resistive memory(抵抗変化メモリ)

半導体デバイス測定に関する翻訳で、resistive memory(抵抗変化メモリ)という言葉が出てくる(例えば、パルス/波形生成と内蔵測定機能のp3)。

半導体メモリは、揮発性メモリ(Volatile Memory)と不揮発性メモリ(Non-Volatile Memory)の2つに大きく分類される。揮発性メモリの揮発性とは、電源を供給していないと記憶している情報が失われるという意味である。揮発性メモリの代表的なものとして、CPU内部のキャッシュメモリとして使用されるSRAM(Static Random Access Memory)とPCの主記憶装置として使用されるDRAM(Dynamic Random Access Memory)がある。不揮発性メモリは、電源を切っても記憶情報が失われないメモリで、代表的なものとして、PCのUSBメモリやSSD、携帯電話やカメラなどのメモリカードに使用されているフラッシュメモリがある。

フラッシュメモリは、その半導体メモリとしての高速性、低消費電力性、高信頼性から、従来のハードディスクに代表される磁気記憶装置を急速に置き換えている。このような旺盛な需要により、大容量化が急速に進み、製造プロセスの微細化の限界が見え始めている。フラッシュメモリの大容量化の限界の克服とさらなる低消費電力化のために、抵抗変化メモリの研究開発が進められている。

フラッシュメモリは、MOSFETをベースにしたもので、ゲート電極の直下にある絶縁層内に「浮遊ゲート」と呼ばれる領域が存在する。フラッシュメモリへの書き込み時に、ゲート電極に高電圧を印加して、電子をトンネル効果により浮遊ゲートに入れる。浮遊ゲートに蓄積された電子は電源を切っても保持され、長期間の記憶が可能であり、「電荷蓄積型」メモリと呼ばれる。フラッシュメモリは、このように1つのトランジスタ(セル)で1ビットを構成できる(SLC(Single Level Cell)の場合、MLC(Multi Level Cell)では1つのセルで2ビット、3ビットを構成できる) ので高集積化(大容量化)しやすいが、微細化の限界が見え始めている。

抵抗変化メモリは、「状態変化型メモリ」と呼ばれる。絶縁体を金属電極で挟んだ構造(セル)で、電極間に印加する電圧の大きさにより、絶縁体の抵抗の大きさが変化することを利用してビットを記憶するメモリである。「電荷蓄積型」メモリに比べて構造が簡単であり、抵抗値の変化が大きな物質を用いることにより1つのセルで多くのビットを記憶できるので、次世代不揮発性メモリとして期待されている。

抵抗変化メモリについては、以下を参照

次世代不揮発性メモリ「ReRAM」って何だ?

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