三次元垂直チャネル型の強誘電体/反強誘電体メモリデバイスを開発~IoTデバイスのメモリ大容量化へ期待~

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2022-06-12 東京大学

○発表者:
小林 正治(東京大学 生産技術研究所 准教授)
浦岡 行治(奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 教授)

○発表のポイント:
◆酸化物半導体を三次元構造へ均一に成膜する技術を開発し、高密度かつ低消費電力である三次元垂直チャネル型の強誘電体および反強誘電体トランジスタメモリを実現した。
◆従来のスパッタ法ではなく原子層堆積法による成膜により、酸化物半導体の三次元集積メモリデバイスへの応用の可能性が開けた。また、強誘電体に加えて反強誘電体を用いることでメモリの書き換え動作を効率的に行うことができる。
◆このメモリデバイス技術をIoTデバイスのストレージメモリに用いることで、ビッグデータを利活用する社会サービスの展開が期待される。

○発表概要:
IoT家電などのIoTデバイスで取得するデータ量は年々増大し、クラウドサーバーでのデータトラフィックを逼迫していきます。ビッグデータを有効に利活用するためには、IoTデバイスでも大量のデータを蓄積し、AIアルゴリズムによる情報処理が求められてきます。大容量のストレージメモリとしてはNANDフラッシュメモリ(注1)が一般的ですが、消費電力が大きくIoTデバイスへの搭載には不向きです。強誘電体トランジスタ(FeFET)(注2)メモリは、強誘電体の性質から消費電力が小さいですが、NANDフラッシュメモリのように高密度な三次元垂直チャネル構造の実現可能性は明らかになっていませんでした。
そこで、東京大学 生産技術研究所の小林 正治 准教授と奈良先端科学技術大学院大学の浦岡 行治 教授らの共同研究グループは、酸化物半導体(注3)である酸化インジウム(In2O3)を従来のスパッタ法(注4)に代わる原子層堆積(ALD)法(注5)で成膜する技術を開発し、三次元垂直チャネル型の強誘電体および反強誘電体(注6)トランジスタメモリの開発に成功しました。
本メモリデバイス技術は高密度かつ低消費電力であるため、IoTデバイスのストレージメモリに用いることで、ビッグデータを利活用する社会サービスの展開が期待されます。

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