宮地 晃平

本報告では、相変化材料Ge_2Sb_2Te_5のアニール温度による結晶構造変化をX線回折法で解析し、また、ノンコンタクトモード原子間力顕微鏡で表面構造を観察した。さらに、ラテラル型相変化素子を試作し、その相変化制御性を検討した。アニール温度において、X線回折では、150℃でFCC構造した結晶構造が見えはじめ、その後、FCC構造を示すスペクトルが強くなり、335℃でHEX(六方晶)構造に変化している。電気抵抗は、アモルファス状態の抵抗値から150℃で抵抗値が下がりはじめ約180℃で約3桁下がる。また、これらの試料の表面を観察すると、スパッタ状態では約20nmの微小粒塊が一様にランダムに並んでいるが、150℃で結晶化が起こり、結晶化表面が約2-5nm沈んでいるのが観察される。このような表面形状変化のGST膜を用いて、ラテラル型相変化抵抗素子を試作し、その制御性を調べた。その結果、アモルファスから結晶相になる課程において数100μWと通常のバーティカル型よりも1桁以上消費電力が少ないことが分った。