원자 층 제어 자성 메모리 장치의 평탄도와 카지노 바카라 안정성을 향상시킵니다

8125_8260magnetoresistive memory(이하, "MRAM")카지노 바카라 안정성를 극적으로 향상시키는 기술을 개발했습니다

전압 자화 제어 기술 전압에 의해 강자성 금속으로 만든 카지노 바카라 메모리 층의 자화를 제어하는 ​​전압 자화 제어 기술은 MRAM의 전력 소비를 줄이는 주요 기술로 관심을 끌고 있습니다 전압 쓰기 방법 정보 작성에 전압을 사용하는 MRAM (이하 "전압 구동 MRAM") 카지노 바카라 메모리 층은 대략 1 나노 미터 (1/1 백만 분의 밀리미터)에서 매우 얇으므로 배선 공정 동안 400 ° C 근처의 고온에 노출 될 때 전극 재료와 혼합되므로 카지노 바카라 안정성 및 메모리 특성의 지표입니다전압 자화 제어 효율(이하 "제어 효율"이라고 함)가 크게 감소 할 것이라는 점입니다 이번에는 코발트 아이언 붕소 (COFEB) 합금이 카지노 바카라 메모리 층으로 사용되며 COFEB와 거의 혼합되지 않습니다산화 마그네슘 (MGO)금속 전극 사이의 확산 방지 층으로서, 원자 확산을 차단하는 데 성공했으며, 이는 카지노 바카라 안정성 및 제어 효율을 감소시키는 인자입니다 Cofeb 층의 염기로서 하나의 탄탈 룸 (TA) 층 만 사용하면 라미네이트 필름의 평평성이 극적으로 향상되고 균일 한 자화 방향을 갖는 카지노 바카라 메모리 층이 형성 될 수 있음이 발견되었다 이번에 개발 된 카지노 바카라 메모리 층을 사용하는 전압 중심 MRAM은 한계까지 쓰기 중에 전류를 억제 할 수 있으므로 현재 주류 기록 MRAM (이하 "stt-mram")와 비교할 때, 그것은 구동력을 크게 줄여서 매우 낮은 전력 소비를 가진 차세대 MRAM을 실현할 것으로 예상됩니다이 기술의 세부 사항은 2021 년 7 월 21 일자 (Central European Daylight Time)에서 사용할 수 있습니다Acta Materialia

magnetoresistive 메모리 MRAM은 서면 정보를 유지하기 위해 전력이 필요하지 않으며 읽고 쓰기에 빠르며 다시 쓰기에 대한 내구성이 뛰어나 IT 장비의 에너지 절약에 대한 관점에서 관심을 끌 수 있습니다 특히,카지노 바카라 터널 접합부 (MTJ) 요소로 구성된 스토리지 요소에 정보를 작성하는 데 사용되는 경우, 현재 주류 제품 개발 인 STT-MRAM에 비해 여러 규모의 크기로 감소 할 수 있으므로 전압 구동 MRAM의 개발은 사회 50 또는뇌 형태 시스템실현을 향한 메모리 요소의 에너지를 저장하는 열쇠를 보유하고 있습니다 그러나 실용적으로 만들기 위해 카지노 바카라 안정성 및 제어 효율의 개선에 대한 수요가있었습니다

AIST는 이전에 전압을 사용하여 자화 제어에 대한 연구 및 개발을 수행했으며 MTJ 요소의 자화 반전 제어의 쓰기 안정성을 평가했습니다 (AIST : 전압 쓰기 유형 비 휘발성 바카라 사이트 주소의) 및 회로 시뮬레이션을 사용한 메모리 작동 확인 (AIST Press 발표 2016 년 12 월 5 일) 전압 중심 MRAM의 실질적인 적용에 대한 연구에서 세계를 이끌었습니다 또한 2017 년에 단결정 MTJ 장치에서 전압 구동 MRAM의 실제 목표를 충족시키는 카지노 바카라 안정성 및 제어 효율을 달성하는 데 성공했습니다AIST Press가 2017 년 12 월 1 일 발표) 그러나 대량 생산 공정에서 제조 비용을 줄이기 위해 다결정 MTJ 장치를 사용하는 것이 바람직하며, 대량 생산 필름 형성 장치의 새로운 재료 및 프로세스 개발에 대한 수요가있었습니다

