抵抗変化型不揮発性メモリ用NiO薄膜中の欠陥準位の検出

摘要

抵抗変化特性を有するニッケル酸化物（NiO）薄膜が，抵抗変化型不揮発性メモリ（ReRAM）用材料の一つとして近年大いに注目されている．本研究では，p型半導体としてのNiO薄膜をn型シリコン基板上に堆積してpn接合を作製し，アドミッタンス法という手法を用いて電気伝導に寄与するキャリアが存在しうる欠陥準位の深さや密度を検出した．酸素組成が1.07であるNiO薄膜において，室温における放出時定数2.3μsである単一の欠陥準位が，価電子帯端からの深さ約170meVに存在していることがわかった．この値は，Pt/NiO_(1.07)/Pt積層構造の初期状態もしくは高抵抗状態での抵抗の活性化エネルギーと同等であり，正孔をトラップする深さ170meVの位置に存在する欠陥準位からの正孔の熱励起によるバンド伝導を示唆するものと考えられる．