第165委員会 第28回研究会
2003年4月25日
パネルディスカッション
パネルディスカッション
−
2010年におけるフラッシュメモリ
年におけるフラッシュメモリ
− 2010
vs.
vs. 他の有力メモリ
他の有力メモリ −
−
パネラー：
舛岡 富士雄教授 （東北大）
白田 理一郎氏 （東芝セミコンダクタ社）
南 眞一氏 （ルネサステクノロジ）
桝井 昇一氏 (富士通研究所)
波田 博光氏 (日本電気)
ITRSによる不揮発性メモリのロードマップ（技術要求）
2003
2004
2005
2006
2007
2010
2013
DRAM ½ Pitc h ( n m)
100
90
80
70
65
45
32
22
Flash te c h n ology n ode - F ( n m)
107
90
80
70
65
50
35
25
Fe RAM te c h n ology n ode - F ( n m)
Flash NO R c e ll size ‐ are a f ac tor a in mu ltiple s of F2 [2 ]
Flash NO R typic al c e ll size (mm2 )
Flash NO R Lg - stac k ( ph ysic al- mm)
Flash NO R h igh e st W/ E voltage (V)
Flash NO R Ire ad ( mA)
Flash NO R tu n n e l oxide th ic kn e ss ( n m)
Flash NO R in te rpoly die le c tric th ic kn e ss ( n m)
Flash NAND cell size ‐‐are a factor a in mu ltiple s of F2
Flash NAN D h igh e st W/ E voltage ( V)
Flash NAN D tu n n e l oxide th ic kn e ss ( n m)
Flash NAN D in te rpoly die le c tric th ic kn e ss ( n m)
2016
250
220
180
150
130
100
70
50
10-12
11- 14
11-14
11-14
11-14
12-15
13-16
14-17
0 .1 3 5
0 .1 0 1
0 .0 8
0 .0 6 1
0 .0 6 1
0 .0 3 4
0 .0 1 8
0 .0 1
0 .2 2 - 0 .2 4 0 .2 0 - 0 .2 2 0 .2 0 - 0 .2 2 0 .1 9 - 0 .2 1 0 .1 9 - 0 .2 1 0 .1 7 - 0 .1 9 0 .1 4 - 0 .1 6 0 .1 2 - 0 .1 4
8-10
7-9
7-9
7-9
7-9
7-9
7-9
7-9
34-42
31-39
29-37
28-36
27-35
27-33
25-31
22-28
9-10
8 .5 - 9 .5
8 .5 - 9 .5
8 .5 - 9 .5
8-9
8-9
8
8
11-13
10-12
9-11
9-11
8 .5 - 1 0 .5
8-10
6-8
4-6
5.5
5 .5
5.5
5 .5
4 .5
4 .5
4 .5
4 .5
18-20
17-19
17-19
17-19
15-17
15-17
15-17
15-17
7-8
7-8
7-8
7-8
6-7
6-7
6-7
6-7
13-15
13-15
13-15
13-15
10-13
10-13
9-10
9-10
Fe RAM c e ll size ―are a f ac tor a in mu ltiple s of F2
24
16
10
10
10
8
8
8
Fe RAM c e ll size (mm2 )
1 .5
0 .5 1 8
0 .3 2 4
0 .2 2 5
0 .1 6 9
0 .0 8
0 .0 3 9
0 .0 2
Fe RAM c apac itor stru c tu re
stac k
stac k
stac k
stac k
3D
3D
3D
3D
Fe rro c apac itor voltage ( V)
2 .5
1 .8
1 .5
1 .3
1 .2
1
0 .7
0 .7
Wh ite ‐ Man u f ac tu rable Solu tion s Exist, an d Are Be in g Optimize d
Ye llow‐Man u f ac tu rable Solu tion s are Kn own
Re d‐Man u f ac tu rable Solu tion s are N OT Kn own
THE INTERNATIONAL TECHNOLOGY ROADMAP FOR SEMICONDUCTORS: 2002 UPDATE より抜粋
1
ITRSにおけるFlashメモリのトンネル膜薄膜化トレンド
‘97-‘01
Flashメモリトンネル膜の薄膜化トレンドは年々後退！
（インターポリ膜も同様）
薄膜化限界に直面
薄膜化ができないと・・・
Log(Scaling Parameters)
スケーリングの模式図
チャネル濃度
■スケーリングにおいて薄膜化が困難
・チャネル濃度のバランスを越えた増加
→ 接合耐圧低下
トンネル or
インターポリ
膜厚
ゲート長
リーク、ホットキャリア増大 etc.
⇒ 特性、信頼性の低下
・周辺高耐圧デバイスの低電圧化困難
⇒ チップサイズ縮小困難
Log(Design Rule)
2
本ディスカッションの論点
■Flashメモリのスケーリングは可能か？
■2010年においてもFlashメモリは不揮発性メモリの主流
たり得るか？
■その時FlashメモリはNORか、NANDか？
スタンドアロンかEmbeddedか？
■MNOSやMONOSは?
■FeRAMはどうか？、MRAMは？
■OUMなど新構造、新方式デバイスは？
Etc. ・・
3