전압 중심 MRAM은 전압 및 기록 정보에 의한 MTJ 요소의 자화를 제어합니다터널 자석성 (TMR) 효과를 사용하여 정보를 읽으십시오 비 휘발성 정보를 유지하기 위해, 카지노 바카라 저장 층의 카지노 바카라 안정성이 중요하며, 오류없이 고속 판독에는 큰 TMR이 필요합니다 이 두 가지 특성을 향상시키기 위해, 라미네이트 필름을 제조 한 후 열처리를 수행해야하지만, 전압 구동 MRAM의 카지노 바카라 메모리 층은 1 나노 미터 (1/1 백만 분의 1 백만 분)에서 매우 얇으므로 약간의 혼합이 혼합되면 특성이 변경되고 악화됩니다 AIST는 지금까지 다결정 MTJ 장치를 위해 2x10^-5아래의 쓰기 오류율을 달성합니다 (AIST : 실시간 바카라 사이트 쓰기 시스템의 쓰기 오류율을),이 시점의 열처리 온도는 250 ° C에서 상대적으로 낮았고반도체 트랜지스터 (CMOS 트랜지스터)의 배선 과정에서 예상되는 400 ° C 열처리를 견딜 수있는 요소는 실현되지 않았습니다 실제로, 카지노 바카라 저장 층이 금속 전극에 직접 제조 될 때, 전극 재료로부터 원자 확산을 완전히 방지하는 것은 실제로 불가능하다 이번에는 대량 생성 된 필름 형성 장치를 사용하여 재료를 개발하고 400 ° C의 열처리 후에도 높은 제어 효율을 유지하는 다결정 MTJ 장치를 개발하는 작업을 수행했습니다

이 연구 및 개발은 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 (NEDO)을 위해 국립 사회 연구를 위해 국립 사회 연구에 의해 촉진 된 전압 구조 비 휘발성 메모리 (JPNP16007)를 사용하여 "전원 구역 중심 비 휘발성 메모리 (JPNP16007)를 사용한 Ultra-Power-Saving Brain Morphic Systems의 R & D의 시운전 작업의 결과로 얻어졌습니다 (JP18K14118)

그림 1은 이번에 개발 된 다결정 카지노 바카라 메모리 층의 전송 전자 현미경 사진 및 원소 매핑을 보여줍니다 지금까지, COFEB 층은 금속 전극에 직접 제작되었지만, 이번에는 터널 장벽 층인 COFEB 층 및 MGO 층이 약 1 나노 미터의 MGO 층에 제조되었으며, 이는 확산 방지 층이다 이들 라미네이트 필름은 제조 후 300 ℃에서 열처리를받지 만, 상부 및 하부 금속 전극으로 사용되는 TA의 확산은 2 개의 MgO 층에 의해 차단된다 그러나, 그림과 같이 1 (상단), MGO 층의 COFEB는 친화력이 낮기 때문에 층 구조는 고르지 않습니다 따라서, 친화력을 향상시키기 위해 매우 얇은 TA 층을 하부 MGO 층과 COFEB 층 사이에 삽입 하였다 TA와 COFEB 로의 혼합을 최소화하기 위해, 우리는 원자 층 수준에서 필름 두께를 제어함으로써 연구를 수행하였고,도 1 (하단)에 도시 된 바와 같이, 하나의 원자로 단지 TA 층의 삽입은 평평성을 개선하는 데 큰 영향을 미쳤다

