先端技術トピックス

垂直磁気異方性ナノチューブ構造の磁壁メモリを研究開発しています。解析的手法によって形状効果を有効磁場として定式化し、それらを導入した簡易モデルで磁壁シフト特性を計算しました。マイクロマグネティク計算との比較により、簡易モデルの妥当性と高速性を示しました。本成果はJoint MMM-Intermag 2025で発表されました。

適合性フィードバックを活用して、基盤モデルに基づいた画像検索をユーザーの好みに対応させるアルゴリズムを提案し、さまざまな画像検索シナリオで効果的であることを確認しました。

世界最小のセル面積0.001681 μm²を持つ64 GbitクロスポイントMRAM（磁気メモリ）を試作し、信頼性の高いセル動作を実証しました。この結果は、MRAMのSCM (Storage-Class Memory) 応用につながるものです。

将来世代の3次元フラッシュメモリ候補として、新規水平チャネルフラッシュメモリ（Horizontal channel flash）の提案を行い、試作品にてセル基本動作および、10k cycleのProgram/Erase耐性を確認しました。この成果はIEDM2024で発表されました。

我々は南亜科技と共同で、酸化物半導体トランジスタを用いた新型DRAM「OCTRAM：Oxide-Semiconductor Channel Transistor DRAM」を試作しました。InGaZnOトランジスタの極低オフ電流という特徴により100秒を超える長リテンションを実証しました。これにより、従来のDRAMよりも低消費電力化が期待されます。

マルチモーダル大規模言語モデルと文書検索用アルゴリズムを活用した画像検索方式を開発し、キーワードを用いた画像検索の性能向上を確認しました。

磁性体を使った新規ファイルメモリの候補の一つとして磁壁メモリを開発しています。磁性体への書込み方式として、誘導電流磁場書込み制御方式を新たに提案し検証しました。書込み時の電流パルス波形の電流降下速度を制御することで、電流磁場を印加しながらデバイス温度を低下させることに成功し、低エラーレートで安定な書込みを実現しました。これらの結果はSSDM 2024で発表しました。

多結晶金属配線を縮小すると、電気抵抗が断面積の縮小以上に上昇する細線効果が発生します。また、抵抗上昇対策として金属を単結晶化すると、細線効果に結晶方位依存性が発現します。私たちはこの結晶方位依存性を予測するための計算技術の開発に成功しました。そして、この成果はSSDM2024で発表されました。

3次元フラッシュメモリの高積層化には、Siチャネルのメタルアシスト結晶化（MILC）が重要です。本研究では第一原理計算を用いることで、原子スケールでのMILCのメカニズムを理論的に明らかにし、その成果を国際学会SISPAD 2024で発表しました。

近年のAI（人工知能）の急速な進歩により、大容量かつ高速で動作可能なメモリへの需要が高まっています。私たちは、世界で初めて300mmウェハ上でChannel-All-Around型の強誘電体トランジスタを試作し、微小なメモリセル（707nm²）で高い駆動電流（ΔI_on>2μA）と安定したサイクル動作（>10⁶cycle）を両立しました。

我々は、将来の3次元フラッシュメモリ向けに、最先端のフッ素フリー ワードライン (WL) モリブデン (Mo) プロセスを確立しました。MoをWLに適用することで、従来のタングステンに対してRC遅延を少なく、且つ、リーク不良率が低い状態で、垂直方向と水平方向の両方でセルの微細化を加速することができます。この成果はVLSI 2024で発表されました。

MLC、TLC、QLCと多値化が進むと、記憶密度を大きくできる一方で、読出し回数が増加しランダムアクセスが悪化する課題があります。本研究では、複数のメモリセルでデータを共有して記憶することで、記憶密度を高く保ったまま、読出し回数を削減し、高速なランダムアクセスを可能とする新規多値コーディングを開発しました。