非易失性存储器的未来

　　在“VLSI Symposium on Technology”首日举行的自由发表会“Will Emerging Non-Volatile Memories Finally Emerge?”(新型非易失性存储器终会实现吗?)上，东芝、韩国三星电子、韩国海力士半导体(Hynix Semiconductor)、美国美光科技(Micron Technology)以及台湾台积电(TSMC)等大型半导体厂商的负责人纷纷登台，对非易失性存储器技术的未来进行了展望。以下为各公司演讲内容的概要。

　　■东芝(仁田山 晃宽)

　　半导体存储器市场可分为数据存储器、代码存储器和工作存储器三部分，而满足所有这些用途的通用存储器并不存在。就东芝的主力业务NAND闪存而言，尽量延长现有浮游栅的寿命是基本方针。但1Xnm之后的技术工艺或许需要实现三维化。后NAND闪存就是三维NAND闪存。为了能够随时替换浮游栅，必须提前准备好三维NAND闪存。

　　在三维NAND闪存中，存储器单元面积、制造工艺的简洁性以及抗干扰性等方面最为出色的当属我们研发的“BiCS”。如果采用该项技术，可用单枚芯片实现1Tbit等大容量。虽有观点指出，BiCS在通道中采用了多晶硅，因此阈值电压容易出现偏差，但我们确信可以克服这个问题。

　　BiCS需要在贯通孔中进行氮化膜和多晶硅成膜，因此水平方向的尺寸缩小存在极限。为此，要想降低bit成本，就需要增加存储器单元垂直方向的积层数。我认为可以积层20多层。

　　关于光刻技术，现有的ArF光刻将在1Xnm之后的技术工艺中遭遇极限。因此，1Xnm以后的某个阶段均需要导入EUV光刻。

　　■三星电子(G.Jeong)

　　新型非易失性存储器要求具备针对10nm以后技术工艺的可扩展性。我们认为，PRAM(相变存储器)可微细化至7nm前后，ReRAM(可变电阻式存储器)可微细化至5nm前后，STT-MRAM(自旋注入式磁化反转型磁存储器)可微细化至20nm以后。从成本来看，可替代NAND闪存的是 ReRAM，可替代NOR闪存和DRAM的是PRAM和MRAM。

　　我们已从2010年开始了PRAM的量产，现已达到了可替代NOR闪存的阶段。今后要想替代DRAM，就需要提高擦写次数。STT-MRAM可用于替代工作存储器和混载闪存。我们认为，2013年前后市场上将出现64Mbit以上的产品。STT-MRAM今后需要微细化至1Xnm以后，确保热稳定性和特性均匀性等将成为其课题。ReRAM则需要改进存储器单元的选择元件、确立三维积层技术和提高量产效率等。

　　■海力士半导体(J. Roh)

　　在现有的存储器中，尤其是DRAM要微细化至20nm以后是非常难的。原因是无法确保所需电容器容量的空间。关于这一点，尚未有明确的技术解决方案。

　　在我们全力开发的新型非易失性存储器中，包括ReRAM和STT-MRAM。其中，STT-MRAM存在改善布局効率、削减开关电流和确立蚀刻方法等课题。我个人希望继续推进开发，以使这种新型非易失性存储器在5年内实现量产。

　　■美光科技(J. Zahurak)

　　NAND闪存和DRAM在今后5年内都不会被其他存储器所替代。NAND闪存可通过三维化进一步增大容量。DRAM可通过4F2(F为设计规则)单元和TSV(硅贯通孔)来维持进步。

　　■台积电(L.Tran)

　　作为可在逻辑LSI上混载的新型非易失性存储器，MRAM和ReRAM等备受关注。不过，在今后2～5年内，这些存储器将只限于低容量的补缺性用途。将来，混载MRAM有可能会替代中速SRAM缓存。关于带有垂直磁化型存储元件的MRAM，验证针对10nm以后的可扩展性是其课题。