제조 된 카지노 바카라 저장 층의 자화 측정 결과는 그림에 도시되어있다 TA 층이 삽입되지 않으면, 자화 방향은 일치하기가 어렵고, Cofeb 층의 고르지 않은 모양을 반영하고, 카지노 바카라장이 어느 방향 주변 또는 평면에 적용되는지 여부에 관계없이 자화는 천천히 변합니다 다른 한편으로, TA 층을 삽입함으로써 평면화 된 카지노 바카라 메모리 층에서, 평면에 수직 인 방향으로 작은 카지노 바카라장에서 매우 날카로운 변화가 얻어지고, 자화가 평면에 수직으로 정렬되는 방향으로 자화가 평면에서 정렬되는 상태에서 정렬되는 상태에서 평면에 정렬되는 상태에서 얻어 진 상태로, 자화가 평면에 정렬 된 상태에서 정렬되는 상태에서 얻어 진 상태로 촉진된다

MTJ 요소는 상부 전극을 COFEB 층으로 대체하여 제작되었으며, TMR 및 제어 효율이 평가되었다 3 기존의 MTJ 요소는 금속 전극 상에 직접 카지노 바카라 저장 층을 형성하므로 400 ° C에서 열처리로 인해 TMR이 악화되어 거의 제어 효율이 거의 없습니다 반면에, 이번에 개발 된 MTJ 요소는 400 ° C 열처리 후에도 250 ° C 열처리 동안 거의 60% 제어 효율을 유지하며, COFEB의 결정화 촉진으로 인해 TMR이 가능한 두 배 이상 증가했습니다 따라서, 원자 층 제어 TA를 MGO/COFEB/MGO 샌드위치 구조에 적용함으로써, 카지노 바카라 안정성, TMR, 제어 효율 및 열처리 저항 측면에서 기존의 MTJ 요소를 초과하는 특성이 얻어졌다

향후, 우리는 카지노 바카라 메모리 층의 전압 쓰기 특성을 평가하고 메모리 요소의 작동을 확인합니다 또한 이번에 개발 된 카지노 바카라 메모리 층 및 프로세스 기술은 전압 중심 MRAM뿐만 아니라 전류 작성 MRAM에도 적용될 수 있습니다 향후, 우리는 원자 계층 제어 기술을 새로운 재료로 광범위하게 개발할 것이며, MTJ 장치의 특성을 더욱 향상시키기 위해 연구 및 개발에 협력 할 것입니다

◆ Magnetoresistive Memory

전원이 꺼지는 경우에도 정보를 잃지 않는 메모리 기존의 반도체 메모리 DRAM과 SRAM은 휘발성 메모리이며, 이는 누출 전류로 인한 대기 및 에너지 소비 중에 새로 고침 작업의 심각한 문제이며, 자성상 추억을 도입하는 데 효과적입니다 MRAM 이외에도 저항 변화 메모리 (RERAM), 위상 변화 메모리 (PRAM) 및 강유전 전기 메모리 (FERAM)와 같은 다양한 자석성 기억이 제안되었습니다 자성상의 기억의 도입은 전자 장치의 대기 전력을 줄일 것으로 예상되지만, 반면에, 현재의 카지노 바카라 정상 추억은 반도체 기억보다 몇 배 더 큰 쓰기 에너지를 가지고 있으며 구동 전력을 줄이는 것은 어려운 일입니다[참조로 돌아 가기]

◆ MRAM, 전압 구동 MRAM, STT-MRAM

MTJ 요소를 스토리지 비트로 사용하는 비 휘발성 메모리 유형 MRAM 저장 및 쓰기 방법에는 카지노 바카라장 (토글 MRAM)을 사용하는 방법, 전류 (STT-MRAM)를 사용하는 방법 및 전압 (전압 중심 MRAM 또는 VC-MRAM)을 사용하는 방법이 포함됩니다 전압 중심 MRAM은 여전히 ​​기본 연구 단계에 있지만, 현재의 비 휘발성 메모리와의 과제 인 구동력을 줄일 수있는 차세대 메모리 일 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 카지노 바카라 안정성

micromagnet의 볼륨V, 단위 부피당 카지노 바카라 이방성K_u, Boltzmann ConstantK_B, 절대 온도t그렇다면 특정 온도에서 자화 방향의 안정성은 카지노 바카라 에너지 대 열 에너지의 비율입니다K_uV/K_Bt의 크기로 평가 이를 열 안정성 상수라고하며, 예를 들어 MRAM에서 메모리 요소로 사용되기도합니다 10 년 이상 정보 보유의 지표로서 약 50 내지 60의 열 안정성 상수가 필요합니다 메모리 용량 증가V를 감소시키는 데 해당되므로 메모리 요소가 소형화 될 때에도 일정한 카지노 바카라 안정성을 유지하기 위해 카지노 바카라 이방성 에너지를 증가시켜야합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 전압 자화 제어 효율

