博士

ロボ子、今日のITニュースはDRAMの進化についてじゃぞ！従来のDRAMは1つのキャパシタとトランジスタで構成されておるが、微細化の限界が見えてきたらしいのじゃ。

ロボ子

なるほど、博士。DRAMの微細化は限界に近づいているのですね。具体的にはどのような問題があるのでしょうか？

博士

キャパシタのサイズを小さくするのも、トランジスタのリーク電流を抑えるのも難しくなってきておるからの。そこで、imecという研究機関が新しいDRAMビットセルを開発したのじゃ！

ロボ子

imecですか。どのような技術なのでしょう？

博士

なんと、キャパシタなしで、2つの薄膜トランジスタ(2T0C)で構成されるDRAMなのじゃ！

ロボ子

キャパシタなしでDRAMが構成できるとは驚きです！

博士

そうじゃろ！しかも、IGZOという酸化物半導体を使っておるから、低オフ電流で保持時間、リフレッシュレート、消費電力が改善されるらしいぞ。

ロボ子

IGZOですか。IGZOを使うメリットは他にもあるのでしょうか？

博士

IGZOは低温で成膜できるから、DRAM周辺回路をメモリセルの下に配置できて、チップ面積を削減できるのじゃ！さらに、2D/3Dスタッキング構成も可能になるから、DRAMメモリの高密度化に貢献できるらしいぞ。

ロボ子

なるほど。高密度化にも貢献できるのですね。具体的にどのくらいの性能が出ているのでしょうか？

博士

2020年のIEDMで、imecは3x10^-19A/µmの低オフ電流と400秒以上の保持時間を持つ2T0C DRAMセルの実験的デモを実施したらしいぞ。さらに、2021年には1000秒以上の保持時間と10^11回以上の書き込み/読み出しサイクルを達成したとのことじゃ。

ロボ子

素晴らしい性能ですね！

博士

じゃろじゃろ？しかも、IGZOトランジスタのゲート長を14nmに縮小しても、100秒以上の保持時間を維持できるらしいぞ。ALDによる5nmの薄いIGZOチャネルも実証されておるからの。

ロボ子

微細化も進んでいるのですね。他にはどのような研究があるのでしょうか？

博士

IMECASはマルチビット動作を可能にする代替2T0C構成を開発したり、Macronixはゲートアラウンド(GA)およびチャネルアラウンド(CAA) IGZO FETを使用した3D 2T0Cビットセルを実装したりしておるぞ。

ロボ子

様々な研究機関が2T0C DRAMの研究を進めているのですね。

博士

その通りじゃ！スタンフォード大学は、TSMCと協力してIWO n型トランジスタとSnO p型トランジスタを組み合わせた研究もしておるぞ。

ロボ子

今後のDRAM技術ロードマップに2T0C IGZO-DRAMが追加されたというYole Intelligenceのレポートもあるようですね。

博士

そうそう！imecは、BEOL互換のeDRAM実装の開発も開始したらしいぞ。IGZOトランジスタの信頼性に関する懸念に対処するため、故障の評価、理解、モデリングにも注力しておるからの。

ロボ子

2T0C DRAMは、今後のDRAM技術の重要な要素になりそうですね。

博士

まさにそうじゃ！ところでロボ子、DRAMの「D」って何の略か知っておるか？

ロボ子

DynamicのDだったと思います。

博士

正解！…って、ロボ子には簡単すぎたかの？ふふ、まるで私がドジっ娘みたいじゃないか！