図◎新材料のリーク特性
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富士通研究所と東京工業大学は，次世代FeRAM（Ferroelectric Random Access Memory）向けのメモリ材料を開発した。ビスマスフェライト（BFO）の成分の一部を置き換えたもの。この新材料は，180nm世代の製品で採用されているものと同じ構造のままで，90nm世代以降のFeRAMに適用できるので，大容量FeRAMを実用化できるという。
一般に180nm世代のFeRAMのメモリ材料としては，チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）を使う。だがPZTは，微細化を進めると情報の記憶に必要な電荷量を得られなくなる。このため，PZTの適用は130nm世代までが限界とされている。それに対してBFOは，PZTより大きな電荷量を蓄えられる強誘電体だ。しかし，BFOを適用した場合はPZTに比べて書き換え回数が少ない上，リーク電流が大きい，という欠点があった。
そこで同社などは，BFOの成分の一部を置き換えたゾルゲル溶液を利用してBFOを結晶化する「ゾルゲル法」と呼ばれる技術を2種類開発した。一つ目は，ビスマス成分の一部をサマリウムで置き換えることで，書き換えによる劣化を抑える技術。これにより，従来のPZTよりも多い1000億回まで動作することを確認できた（図）。二つ目は，鉄成分の約半分をクロム（Cr）に置き換えたゾルゲル溶液を用いてBFOを結晶化し，リーク電流を低減する技術である。この技術によってリーク電流は，従来のBFOの数千分の1に低減し，PZTと同等に抑えられた。
富士通などは今後，新しく開発した両技術の融合を目指す。さらに強誘電体を薄膜化することで，低電圧化を進めるとする。
