게시 및 게시 날짜 : 2017/02/28

비 휘발성 자기 메모리 온라인 바카라 사이트을위한 고성능 참조 레이어를 개발했습니다

-대용량 온라인 바카라 사이트-의 개발

포인트

  • 기준 계층의 성능을 향상시키기 위해 Iridium을 사용하여 기준 계층 스페이서 레이어를 찾습니다
  • 지금까지 정상적으로 사용 된 Ruthenium보다 더 높은 기준 층 성능을 달성합니다
  • 기여를 가속화하고 자기 랜덤 액세스 메모리 (온라인 바카라 사이트)의 용량 증가


요약

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji의 회장] (이하 "AIST"라고 불리는) Spintronics Research Center [Yuasa Shinji 회장, 리서치 센터의 이사] Metal Spintronics 팀 Yakushiji Kei 리서치 팀의 책임자비 휘발성 메모리자기 랜덤 액세스 메모리 (온라인 바카라 사이트)의 기준 층으로 사용되었습니다 대용량 온라인 바카라 사이트에 필요한 성능을 달성합니다

고성능perorto-magnetized tmr 요소대용량 온라인 바카라 사이트을 실현하기위한 핵심 기술이며, 정보를 저장하는 "스토리지 층", 산화 마그네슘 (MGO)의 "터널 배리어 층"및 메모리 층 정보를 결정하기위한 기준 인 "기준 층"으로 구성됩니다 기준 층은 상부 강자성 층, 하부 강자성 층 및 두 층 사이의 매우 얇은 스페이서 층인 약 05 nm 두께로 구성됩니다기준의 강도 (참조 계층의 강도)필요합니다 스페이서 층은 기준 층의 견고성에 영향을 미치지 만, 널리 사용되는 Ruthenium (RU) 대신 Iridium을 사용했을 때 기준 층 특성이 루테늄보다 더 강력하다는 것을 발견했습니다 또한 필요한 성능을 달성 할 수있는 스페이서 층 두께의 범위가 대략 두 배가되어 제조가 더 쉬워집니다 (아래 참조) 강력한 기준 층을 제공하는 Iridium 스페이서 층은 현재 대용량 온라인 바카라 사이트의 표준 인 Ruthenium을 완전히 개선하고 온라인 바카라 사이트의 대량 생산에 기여할 것으로 예상됩니다

이 기술에 대한 자세한 내용은 2017 년 2 월 27 일에 제공됩니다응용 물리학 편지

기준 층의 스페이서 층의 두께와 견고성 사이의 관계 그림
기준 층의 스페이서 층의 두께와 견고성 사이의 관계


개발의 사회적 배경

온라인 바카라 사이트은 비 휘발성, 고속 및 높은 재 작성 저항과 같은 특성을 지니고 있으며, 특히 비 휘발성 특성으로 인한 에너지 절약 측면에서 새로운 세대입니다유니버설 메모리로 관심을 끌고 있습니다 온라인 바카라 사이트에는 자기장 쓰기 유형 온라인 바카라 사이트이 포함되어 있습니다Current-Write 온라인 바카라 사이트 (STT-온라인 바카라 사이트), 세 가지 유형이 있습니다 : 전압 쓰기 유형 온라인 바카라 사이트 (전압 토크 온라인 바카라 사이트) 수직 자화 화 된 TMR 요소를 기반으로 한 STT-온라인 바카라 사이트은 기가비트 수준으로 증가 할 수 있으며 국내 및 국제 제조업체는 이제 상용화로 나아가고 있습니다 또한 전압 토크 온라인 바카라 사이트은 기본 개발 단계에 있지만 STT-온라인 바카라 사이트보다 더 많은 에너지 절약과 더 빠른 속도를 가질 것으로 예상됩니다 STT-온라인 바카라 사이트 및 전압 토크 온라인 바카라 사이트은 비 휘발성 특성을 사용하는 주변 메모리에 적용될 것으로 예상되며, 기존의 반도체 메모리 (DRAM)를 능가하는 대용량 메인 메모리는 가까운 미래에 이러한 온라인 바카라 사이트과 컴퓨터가 장착 될 것으로 예상됩니다

연구 기록

AIST는 MGO 터널 배리어 레이어를 대규모 대용량 STT-온라인 바카라 사이트을 실현하기위한 핵심 기술로서 MGO 터널 배리어 레이어를 갖춘 고성능 TMR 장치를 발명했으며, 2008 년 NEDO "Spintronics Nonvolatile Functional Technology Project"(Toshiba Co, Ltd와의 협력)의 일환으로 Stt-온라인 바카라 사이트을 선도하고있다 Nedo "Spintronics Nonvolatile Functional Technology Project"(Toshiba Co, Ltd와의 협력) (IEDM 컨퍼런스 발표 2008 년 12 월 17 일 (DOI : 101109/IEDM20084796680),Aisoken Press가 2004 년 3 월 2 일 발표,2004 년 9 월 7 일 발표 된 AIST Press,2004 년 11 월 1 일 발표 된 AIST Press,AIST Press 발표 2015 년 12 월 17 일) 현재 우리는 SRAM 교체를 목표로하는 DRAM 교체 및 전압 토크 온라인 바카라 사이트을위한 초대형 용량 STT-온라인 바카라 사이트을 개발하고 있습니다

