JP2003281776A - メモリー構造とその読み出し機構 - Google Patents
メモリー構造とその読み出し機構Info
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Abstract
次世代の記憶媒体としての利用が期待できる、メモリー
構造およびその読み出し機構を提供する。 【解決手段】 シリコン基板(4)上に誘電体もしく
は導電体が堆積され、その上部にその誘電体もしくは導
電体とは誘電率の異なる誘電体が堆積されたメモリー構
造であって、下部誘電体層(5)もしくは下部導電体層
(11)が基板上の所定位置に配積されており、その上
に上部誘電体層(6)が、下部誘電体層(5)もしくは
下部導電体層(11)が存在しない基板表面も含めて基
板(4)上の所定の平面範囲に堆積されたメモリー構造
とし、そのメモリー構造に対し、マイクロ波で走査する
ことによりマイクロ波の共振周波数の変化あるいは波長
変化が検出され、下部誘電体層(5)もしくは下部導電
体層(11)が検出される。
Description
構造とその読み出し機構に関するものである。さらに詳
しくは、この出願の発明は、大容量且つ高速読み出しの
次世代の記憶媒体としての利用が期待できる、新しいメ
モリー構造とその読み出し機構に関するものである。
いては外部記憶媒体として光学式記憶媒体であるCD−
ROM、DVD−ROM等が一般的に使用されている。
これら光学式記憶媒体は直径12cmのプラスチック製
のディスクであって、そのディスクの記録層に0と1に
対応する小さな浅いビットが空いており、その0と1の
組み合わせによって様々な情報が記録されている。その
記録層にレーザーを照射し反射光の変化を測定すること
で記録された情報の読み取りを行っている。
D−ROM等の容量は最高でも十数GBであり、また読
み出し速度にも限界があるため、大容量で且つ読み出し
速度が高速の記憶媒体としてCD−ROM、DVD−R
OMを凌駕する記憶媒体が強く求められている。
の事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点
を解消し、CD−ROM、DVD−ROMと比べて大容
量且つ読み出し速度が高速の次世代の記憶媒体としての
利用が期待できる、新しいメモリー構造とその読み出し
機構を提供することを課題としている。
の課題を解決するものとして、まず第1には、基板上に
誘電体もしくは導電体が堆積され、その上部にその誘電
体もしくは導電体とは誘電率の異なる誘電体が堆積され
たメモリー構造であって、下部誘電体層もしくは下部導
電体層が基板上の所定位置に配積されており、その上に
上部誘電体層が、下部誘電体層もしくは下部導電体層が
存在しない基板表面も含めて基板上の所定の平面範囲に
堆積されていることを特徴とするメモリー構造を提供す
る。
において、上部誘電体層と下部誘電体層が異なる誘電率
の酸化膜であることを特徴とするメモリー構造を提供す
る。
基板がシリコン基板であることを特徴とするメモリー構
造を提供する。
のメモリー構造に対し、マイクロ波で走査することによ
りマイクロ波の共振周波数の変化あるいは波長変化が検
出され、下部誘電体層もしくは下部導電体層が検出され
ることを特徴とするメモリー構造の読み出し機構を提供
する。
波の共振周波数の変化の検出が、マイクロ波共振周波数
検出器の探針での走査により行われることを特徴とする
メモリー構造の読み出し機構を提供する。
走査する探針が、表面層である上部誘電体層と接触また
は非接触の状態であることを特徴とするメモリー構造の
読み出し機構をも提供する。
は、基板上に誘電体もしくは導電体が堆積され、その上
部にその誘電体もしくは導電体とは誘電率の異なる誘電
体が堆積されたメモリー構造であり、下部誘電体層もし
くは下部導電体層が基板上の所定位置に配積されてお
り、その上に上部誘電体層が、下部誘電体層もしくは下
部導電体層が存在しない基板表面も含めて基板上の所定
の平面範囲に堆積された構造をなしている。
ば、上部誘電体層と下部誘電体層を異なる誘電率の酸化
膜とすることができ、上部誘電体層には任意の酸化膜を
使用でき、また下部誘電体層には、上部誘電体層と異な
る誘電率を有する任意の酸化膜を用いることができる。
電体層としては任意の金属あるいは金属と同等の電気伝
導性を有する任意の物質を用いることができる。
イクロ波で走査することにより、下部誘電体層もしくは
下部導電体層の有無によって、マイクロ波の共振周波数
あるいは波長が変化するため、それらが高い感度で検出
され、その結果、配積された下部誘電体層もしくは下部
導電体層を高い感度で検出することができる。
出は、マイクロ波共振周波数検出器の探針での走査によ
