DRAM各社のプロセスを比較、さらなる微細化は可能か：メモリ/ストレージ技術（2/2 ページ）

DRAMは、幾度となく「微細化はもう限界」だと言われてきた。だが、メーカー各社は2Xnmや1Xnm世代のDRAMの実現に向けて試行錯誤を繰り返し、成果を出し始めているという。

[Jeongdong Choe，TechInsights]

ストレージキャパシタの微細化

　ストレージキャパシタでは、3Xnm世代のセルの鍵になるのは、ZrO₂の間に挟み込む、非常に薄いAl₂O₃の層だ。4社とも同様のマルチレイヤースタックを採用している。このマルチレイヤースタックは、ZAZ TITと呼ばれるもので、TiN/ZrO₂/Al₂O₃/ZrO₂/TiNの層から成る^＊1）。

＊1）TiN（窒化チタン）、ZrO₂（酸化亜鉛）、Al₂O₃（酸化アルミニウム）

各社のメモリセルのプレート/絶縁体の構造

　薄膜のAl₂O₃層は、リーク電流を抑えるために、ZrO₂の間に挟まれている。

　3次元のシリンダ型キャパシタの絶縁体の厚さは、さらなる微細化におけるもう1つの課題だ。3XnmのDRAMセルの多くは、厚さ7〜9nmのマルチレイヤー絶縁体を用いている。将来的に1XnmクラスまでDRAMのセルアーキテクチャを微細化するには、これよりもさらに薄くすることが必須となるだろう。

　Micron/Nanya以外のメーカーは、TiNプレートの上にSiGe（シリコンゲルマニウム）層がある。Micron/Nanyaは、SiGeではなくタングステン（W）層を形成している。SK-Hynixは、二重層にしたポリSiプラグをドレイン領域のストレージノードに接続している。一方のエルピーダは、二重層のタングステン/TiNとポリSiプラグを用いている。

　埋め込みワード線を採用したSDRAMの多くは、アレイ領域にトリプルウェルを用いている。トリプルウェルとは、p型基板上に設けたNウェルの上に、Pウェルを形成したものである。

　しかし、Micron/Nanyaの31nm SDRAMセルアレイは、4重のウェル（quadruple well）の構造を持つ。これは、n型基板にドープしたPウェルの上にNウェルを、さらにその上に浅いPウェルを形成したものだ。

　PCに加え、スマートフォンやタブレット端末といったPC以外の機器での需要が高まっていることから、DRAMセルのさらなる微細化が求められている。最新のプロセス技術やリソグラフィ技術の進歩のおかげで、DRAMセルアレイは、30nm、20nmクラスまで微細化される可能性がある。

【翻訳：滝本麻貴、編集：EE Times Japan】