TMR 요소가 작을수록 "메모리 계층의 저장 안정성"및 "기준 층의 강도"를 보장하기가 더 어려워집니다 메모리 층과 관련하여 AIST는 널리 개발 된 재료를 발전 시켰으며 20 nm 이하의 TMR 요소 직경을 달성하기위한 결과를 달성했습니다 이는 DRAM 교체에 필요합니다 반면에, 기준 계층의 연구 및 개발은 매우 활발하게 수행되지 않았으며, 20 nm 미만의 크기에 필요한 성능은 매우 제한된 조건에서만 얻을 수 있습니다 따라서, 우리는 초조 한 필름 라미네이션 기술을 기본 기술로 사용하여 연구 개발에 대한 기본 기술로 기준 계층의 견고성을 개선하기로 결정했습니다

이 연구 및 개발은 캐비닛 사무소의 혁신적인 연구 개발 프로모션 프로그램 (IMPACT)에 의해 지원되었습니다

연구 컨텐츠

그림 1은 이번에 개발 된 수직, 자화 화 된 TMR 요소의 개략도를 보여줍니다 수직 자화 화 된 TMR 요소는 기본적으로 기준 층, 터널 배리어 층 및 메모리 층으로 구성되며, 각 층은 약 몇 개의 nm에서 얇습니다 기준 층은 상부 강자성 층, 하부 강자성 층 및 두 층 사이의 스페이서 층으로 구성되지만, 스페이서 층 (그림에서 이리듐 스페이서)은 약 05 nm에서 매우 얇습니다

이번에 개발 된 기준 계층과 전자 현미경 이미지의 다이어그램을 포함하여 수직 수직 자화 화 된 TMR 장치의 개략도
그림 1이 시간에 개발 된 기준 층을 포함하는 수직 자화 화 된 TMR 요소의 단면의 개략도 및 전자 현미경 이미지

기준 층과 같은 3 층 구조에서, 상부 및 하단의 강자성 층은 독특한 자기 커플 링 (인터레이어 교환 커플 링)을 갖는다 특정 스페이서 재료 (예 : 루테늄 또는 이리 디움)가 약 05 nm로 얇아 질 때, 상단 및 하부 강자성 층의 자화 방향이 반대 방향 (그림 2)에있는 자화 배열에서 상단 및 하단 강자성 층의 자화 방향이 단단히 결합되어 (안티 파란 렐라 결합) (그림 2) 강한 안티 파언트 결합은 기준 층을 더 강하게 만듭니다 따라서 그림 2 (JEx)를 늘려야합니다 TMR 요소 직경이 20 nm 이하인 온라인 바카라 사이트에 필요한 대표적인 다이어그램에 표시된 바와 같이JEx약 18 erg/cm2위 이 값은 기존 루테늄 스페이서를 사용하여 기준 층으로도 얻을 수 있지만, 루테늄 스페이서의 두께는 01nm 범위 내에서 약 038 nm 내지 약 048 nm 내에 있어야합니다 한편, 이번에 개발 한 이리듐 스페이서는JEx최대 값은 26 erg/cm2그리고 루테늄 스페이서의 최대 값 (22 erg/cm2)에 비해 약 20% 증가했습니다 또한 18 ERG/CM2위의 스페이서 두께 범위는 스페이서 두께의 범위는 038 nm ~ 057 nm (019 nm)였으며, 이는 루테늄 스페이서 두께의 범위의 약 2 배였다 이것은 대량 생산에서 매우 중요한 측면이며, 새로운 세대의 저전력 메모리 온라인 바카라 사이트의 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 예상됩니다

기준 층의 상부 및 하부 강자성 층의 안티 파랄 자화 커플 링의 간단한 이미지
그림 2 참조 층의 상부 및 하부 강자성 층의 반자골 자화 커플 링의 개략도

또한 이리듐 스페이서를 사용한 STT-온라인 바카라 사이트의 성능 평가가 수행되면 데이터 읽기 특성 (MR 비율), 데이터 쓰기 특성 및 내열성과 같은 다양한 특성은 루테늄 스페이서의 것과 비슷하며, 스페이서 층 이리듐을 만들어 성능이 악화되지 않았으며 기준 층의 견고성 만 증가 할 수 있습니다 STT-온라인 바카라 사이트, 전압 토크 온라인 바카라 사이트 및 모든 세대의 스핀 토크 오실레이터 요소와 같은 기준 층은 20 nm 미만의 크기뿐만 아니라 Iridium 스페이서에 의해 완전히 개조 될 것으로 예상됩니다