り行うことができ、その場合、走査する探針が表面層で
ある上部誘電体層と接触または非接触の状態でマイクロ
波の共振周波数の変化を検出することができる。
り、この出願の発明のメモリー構造とその読み出し機構
は、シリコンとその上に堆積された下部誘電体層、下部
導電体層もしくは上部誘電体層との界面の現象をマイク
ロ波で走査することによって観察し、下部誘電体層もし
くは下部導電体層の有無により、マイクロ波の共振周波
数の変化あるいは波長変化が高い感度で検出されるもの
と考えられる。
いては、表面が平面である場合はもちろんのこと、表面
に多少の凸凹を有している場合においても下部誘電体層
もしくは下部導電体層を検出することが可能である。ま
た上部誘電体層のさらに上部に、上部誘電体層および下
部誘電体層(下部導電体層)とは異なる誘電率の誘電体
層の保護膜を設けることも可能である。
たとえばシリコン基板上に、下部誘電体層として、Al
2O3(酸化アルミニウム)を配置制御して2nm堆積し
極薄膜を点在させ、その上に室温で上部誘電体層として
のHfO2(酸化ハフニウム)を基板全体に200nm
堆積することで作製することができる。
れたマイクロ波共振回路と、コンデンサと並列に取り付
けられた探針を用いてこのメモリー構造の試料を走査す
る。このときマイクロ波の共振周波数は、探針と上部誘
電体層のHfO2膜、あるいは探針と上部誘電体層のH
fO2膜および下部誘電体層のAl2O3膜で構成される
コンデンサの静電容量に伴って変化する。この変化量を
観察することで選択的に点在する下部誘電体層のAl2
O3膜を高い感度で検出することができる。
の大きさはサブμmまで縮小することが可能であること
から、下部誘電体層のAl2O3膜を所定位置に配積する
ことでテラbitの情報量の書き込みが期待でき、また
この出願の発明のメモリー構造の読み出し機構は、探針
と表面層である上部誘電体層が非接触の状態で走査が可
能なことから、メモリー構造に記憶された情報の高速読
み出しが可能となる。
造とその読み出し機構により、従来のCD−ROM,D
VD−ROMに比べて簡単な構造で大容量の情報が書き
込み可能であり且つ高速で読み出すことができる次世代
の記憶媒体の提供が期待できる。
し、この出願の発明の実施の形態についてさらに詳しく
説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定される
ものではなく、細部については様々な態様が可能である
ことは言うまでもない。
検出器(1)による誘電体計測システム(2)を示す。
これにより、この出願の発明のメモリー構造の試料
(3)の下部誘電体層の検出を行った。
基板(4)上にパルスレーザー堆積法により、図2に示
すように、金属マスクを用いて下部誘電体層として半径
がR=410μm、R=260μmおよびR=100μ
mの円形状の厚さ30ÅのSiO2膜とAl2O3膜
(5)をそれぞれ室温で所定位置に配置し、つづいて、
その上に上部誘電体層として、下部誘電体層のSiO2
膜、Al2O3膜(5)とは誘電率の異なるHfO2(酸
化ハフニウム)膜(6)を室温で1000Åの厚さに成
長させ、シリコン基板(4)の表面全体を覆ったものを
それぞれ作製した。
ッセントマイクロ波を用いるマイクロ波共振周波数検出
器(1)には、探針(7)に1.5GHzの共振回路
(8)が取り付けられており、共振回路(8)はコイル
(9)とコンデンサ(10)によって形成されている。
探針(7)の先端と上部誘電体層のHfO2膜(6)、
あるいは探針(7)、上部誘電体層のHfO2膜(6)
および下部誘電体層のSiO2膜(Al2O3膜)(5)
で構成されるコンデンサの静電容量の変化が共振周波数
の変化をもたらす。このマイクロ波共振周波数検出器
(1)の探針(7)で試料(3)を走査することにより
試料(3)の誘電率の変化が測定され、下部誘電体層と
してのSiO2膜とAl2O3膜(5)が検出された。な
お走査速度は0.2cm/secとした。
す。ここで図3<a>は下部誘電体層がAl2O3膜の場
合であり、<b>は下部誘電体層がSiO2膜の場合で
ある。これらの図に示しているように半径100μmの
大きさのSiO2膜、Al2O3膜(5)の点が明瞭に観
測されたことがわかる。また、探針(7)を試料表面か
ら5μm離しても、つまり探針(7)が試料表面と非接
触であっても同様の分解能でSiO2膜、Al2O3膜
(5)の点が観測された。 <実施例2>次に下部層として導電体(金属)であるP
t(白金)を用いてその検出を試みた。
に半径がR=410μm、R=260μmおよびR=1
00μmの円形状の厚さが2nmのPt膜(11)をシ
リコン基板上に所定位置に配置させ、つづいてその上部
