日立とエルピーダ、DRAMセルの記憶保持時間の変動要因を解明

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DNニュース

2005年12月09日

日立とエルピーダ、DRAMセルの記憶保持時間の変動要因を解明

　
　日立製作所とエルピーダメモリは、DRAMセルの記憶保持時間(電荷保持時間)が変動する要因を解明した。セルを構成するトランジスタのリーク電流に着目して測定を行ったところ、変動がトランジスタのp-n接合から漏れる電流に起因することが分かった。

　DRAMセルは、1個のトランジスタとキャパシタで構成され、キャパシタに蓄積した電荷の有無で1ビットの情報を表現する。キャパシタ内の電荷は一定時間で放電されて失われるため、DRAMセルの記憶保持時間は有限となる。このため、DRAMでは一定の時間間隔で情報の再書き込み(リフレッシュ動作)を繰り返す必要がある。

　この記憶保持時間はLSI内の全DRAMセルで同一ではなく、2値間で変動するセルが非常に低い確率で存在すると1987年に報告されていた。変動現象は知られていたが、要因は明らかにされていなかった。

　両社は変動の要因としてリーク電流に着目し、試験デバイスを用いて詳細な測定を実施した。その結果、以下に示す三つの現象を確認し、記憶保持時間の可逆的変動をもたらす直接的な要因が、p-n接合リーク電流の可逆的変動であることを明らかにした。各現象の概要は以下の通り。

リーク電流が2値間で可逆的に変動するセルトランジスタが1万個に数個存在する

DRAMセルのリーク電流は、セルトランジスタのチャネルを流れる成分と、p-n接合を流れる成分の和となるが、可逆的に変動するのはp-n接合のリーク電流である

p-n接合リーク電流変動には温度依存性があり、高い温度では変動しやすく、2値間の変動周期が短くなる

　両社では、｢DRAMの消費電力は記憶保持時間の長短に大きく影響されるため、今回変動要因を明らかにしたことで、今後のDRAMの低消費電力化に道を拓くものと期待される」としている。

　　

連絡先：

日立製作所中央研究所企画室 [担当：内田、木下］
TEL：042-327-7777（ダイヤルイン）

エルピーダメモリ IR&マーケットコミュニケーションGr. [担当：高橋、小林]
TEL：03-3281-1648 (ダイヤルイン)

参　　考：

プレスリリース(日立製作所)
プレスリリース(エルピーダメモリ)

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