磁気メモリーMRAMで、セルのハーフピッチ20.5nmの読み書き動作をキオクシアが報告した。セレクターと磁気トンネル接合を組み合わせた構成に加え、微細化に伴う信頼性低下に対処するため、セレクターの過渡応答を使う読み出し方式と寄生容量を減らした回路を開発した。
セレクターと磁気トンネル接合を組み合わせる
キオクシアとメモリーメーカーのSK hynixは、クロスポイント型の磁気メモリーMRAMを共同開発した。セルには、大容量化に適したセレクターと磁気トンネル接合を組み合わせている。このセル構成に、クロスポイント型アレイの微細加工技術を適用した。
ハーフピッチ20.5nmのセルで読み書き動作
この構成と加工技術によって、セルのハーフピッチ20.5nmで読み書き動作を達成したとキオクシアはしている。20.5nmはセルのハーフピッチを表す寸法で、動作を達成したMRAMとして過去最小だという。
過渡応答を使う読み出しと寄生容量の低減
セルを微細化すると、メモリーの信頼性は低下する傾向があるとキオクシアは説明する。この課題への対処として、共同開発ではセレクターの過渡応答、すなわち時間とともに変化する応答を利用する新しい読み出し方式を開発した。読み出し回路の寄生容量も低減し、セルの微細化に合わせて読み出し方式と回路の両方に手を加えた。
DRAMとフラッシュの間を担うメモリーへ
キオクシアは、この大容量向けMRAMをStorage Class Memory（SCM）用途に位置付ける。SCMはDRAMとフラッシュメモリーの間を担うメモリーで、DRAMより大きなデータ容量と、フラッシュメモリーより高速な処理を目指している。
想定用途にはAIとビッグデータ処理を挙げている。このMRAM技術は、2024年12月7〜11日に開催される半導体デバイスの国際会議IEDM 2024で発表する予定だ。