昨日の円筒型のトランジスタはGate-All-Around型と呼び、GAA-FETというそうです。同心円筒状にフローティングゲートがあるのが現在のフラッシュメモリの１セルで、昨日のように電荷の量でトランジスタのon/off閾値を動かすことにより１セル当たり３ビットの情報を記憶できるというものです。
ベルギーの研究機関 IMECのレポートが分かりやすかったです。
https://www.imec-int.com/en/articles/role-3d-nand-flash-and-fefet-data-storage-roadmap
FETのチャネル（半導体）は多結晶シリコンを多分SiH4からCVD（化学気相蒸着法）でつけているようですね。我々もCVDは日々研究していますが、シラン(SiH4)のCVDでは水素がSiの結合手（ダングリングボンド）を終端して不要な電荷の発生を抑えてくれるので比較的楽なのだと思います。他の物質ではHに代わるものを見つけなければいけません（ないかもしれない）。私の本業における最近の関心事の一つです。横方向のメモリセルサイズは今年4月の段階で140nmだそうです。これを30nmまで小さくして、さらに次は円筒ではなく、円筒の半分ずつをトランジスタにして2倍集積度を上げることを考えているようです。
“Another notable innovation was the replacement of the floating gate cell by a charge trap cell, which involves a more simplified process flow. The working principle of both cell types are relatively similar. But in a charge trapping cell, the trapping layer is an insulator – usually silicon nitride. This provides less electrostatic interference between neighboring cells. Such a charge trap cell is now the base of most 3D NAND structures.”
とあるので、現在の3D-NAND flash memoryは当初発明の金属(Hの入っていないpoly Si)のfloating gate ではなく、絶縁物である窒化シリコンによる電荷蓄積を使っているようです。SiO2とHOMO, LUMOのエネルギー準位が違うので電荷がトラップできるのでしょう。
flash memoryを含む最新の半導体製造技術については、下記の東京エレクトロン(TEL)のIR(=investors relations=投資家向け）資料が非常に充実しています。一部ここまで書いていいのか？と思うところもあります。
https://www.tel.co.jp/ir/policy/mplan/cms-file/IR_Day_20211012_J.pdf (pdf注意）
解説のしごたえのある資料です。明日は、古典をお休みにしてここからなにか解説しましょう。来週は国際会議の現場のお世話で走り回らないといけないので、手抜きが続きます。ご理解ください。
英語は https://www.imec-int.com/en/articles/role-3d-nand-flash-and-fefet-data-storage-roadmap から拾ってみます。
“the industry’s workhorse for data storage applications”
workhorse 馬車馬
“In the conventional computer memory hierarchy, NAND flash is located the furthest way from the CPU.”
conventional 通常の、従来の
hierarchy ハイ「ア」ラーキー 階層 ヒエラルキー
furthest 最も遠い
” It does this(increasing mobility of the channel) in two ways: by introducing alternative channel materials or improving the quality of the polysilicon channel.”
alternative オる「タ」ーナティヴ 代替の
latency 「れ」イテンスィ 潜在的な、ですが、電子工学では latency time 反応するまでの潜在時間→待ち時間、遅延時間 を略して latency と使うようです。 low-latency storage = 低遅延記憶素子 としないと意味が通じません。
latent 潜在的な 「れ」イテント latent heat 潜熱
threshold す「レ」ッショウるド 閾値（電子工学では「しきいち」と読むことが多いが、業界（生物系？）によっては「いきち」とも読みます） 下記によると、戦前と戦後でちがうとのこと。電子工学のほうが新しいということか？
https://jp.quora.com/%E9%96%BE%E5%80%A4%E3%81%AE%E8%AA%AD%E3%81%BF%E3%81%AF-%E3%81%AA%E3%81%9C-%E3%81%84%E3%81%8D%E3%81%A1-%E3%81%A8-%E3%81%97%E3%81%8D%E3%81%84%E3%81%A1-%E3%81%AE2%E3%81%A4%E3%81%8C%E3%81%82%E3%82%8B%E3%81%AE%E3%81%A7