メディア
連載
» 2018年07月06日 11時30分 公開

福田昭のストレージ通信(108) GFが語る埋め込みメモリと埋め込みMRAM(8):磁気トンネル接合(MTJ)におけるSRAM代替用とフラッシュ代替用の違い (1/2)

SRAM代替用MRAMとフラッシュメモリ代替用MRAMでは、磁気トンネル接合(MTJ)の特性がどのように異なるのだろうか。

[福田昭,EE Times Japan]

MTJの異方性磁界(Hk)がMRAMのデータ保持期間を左右

 半導体デバイス技術に関する国際会議「IEDM」では、カンファレンスの前日に「ショートコース(Short Course)」と呼ぶ1日間のセミナーを開催している。2017年12月に開催されたIEDMでは、「Memories for the future: device, technologies, and architecture(将来に向けたメモリデバイスの技術とアーキテクチャ)」と題したショートコースが開催された。このショートコースでは6本の技術講座が午前から午後にかけて実施された。

 その中から、埋め込みメモリ技術(CMOSロジックとメモリを同じシリコンダイに混載する技術)に関する講座「Embedded MRAM Technology for IoT & Automotive(IoTと自動車に向けた埋め込みMRAM技術)」が興味深かったので、その概要をシリーズでお届けしている。講演者はシリコンファウンダリー(半導体製造請負サービス企業)大手のGLOBALFOUNDRIESでeNVMフェローをつとめるDanny P. Shum氏である。

 なお講演の内容だけでは説明が不十分なところがあるので、本シリーズでは読者の理解を助けるために、講演の内容を適宜、補足している。あらかじめご了承されたい。

 前回は、多層配線の製造工程に磁気トンネル接合(MTJ:Magnetic Tunneling Junction)の製造プロセスを組み込むことで、どのようなことがMTJに要求されるのかを説明した。今回は、SRAM代替用MRAMとフラッシュメモリ代替用MRAMでは、磁気トンネル接合(MTJ)の特性がどのように違うのかを解説する。

 本稿では、SRAM代替用MRAMのMTJを「スタックA(Stack-A)」、フラッシュメモリ代替用MRAMのMTJを「スタックB(Stack-B)」と呼んで区別する。スタックAとスタックBではまず、データを書き換え可能な回数が違う。スタックAが多く、スタックBが少ない。一方でデータを保持する期間は、スタックAが短く、スタックBが長い。

 このことは磁気トンネル接合(MTJ)の異方性磁界(Hk)の大きさに関係する。ここで異方性磁界とは、磁化の方向をそろえるために必要な磁界の大きさである。異方性磁界が大きいと磁気モーメント(磁化)の方向が変動しにくくなり、データ保持期間が長くなる。従ってスタックBのMTJは異方性磁界(Hk)を高くする。一方でHkが高いとデータの書き換え(磁化反転)が難しくなる。そこでスタックAのMTJはHkをやや低くする。

磁気トンネル接合(MTJ)スタックの異方性磁界(Hk)の大きさ。SRAM代替用MRAMのスタックAではHkがやや低く、フラッシュメモリ代替用MRAMのスタックBではHkが高い。出典:GLOBALFOUNDRIES(クリックで拡大)
       1|2 次のページへ

Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.

RSSフィード

All material on this site Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
This site contains articles under license from UBM Electronics, a division of United Business Media LLC.