SanDiskが語る、抵抗変化メモリのセル選択スイッチ技術（後編）：福田昭のストレージ通信（54） 抵抗変化メモリの開発動向（13）（2/2 ページ）

「抵抗変化メモリの開発動向」シリーズの最終回となる今回は、セル選択スイッチ技術の中でも有望な、しきい電圧を有するスイッチ（スレッショルド・スイッチ）を紹介する。代表的な4種類のスレッショルド・スイッチと、それらの特性を見ていこう。

[福田昭，EE Times Japan]

オン状態では、記憶素子の抵抗値とのバランスが重要

　オン状態、すなわち電流が多く流れる状態を出現させることは、スイッチ技術にとってそれほど難しいことではない。むしろ問題となるのは、オン状態におけるスイッチの抵抗値（オン抵抗）と、記憶素子の抵抗値とのバランスである。

　4種類のスイッチ技術では、OTS技術とMIT技術はオン状態での電流が高い。MIEC技術は電流がそれほど高くなく、不十分となる恐れがある。

4種類のスレッショルド・スイッチ技術でオン状態の特性を比較した。左からOTS、MIT、MIEC、FASTである。いずれのグラフも縦軸が電流（対数目盛り）、横軸が電圧（線形目盛り）。出典：SanDisk（クリックで拡大）

しきい電圧特性がメモリの信頼性を左右

　スレッショルド・スイッチの特性を決めるもう1つの重要な特性に、しきい電圧（Vth）がある。しきい電圧の高低が、スイッチの非線形性（電流電圧特性の急峻な変化の度合い）を決めるからだ。

　スレッショルド・スイッチでは印加電圧がしきい電圧よりも低いときは電流がほとんど流れず、印加電圧がしきい電圧よりも高くなり始めると電流が急激に増加する。しきい電圧があまりに低すぎると、印加電圧が低くても電流が流れてしまい、スイッチの意味がなくなってしまう。かといってしきい電圧があまりに高すぎると、読み出しマージンが減少するとともに、書き換え電圧と読み出し電圧の差が縮まって読み出しディスターブ不良の恐れが高まる。

　4種類のスイッチ技術を比べると、OTS技術はしきい電圧の値が適切であり、読み書きのバイアス電圧を余裕を持って分離でき、読み出しマージンを十分に確保できる。MIT技術はしきい電圧がかなり低く、読み出しディスターブ不良の恐れが残る。MIEC技術はしきい電圧が低すぎるため、バイアス電圧の設定がかなり難しい。FAST技術はしきい電圧の値が適切であり、読み出し電圧と書き換え電圧の間に0.75V前後と十分な余裕がある。

4種類のスレッショルド・スイッチ技術でしきい電圧（Vth）の特性を比較した。左からOTS、MIT、MIEC、FASTである。いずれのグラフも縦軸が電流（対数目盛り）、横軸が電圧（線形目盛り）。出典：SanDisk（クリックで拡大）

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