【福田昭のセミコン業界最前線】次世代の3D NANDフラッシュを実現する要素技術が国際メモリワークショップに続々登場へ – PC Watch

開催地は米国モントレーに戻るも会場ホテルは変更に

IMW 2025の会場となる米国カリフォルニア州モントレーのリゾートホテル「Portola Hotel & Spa at Monterey Bay」(同ホテルの公式Webサイトから)

　半導体メモリ技術の研究開発に関する国際学会「国際メモリワークショップ(IMW : IEEE International Memory Workshop)」が今年も5月中旬に始まる。2025年のIMW(IMW 2025 : 正式名称は2025 IEEE 17th International Memory Workshop)は、米国カリフォルニア州モントレーのリゾートホテル「Portola Hotel & Spa at Monterey Bay」で2025年5月18日(日曜)～21日(水曜)に開催される。

　国際メモリワークショップ(IMW)は半導体メモリとその関連技術に特化した国際学会であり、毎年5月中旬～下旬に開催されてきた。開催地は隔年で米国(カリフォルニア州モントレー)、米国以外の年は欧州とアジアで交互に開催というのが通例となってきた。昨年(2024年)はアジア開催(大韓民国(韓国)のソウル特別市)だったので、今年(2025年)は米国開催となる。

　前回の米国開催は2023年5月21日～24日であり、前述のように開催地はカリフォルニア州モントレーだった。会場はリゾートホテル「Hyatt Regency Monterey Hotel & Spa」である。筆者の知る限り、これまで米国開催の会場はモントレーの「Hyatt Regency Monterey Hotel & Spa」というのが恒例だった。同じモントレー開催で会場が移動するのは初めてのことだ。

　「Hyatt Regency」はモントレーのダウンタウンからは離れた丘の上にあり、広大な敷地と会議棟やゴルフコース、スパ、プール、トレーニングジムなどの設備を有していた。設備は充実しているのだがダウンタウンまではかなり遠く、徒歩で買い物や食事などをするには不便な場所だった。

　2025年の会場となる「Portola Hotel」はダウンタウンの中にあり、買い物や食事などは徒歩10分圏内にあり、便利な場所だと言える。

「国際メモリワークショップ(IMW)」の開催地一覧(2009年～2025年)

2025年国際メモリワークショップ(IMW 2025)の開催概要。公式Webサイトからまとめたもの

3日間の技術講演会と前日イベントの1日間チュートリアルを予定

　IMW 2025は、5月19日(月曜)～21日(水曜)にメインイベントであるテクニカルカンファレンス(技術講演会)を開催する。技術講演会は口頭講演とポスター発表で構成されており、技術講演会初日の19日夕方にはポスター発表とレセプション(歓迎会)が同じ会場で実施される。

　技術講演会の前日である5月18日(日曜)には、プレイベントであるチュートリアル(技術講座)を予定する。なお参加登録料金は技術講演会とチュートリアル(技術講座)で別々なので、あらかじめ留意されたい。またチュートリアルだけの参加は認められていない。

2025年国際メモリワークショップ(IMW 2025)のスケジュール。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

技術講座の共通テーマは午前が「HBM」、午後が「次世代メモリ」

　技術講演会前日の5月18日はすでに述べたように、プレイベントであるチュートリアル(技術講座)が開催される。1日間の技術講座は2つのテーマを扱っており、午前の「チュートリアル1」と、午後の「チュートリアル2」に分かれる。それぞれのチュートリアルは3件の講演で構成される。

　「チュートリアル1」の共通テーマは「先進DRAMとHBM(High Bandwidth Memory)」である。「材料とプロセス、システムの協調最適化」、「AI向けHBMとメモリの市場機会と課題」、「(仮題)HBMシステム」の講演を予定する。

「チュートリアル1(先進DRAMとHBM)」の予定と講演題目。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

　「チュートリアル2」の共通テーマは「次世代メモリ(Emerging Memory)」である。「垂直NANDフラッシュに強誘電体を導入することの可能性」、「埋め込み相変化メモリのデバイス物理とAI寄りの応用」、「メモリデバイスの材料エンジニアリングにおけるシミュレーションの活用」の講演を実施する。

「チュートリアル2(次世代メモリ)」の予定と講演題目。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

基調講演ではフラッシュ、DRAM、抵抗変化メモリがテーマ

　次は技術講演会(テクニカルカンファレンス)の概要と注目講演を紹介していく。初日である5月19日(月曜、米国太平洋夏時間)の技術講演会は、チェアパーソンによる開会挨拶から始まる。続いて基調講演(いずれも招待講演)を予定する。今年も昨年と同様に、3件の基調講演を予定する。始めに、AI(人工知能)時代におけるNANDフラッシュメモリのイノベーションについてMicron Technology(以降はMicronと表記)が解説する(講演番号1.1)。

基調講演の予定と講演題目。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

　続いて「モアムーア」と「モアザンムーア」を実現するDRAMとフラッシュメモリの将来技術をSamsung Electronics(以降はSamsungと表記)が展望する(同1.2)。最後に、継続学習(Continual Learning)への応用を想定した、シャドウメモリを利用した抵抗変化メモリのスイッチング特性制御についてUCSB(The University of California, Santa Barbara)が述べる(同1.3)。

