Ａデパートでマーケティングを担当するキム・チョルス課長はライバル会社のデパートを見回った後、メガネフレームから１テラバイト（ＴＢ）容量のメモリーカードを取り出した。小さなチップに１００時間以上の高画質動画が収まり、ライバル会社の状況分析に大いに役立つ。サムスン電子が６日に世界で初めて出した３次元垂直構造ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー（３Ｄ　Ｖ　ＮＡＮＤ）がもたらす未来像だ。

サムスン電子の崔定赫（チェ・ジョンヒョク）専務は「今は１２８ギガビット（Ｇｂ)を量産するレベルだが、５年ほど経過すれば１テラビット（Ｔｂ、１Ｔｂは１０００Ｇｂ）級メモリーが出てくるだろう」と述べた。ノートブックにスーパーコンピューター並みのメモリー保存装置を搭載できるということだ。

◆ノートブックサイズのスーパーコンピューターが可能に

半導体業界では、３次元垂直構造でセル間の干渉現象をなくそうという試みは１０余年前から続いてきた。微細工程で１０ナノメートル（ｎｍ）の壁を越え、メモリー容量を増やすためには、３次元積層構造以外に特に解決方法がないからだ。世界１位の半導体企業インテルの場合、２年前に３次元（３Ｄ）トランジスター「トライゲート」を開発し、中央処理処置（ＣＰＵ）のＡｔｏｍプロセッサーに適用した。平面形トランジスターより干渉現象が減り、低電圧で３７％ほど性能が向上した。しかしデータ保存空間（セル）自体を垂直で積み上げて容量を増やしたのはサムスンが初めてだ。

嘉泉大学大学電子工学科のパク・バンジュ教授は「平面上でセルの間隔を狭める微細工程技術は物理的に限界に到達している」とし「サムスンの今回の成果はノートブックはもちろん、スマートフォンやタブレットＰＣなどスマート機器の構造と用途に一大革新を起こす契機になるだろう」と説明した。

立体構造の半導体はサムスン電子が１０年間にわたり研究してきた結果だ。メモリー半導体は１９７１年に開発された「フローティングゲート（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｇａｔｅ）」構造に基づいて作られた。シリコン表面に木のように立っているフローティングゲートに電子を保存する方式だ。この構造に基づいて微細工程化が進められ、サムスンは１０ナノ級に発展させた。

２００６年に独自の技術で開発した「チャージトラップ型フラッシュ（ＣＴＦ）」方式が３Ｄ半導体につながった。ＣＴＦは電子をシリコンの表面に付着したドーナツ型の不導体物質に保存する方式だ。崔専務は「フローティングゲートの代わりに、ＣＴＦを立体技術で発展させながら２４層まで積み上げた３次元円筒型ＣＴＦセルを作ることができた」と話した。

３次元円筒型ＣＴＦセルは電荷を安定した不導体に保存し、上下セル間の干渉現象を減らす。従来の２０ナノ級ＮＡＮＤ型フラッシュメモリーに比べて集積度が２倍以上高く、生産性が大幅に向上したという説明だ。


サムスン電子、３次元ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー量産の意味と展望（２）