SanDiskが語る、抵抗変化メモリの多様な材料組成：福田昭のストレージ通信（46） 抵抗変化メモリの開発動向（5）（1/2 ページ）

今回から「抵抗変化メモリ（ReRAM）の研究開発動向」の本格的な解説に入る。まずは、過去の国際学会で発表された論文から、ReRAMの材料組成の傾向をみていく。

[福田昭，EE Times Japan]

代表的な国際学会における抵抗変化メモリの発表状況

　半導体メモリの研究開発に関する国際学会「国際メモリワークショップ（IMW::International Memory Workshop）」のショートコース（2016年5月15日）から、SanDiskによる抵抗変化メモリ（ReRAM）の研究開発動向に関する講演概要をご紹介している。今回はシリーズの5回目に相当する。

	抵抗変化メモリの開発動向バックナンバー：
（1）	SanDiskが語る、半導体不揮発性メモリの開発史
（2）	SanDiskが語る、コンピュータのメモリ階層
（3）	SanDiskが語る、ストレージ・クラス・メモリの概要
（4）	SanDiskが語る、ストレージ・クラス・メモリの信頼性
（5）	SanDiskが語る、抵抗変化メモリの多様な材料組成【今回】

　講演者はスタッフエンジニアのYangyin CHEN氏、講演タイトルは「ReRAM for SCM application」である。タイトルにあるSCMとはストレージ・クラス・メモリ（storage class memory）の略称で、性能的に外部記憶装置（ストレージ）と主記憶（メインメモリ）の間に位置するメモリとされる。ここで性能とは、メインメモリよりもコスト（記憶容量当たりのコスト）が低く、ストレージよりも高速であることを意味する。

　本シリーズの4回目である前回は、メモリ階層におけるSCM（ストレージ・クラス・メモリ）が要求される仕様をご紹介した。今回からは本シリーズの本題であり、SCMの有力候補でもある抵抗変化メモリ（ReRAM）の講演部分をご報告する。

　CHEN氏はReRAMの講演パートでは始めに、代表的な国際学会におけるReRAMの発表件数の推移を示した。対象とした国際学会はIEDMとIMW、VLSIシンポジウムの3つである。発表内容は「デバイス/信頼性（Device/Reliability）」「モデリング／シミュレーション（Modeling／Simulation）」「セル選択素子（Selector）」の3種類に分けた。

　発表件数をカウントしたのは、2004年から2015年までである。「デバイス／信頼性（Device／Reliability）」に関する発表が常に多い。2004年〜2009年の発表件数は1桁と少なく、ゆっくりと増えてきた。それが2010年以降は、発表件数が急激に増加した。2013年には31件に達している。「モデリング／シミュレーション（Modeling／Simulation）」の発表件数は常に少ないものの、2012年〜2013年をピークに2005年以降、件数が増えてきた。「セル選択素子（Selector）」に関する発表は2010年に登場し、その後に急速に増加した。

代表的な国際学会（IEDM/IMW/VLSIシンポジウム）におけるReRAM（抵抗変化メモリ）の発表件数推移（2004年〜2015年） （クリックで拡大） 出典：SanDisk

抵抗変化層と電極層にはさまざまな元素を採用

　抵抗変化メモリ（ReRAM）の研究開発における特徴に、さまざまな元素（材料組成）が試されていることがある。それも抵抗変化層（高抵抗状態あるいは低抵抗状態を維持する層）だけでなく、電極層にもいろいろな材料組成が使われてきた。代表的な国際学会（IEDM／IMW／VLSIシンポジウム）で報告されたものだけでも、抵抗変化層に22種類、電極層に14種類の元素が採用されている。

抵抗変化層に使われた元素。代表的な国際学会（IEDM/IMW/VLSIシンポジウム）における発表から抜き出したもの （クリックで拡大） 出典：SanDisk

電極層に使われた元素。代表的な国際学会（IEDM/IMW/VLSIシンポジウム）における発表から抜き出したもの （クリックで拡大） 出典：SanDisk