미래 계획

이번에 개발 된 Iridium 스페이서를 포함하는 기준 층은 광범위한 Spintronic 장치에 적용될 수 있습니다 앞으로, 우리는이 기술을 기반으로 대용량 STT-온라인 바카라 사이트을위한 대량 생산 기술을 구축하고 다른 Spintronic 장치에 적용하는 것을 목표로합니다



터미널 설명

◆ 비 휘발성 메모리
전원이 꺼지는 경우에도 저장된 정보가 손실되는 것을 방지하는 컴퓨터 메모리 온라인 바카라 사이트 (Magnetic Random Access Memory), RERAM (Resistance Change Memory) 및 위상 변경 메모리 (PRAM)와 같은 다른 데이터 저장 방법을 갖는 여러 유형의 메모리가 개발되었습니다 기존 반도체 메모리 (DRAM)는 변동성있는 메모리이며, 충전은 정보를 전달하기 때문에 전원이 꺼질 때 정보가 손실되므로 정보를 유지하려면 대기 전원이 필요합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 자기 랜덤 액세스 메모리 (온라인 바카라 사이트)
비 휘발성 기억의 유형 터널 자석성 요소 (TMR 요소)를 사용하는 메모리이며 비 휘발성, 고속, 저전력 소비, 저전압 구동 및 높은 통합과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다 TMR 요소에 포함 된 2 개의 강자성 전극의 자화의 상대 방향은 높은 저항 및 낮은 저항 상태를 허용하며, 정보는 각각 "1"및 "0"과 대응하여 저장 될 수있다 정보는 미세 자료의 자화 방향으로 저장되므로 전원 공급 장치가 꺼지는 경우에도 정보가 유지됩니다 온라인 바카라 사이트의 세 가지 유형이 있습니다 : 자기장 쓰기 유형 온라인 바카라 사이트, 현재 쓰기 유형 온라인 바카라 사이트 (STT-온라인 바카라 사이트) 및 전압 쓰기 유형 온라인 바카라 사이트 (전압 토크 온라인 바카라 사이트)[참조로 돌아 가기]
◆ Peror-magnetized TMR 요소, MR 비율
수직으로 만들어진 마이크로 -TMR (터널 자력) 요소는 특히 자화 된 페로 마그넷/절연체/수직으로, 각각 1 내지 몇 나노 미터 두께의 얇은 층으로 구성됩니다 수직으로 자화 된 페로 마그네트는 기판 표면에 수직 인 자화를 갖는다 절연체의 양쪽에있는 수직으로 자화 된 페로 마그넷은 금속이며, 전압이 적용되면 터널 전류가 절연 층 (터널 배리어 층)을 통해 흐릅니다 TMR 요소의 전기 저항은, 특히 자화 화 된 페로 마그넷의 수직 인 자화 방향이 평행하고 항 란 렐일 일 때 극적으로 변화합니다 이 저항 변화 속도를 MR (Magnetoresistance) 비율이라고하며 STT-온라인 바카라 사이트의 읽기 신호의 성능 지수입니다 AIST는 2004 년에 터널 배리어 층에서 산화 마그네슘 (MGO)을 사용하면 100%이상의 MR 비율이 크게 생성되었으며, MGO 터널 배리어 층은 표준이되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 판단 기준의 강도 (참조 계층의 강도)
온라인 바카라 사이트에서, 스토리지 층 자기 재료의 자화 방향으로서 "1"또는 "0"으로 정보 내용이 저장 층에 기록된다 이 시점에서, 모든 기준 층이 동일한 자화 방향을 향하지 않으면 메모리 층이 "1"또는 "0"의 자화 방향에 있는지 여부를 결정하는 것은 불가능 해집니다 판단 기준으로서, 어떠한 종류의 교란 (메모리 층, 외부 자기장, 정보 쓰기 중 전류 열 생성, 현재 유도 자기장 등)의 영향을받지 않는 강력한 기준 층이 필요합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 유니버설 메모리
소형 전자 장치와 이동 통신 장치가 전력을 덜 소비하고 속도를 높일 수있는 새로운 세대 메모리 기존 DRAM 및 SRAM의 고속 및 대용량 외에도 비 휘발성 및 저전력 소비 기능도 있습니다 온라인 바카라 사이트은 고속, 대용량 및 비 휘발성 (저전력 소비)을 가지고 있으며 보편적 인 메모리로 인기가있을 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Current-Write 온라인 바카라 사이트 (STT-온라인 바카라 사이트)
온라인 바카라 사이트 데이터는 STT (Spin Transfer Torque)에 의해 기록됩니다 이것은 용량 증가에 적합한 작문 방법이기 때문에 현재 대량 생산 개발이 현재 전 세계에서 진행 중이며 최근 몇 년 동안 상용화 될 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]


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