국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"), 전자 연구 부서 (ITO Junji 회장) 및 일본 과학 및 기술 기관 (Okimura Noriki) (이하 "JST") ( "JST") ( "JST")가 고성능 Nonvolatile Memory가 될 것으로 예상된다MRAM (magnetoresistive random access memory)고품질단결정 터널 magnetoresistive (바카라 추천 (터널링 자석 저항)) 요소의 세계 최초의 개발은 실온에서 88% 자기 정전기와 380MV의 출력 전압으로 세계 최고 성능을 달성했습니다 이로 인해 차세대 초고적으로 통합 된 MRAM을 개발하는 길이 열렸습니다
○산화 마그네슘
터널 배리어9041_9136
○ 새로운 바카라 추천 요소는 세계에서 가장 높은 성능을 달성합니다
전통적인산화 알루미늄9202_9319
○Gigabit (gbit)클래스 개발 경로 MRAM
기존의 바카라 추천 요소를 사용하는 MRAM에서는 출력 전압이 낮으므로 통합 레벨은 약 64mbit ~ 128mbit의 한계로 간주됩니다 고도로 통합 된 GBIT 클래스 MRAM을 실현하려면 바카라 추천 요소의 출력 전압은 400MV 여야합니다 새로운 바카라 추천 요소는이 목표 값을 거의 달성 할 수있었습니다
또한, 위의 연구 결과는 AIST와 JST 간의 공동 연구 계약을 기반으로하며 JST 전략적 크리에이티브 리서치 프로모션 프로그램의 연구 홍보 프로그램의 "나노 및 물리적 특성"에 관한 연구 주제에서 "슈퍼gbitMRAM 용 단결정 바카라 추천 장치 개발 "[주요 연구원, AIST, 최고 연구원 Yuasa Shinji]
MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) isDRAM(동적 임의 액세스 메모리)를 대체하는 대용량의 고속 비 휘발성 메모리로 전 세계적으로 개발 된 메모리입니다 [그림 1 참조] Motorola와 IBM은 해외에서 개발을 시작한 최초의 선수였으며 2003 년 말에 4MBIT의 MRAM 샘플 배송되었습니다 한편, 일본에서 NEC와 Toshiba는 2003 년에 전국 프로젝트를 시작했으며 본격적인 개발을 시작했습니다
64MBIT의 MRAM을 실현할 전망이 높지만, 그보다 높은 통합을 달성하기 위해서는 MRAM의 핵심 인 바카라 추천 요소의 특성을 극적으로 개선해야합니다 특히, 증가 된 자성상 및 개선 된 전압 특성이 모두 필요하다 [그림 2 참조] 기존의 바카라 추천 요소의 자성 저항은 약 70%로 낮으며 출력 전압은 200mV 이하로 낮습니다 (DRAM의 출력 전압의 절반에 불과합니다) 따라서 통합 수준이 증가함에 따라 노이즈에 묻히고 읽을 수 없습니다
이 문제를 해결하기 위해 전 세계에서 전극 재료를 최적화하고 (산화 알루미늄 사용) 터널 장벽을 제조하는 방법을 발명하기위한 노력이 이루어졌습니다 그러나, 이러한 기존 기술을 사용한 출력 전압의 개선은 원칙적으로 포화에 접근한다gbit등급 MRAM을 실현하려면 과감한 솔루션이 필요합니다

<MRAM 구조> 단어 선과 비트 라인의 교차점에서 바카라 추천 요소를 정렬합니다 각 바카라 추천 요소는 1 비트의 정보를 저장합니다
|
|

1 비트의 MRAM 자석 방향은 평행합니다 :"0"
- 반 평행 :"1"
|
|

1 Bit of Dram 커패시터 배출 :"0"
- 파워 스토리지 :"1"
|
|
|
그림 1 : MRAM의 작동 방식
|

MRAM이 실현되며 출력 전압을 두 배로 늘리는 것이 필수적입니다 이를 위해증가 된 자성상및개선 된 전압 특성(전압이 적용 되더라도 자기 저항이 쉽게 감소되지는 않습니다)
|
|
|
그림 2 : 바카라 추천 요소의 자기 적 효과 (1 권) 바카라 추천 요소의 출력 특성 (하단)
|
(1) 싱글 크리스탈 마그네슘을 사용하여 새로운 고품질 바카라 추천 장치 개발
기존의 바카라 추천 요소에서자기 박막의 전극 IS 다결정 및 산화 알루미늄은 터널 장벽의 재료로 사용되었습니다 [그림 3 (a) 참조] 산화 알루미늄은비정질 물질(원자의 불규칙한 배열이있는 재료), 따라서 전류가 흐르면 전자가 산란되어 똑바로 이동하기가 어렵습니다 이 속성으로 인해 기존 바카라 추천 요소의 자성상의 상한은 약 70%입니다 이 제한을 극복하기 위해, 우리는 산화 마그네슘을 터널 배리어의 재료로 사용하여 새로운 바카라 추천 장치를 개발했습니다 산화 마그네슘은 단결정 (정기적 인 원자 배열이있는 재료)이므로 전류가 흐르면 전자가 흩어져 있지 않아 직선으로 이동할 수 있습니다 (그림 3 (b) 참조) 그러한 경우에 거대한 자기 정전 효과가 발생할 것으로 예상된다 그러나, 단결정 산화 마그네슘을 사용하여 바카라 추천 요소를 제조하는 것은 기술적으로 어렵고, 지금까지 고품질 바카라 추천 요소를 제조하는 성공적인 사례는 없었습니다
이번에 AIST는 전 세계적으로 전례없는 통합 제조 시설을 사용하여 고품질의 단결정 자기 박막과 단일 결정 마그네슘 층을 연속적으로 쌓아서 세계 최고 성능 바카라 추천 장치를 성공적으로 개발했습니다 (그림 4 참조)

|
그림 3 : 기존의 바카라 추천 요소 및 새로운 바카라 추천 요소
|
 |
그림 4 : 세계에서 가장 진보 된 단결정 바카라 추천 통합 제조 시설
|
(2) 세계 최고 자성상 및 출력 전압을 달성
산화 마그네슘을 사용하는 새로운 바카라 추천 장치로 세계 최고 자력 (실온에서 88%)을 달성합니다 [그림 5 참조] 지금까지 기존의 바카라 추천 요소의 가장 높은 특성은 약 70%였다 또한 새로운 바카라 추천 요소는 세계 최고 전압 특성을 달성했습니다 (그림 6 참조) 결과적으로, 바카라 추천 요소의 출력 전압은 기존 전압의 두 배인 380mV로 성공적으로 증가했습니다 이것은,gbit이것은 클래스 MRAM에 필요한 출력 전압을 거의 달성했습니다
이번에 AIST와 JST는 산화 알루미늄을 터널 장벽의 재료로 대체하는 획기적인 새로운 재료 인 산화 마그네슘을 사용하여 세계 최고 수준의 단결정 자기 박막 기술을 갖춘 새로운 바카라 추천 장치를 성공적으로 개발했습니다 이것은 MRAM을 초래할 것입니다gbit열렸습니다

|
그림 5 새로운 바카라 추천 요소의 자기 적 특성
|
 |
그림 6 바카라 추천 요소의 출력 전압 특성
|
앞으로, 우리는 새로운 바카라 추천 요소에 대한 제조 조건을 추가로 고안함으로써 더 큰 자성상 및 출력 전압을 달성하는 것을 목표로합니다 또한,gbit우리는 Class MRAM 개발의 또 다른 도전을 목표로 할 계획입니다 : 쓰기 힘을 줄입니다