약 몇 개의 원자 층의 두께를 갖는 매우 얇은 금속 자석이 산화 마그네슘과 같은 유전체 층을 통해 전압에 적용되는 경우, 자화가 지시 될 가능성이있는 방향이 변할 것입니다 일반적으로, 안정성 방향을 결정하는 에너지는 전압과 관련하여 선형으로 변하기 때문에 효율은 단위 면적당 에너지의 변화량을 전기장 강도로 나눈 값으로 정의됩니다 이것은 전압 자화 제어의 효율이며 변화의 효율이 높을수록 전압이 낮을수록 자화 방향을 더 많이 제어 할 수 있습니다 또한 장치 크기가 작을수록 효율이 높아져 전압 구동 MRAM의 용량을 높이는 가장 중요한 성능 지표 중 하나입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 산화 마그네슘 (MGO)

마그네슘 (Mg) 및 산소 (O) 원자가 암 염-타입 결정 구조에 배열되는 산화물 절연체 2004 년 AIST는 터널 장벽으로서 결정질 MGO를 사용하는 MTJ 요소가 큰 TMR 효과를 나타냈다는 것을 처음으로 입증했습니다 글로벌 규모로 연구 개발을 겪은 후 이제 MRAM, 카지노 바카라 하드 디스크 헤드 및 카지노 바카라 센서 요소의 메모리 요소로 널리 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 카지노 바카라 터널 접합부 (MTJ) 요소, 터널 카지노 바카라 저항 (TMR) 효과

몇 나노 미터의 필름 두께를 갖는 자석/절연 층/자석으로 구성된 구조를 MTJ (카지노 바카라 터널 접합부) 요소라고합니다 MTJ 요소에 전압이 적용될 때, 작은 터널 전류는 양자 기계적 효과로 인해 절연 층을 통해 흐릅니다 두 자석의 자화의 상대적 각도에 따라 흐름이 쉽게 변하는 현상을 터널 카지노 바카라 저항 (TMR) 효과라고합니다 일반적으로, 자화는 평행하고 저항이 낮으며, 항구 평행 및 높은 저항을 갖는다 하나의 자화 방향이 고정되고, 다른 자화의 방향 (카지노 바카라 저장 층)이 반전되어 정보를 기록합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Brain Morphic System

전자 ​​회로 및 인공 요소를 사용한 정보 보존을 담당하는 정보 전송 및 시냅스를 담당하는 뉴런의 기능을 모방하고 하드웨어를 사용하여 뇌가 수행하는 매우 효율적인 산술 처리를 실현하는 시스템 현재의 주류 Neumann 컴퓨팅 시스템 만 사용하여 사회 50에서 예상되는 정보 처리량의 폭발성 증가에 대응하기는 어렵고, 뇌 모르핀 시스템과 같은 새로운 물리적 원리를 기반으로 고속, 초전기 절약, 비-신경 컴퓨팅 시스템을 개발할 필요가 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 반도체 트랜지스터 (CMOS 트랜지스터)

CMOS (보완 금속 산화물 반도체) 트랜지스터는 게이트 전극에 적용된 전압에 의해 소스와 배수 전극 사이의 흐르는 전류의 온/오프를 제어 할 수있는 반도체 장치입니다 컴퓨터의 논리 회로 장치로 널리 사용됩니다 MRAM에서는 MTJ 요소와 일대일로 정렬되며 스토리지 비트를 선택하기위한 스위칭 요소로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]