にHfO2(酸化ハフニウム)膜を室温で1000Åの
厚さに成長させ、シリコン基板の表面全体を覆い、試料
を作製した。そして、図1に示すような実施例1と同様
のマイクロ波共振数検出器(1)の探針(7)を走査さ
せることによって下部導電体層であるPt膜(11)の
検出を行った。
100μmの大きさのPt膜(11)が明瞭に観測され
たことがわかる。また、探針(7)を試料表面から5μ
m離しても、つまり探針(7)が試料表面と非接触であ
っても同様の分解能でPt膜(11)の点が観測され
た。
明によって、CD−ROM、DVDROMと比べ、簡単
な構造で大容量の情報を書き込むことができ、さらに高
速で読み出すことのできる次世代の記憶媒体としての利
用が期待できる、新しいメモリー構造およびその読み出
し機構が提供される。
構の性能を評価するためのマイクロ波共振周波数検出器
による誘電体計測システムを例示した図である。
とAl2O3膜の配置図である。
とAl2O3膜をマイクロ波共振周波数検出器によって検
出した画像である。
をマイクロ波共振周波数検出器によって検出した画像で
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 基板上に誘電体もしくは導電体が堆積さ
れ、その上部にその誘電体もしくは導電体とは誘電率の
異なる誘電体が堆積されたメモリー構造であって、下部
誘電体層もしくは下部導電体層が基板上の所定位置に配
積されており、その上に上部誘電体層が、下部誘電体層
もしくは下部導電体層が存在しない基板表面も含めて基
板上の所定の平面範囲に堆積されていることを特徴とす
るメモリー構造。 - 【請求項2】 上部誘電体層と下部誘電体層が異なる誘
電率の酸化膜であることを特徴とする請求項1に記載の
メモリー構造。 - 【請求項3】 基板がシリコン基板であることを特徴と
する請求項1または2に記載のメモリー構造。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載のメ
モリー構造に対し、マイクロ波で走査することによりマ
イクロ波の共振周波数の変化あるいは波長変化が検出さ
れ、下部誘電体層もしくは下部導電体層が検出されるこ
とを特徴とするメモリー構造の読み出し機構。 - 【請求項5】 マイクロ波の共振周波数の変化の検出
が、マイクロ波共振周波数検出器の探針での走査により
行われることを特徴とする請求項4に記載のメモリー構
造の読み出し機構。 - 【請求項6】 走査する探針が、表面層である上部誘電
体層と接触または非接触の状態であることを特徴とする
請求項5に記載のメモリー構造の読み出し機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002084380A JP4113942B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | メモリー構造とその読み出し機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002084380A JP4113942B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | メモリー構造とその読み出し機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003281776A true JP2003281776A (ja) | 2003-10-03 |
| JP4113942B2 JP4113942B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=29231764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002084380A Expired - Lifetime JP4113942B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | メモリー構造とその読み出し機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4113942B2 (ja) |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002084380A patent/JP4113942B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4113942B2 (ja) | 2008-07-09 |
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