フラッシュメモリと抵抗変化メモリの要素技術を数多く披露

　基調講演に続いて休憩を挟み、一般講演が始まる。一般講演はすべてシングルセッション(単一のセッション)であり、パラレルセッション(複数のセッションを同時進行すること)は1つもない。このため、すべての講演を聴講できる。21日(水曜)の昼まで、一般講演のセッションが続く。繰り返しになるが、月曜の夜にはポスター発表とレセプション、火曜日の夕方にはパネル討論会、火曜日の夜にはバンケット(晩餐会)を予定する。

　プログラムの口頭講演をセッション名で分類すると、NANDフラッシュに関するセッションが3つと多い。そのほかはDRAM、インメモリコンピューティング、次世代メモリ、強誘電体のセッションが1つずつである。なお、ポスター発表は分野別の分類がない。またインメモリコンピューティングとポスター発表からは、抵抗変化メモリに関する発表が多いと感じる。

　ここからはフラッシュメモリと次世代メモリに関する注目発表を簡単に紹介する。まずは3D NANDフラッシュメモリに関する一般講演である。

　キオクシアは、CBA(CMOS Directly Bonded to Array)構造の3D NANDフラッシュメモリにおけるクロスビット線(CBL)アーキテクチャを報告する(講演番号3.1)。ウェハ貼り合わせによって周辺回路とメモリセルアレイを積層するCBA構造では、ビット線のレイアウトに利点が生じることを説明するとみられる。

　Samsungは、非円形のチャンネルホール形状を備えたマルチホールVNANDフラッシュアーキテクチャのしきい電圧モデリングについて述べる(同3.2)。Micronは3D NANDの読み出しウィンドウ余裕における楕円形(「ホール形状」と考えられる)の影響をモデリングした(同3.4)。最新の研究では高密度化のためにチャンネルホールの断面形状を円形ではなく、楕円形や半円形などにすることが試みられている。これらの発表は、その一環とみられる。

IMW 2025の注目発表(フラッシュメモリ)。全3枚の最初(1/3)。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

　Macronix International(MXIC)は、1,000層と超多層の3D NAND用ワード線ドライバを微細化する、3次元積層周辺回路用垂直チャンネル高圧トランジスタを開発した(講演番号5.3)。Samsungは第9世代3D VNANDフラッシュ用オンチップキャパシタ技術を報告する(同7.1)。同社は将来のマルチビット3D VNANDに向けたデュアルトラップ層技術についても開発成果を述べる(同7.3)。

　SanDisk Technologiesは、3Dフラッシュ向けの低コストなオンピッチ選択ゲート技術を発表する(講演番号7.2)。Applied Materialsは、コンフォーマルMoS2(二流化モリブデン)を40対1の高アスペクト構造に導入し、300mmウェハの3D NANDフラッシュ製造に適用した結果を報告する(同7.4)。

IMW 2025の注目発表(フラッシュメモリ(続き))全3枚の2枚目(2/3)。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

　フラッシュメモリのメモリインコンピューティング応用では、SST(Silicon Storage Technology)がスプリットゲート方式フラッシュメモリをインメモリコンピューティングに応用したときの信頼性と精度を展望する(招待講演、番号4.1)。

　ここからはフラッシュメモリでもポスター発表の注目論文を報告しよう。MXICは「L2ノルム/ユークリッド距離」計算に向けた、2個のSONOSトランジスタで構成するセルの特性評価結果を報告する(ポスター番号P1)。単位セルの特性と、セルアレイの特性を評価した。

　Lam Researchは、成膜とエッチングの協調最適化によって3D NANDフラッシュのホールと層間絶縁膜コンタクトのエッチングを統合可能にした(ポスター番号P14)。同社は、フラッシュメモリのワード線金属を想定したモリブデン(Mo)の原子層堆積(ALD)技術も報告する(同P15)。

IMW 2025の注目発表(フラッシュメモリ(続き))全3枚の3枚目(3/3)。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

次世代メモリではセレクタオンリーメモリやスピン軌道トルク磁気メモリなどを報告

　ここからは、次世代メモリに関する注目発表を紹介したい。MXICは、クロスポイント構造のセレクタオンリーメモリの信頼性を高める技術を解説する(招待講演、番号6.1)。スパイク電流の緩和や読み出し寿命の改良などについて述べる。Everspin Technologiesは、メモリやSoC、FPGAなどに埋め込むことを想定した、STT-MRAM利用アンチヒューズのマクロを紹介する(招待講演、番号6.4)。

　東北大学は、書き込みエネルギーが小さく、外部磁界が不要で書き込み時間がサブナノ秒と短いスピン軌道トルク磁気メモリ(SOT-MRAM)セル技術を開発した(講演番号6.3)。不揮発性メモリ向けである。傾きのあるスピン軌道トルク構造と磁気異方性に関する設計技術についても述べる。

IMW 2025の注目発表(次世代メモリ)。公式Webサイトとプログラムからまとめたもの

　このほかにも興味深い発表が少なくない。IMWの開催後は、現地取材による続報をお届ける予定だ。ご期待されたい。