道宽度小于5 nm。该结果可以通过载体在通道中的量子限制效应来解释。从上述结果中可以揭示出具有纳米级通道的硅微晶记忆具有有希望的记忆结构作为未来的非挥发性记忆。