FeRAMのメモリセル構造の基礎：福田昭のストレージ通信（67） 強誘電体メモリの再発見（11）（2/2 ページ）

強誘電体不揮発性メモリ（FeRAM）の構造には、2T2C方式、1T1C方式、チェインセル方式がある。それぞれの特徴を紹介するとともに、メモリセルの断面構造についても解説しよう。

[福田昭，EE Times Japan]

スタックセルとオフセットセル

　続いてメモリセルの断面構造を考えよう。議論を容易にするため、ここでは1T1C方式だけを考える。製造工程の順番は、まずMOSFETを形成し、その後に、強誘電体キャパシターを形成する。ここで、2通りの構造が考えられる。

　1つは、MOSFETのほぼ真上に強誘電体キャパシターを形成する構造である。もう1つはMOSFETの真上ではなく、位置を少しだけずらして斜め上に強誘電体キャパシターを形成する構造である。前者を「スタックセル（stacked cell）」、後者を「オフセットセル（offset cell）と呼ぶ。

　メモリセルが小さくなるのは、スタックセルである。ただしこの構造ではトランジスタの拡散層とキャパシターの下部電極をプラグ金属を介して直接的に接続するため、熱的に安定なコンタクトが得られるかどうかが課題である。製造は難しくなる。

　オフセットセルは、いったんトランジスタの相互接続を金属配線層に引き上げてから、キャパシターの電極に接続する。金属配線とキャパシター電極の接続になるので、安定な接続を得やすい。ただしメモリセルそのものは、大きくなる。

FeRAMのメモリセルの断面構造。左はスタックセル、右はオフセットセルの構造。出典：NaMLabおよびドレスデン工科大学（クリックで拡大）

（次回に続く）

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