基于垂直形状各向异性的高热稳定亚 20nm 磁随机存取存储器
材料科学
2018-03-08 v1
摘要
提出了一种提升垂直 STT-MRAM 缩小可扩展性的新方法。其在于相较常规 pMTJ 显著增加面外磁化隧道结(pMTJ)中存储层的厚度,以在该层中诱导出垂直形状各向异性(PSA)。该 PSA 通过在基于 MgO/FeCoB 的磁隧道结(MTJ)上沉积厚铁磁(FM)层获得,使得存储层厚度达到或大于 MTJ 柱的直径。与常规自旋转移矩磁随机存取存储器(STT-MRAM)中退磁能对抗界面垂直磁各向异性(iPMA)不同,在这些新型存储单元中,PSA 与 iPMA 贡献均有利于存储层磁化的面外取向。在这些 PSA-STT-MRAM 中使用更厚存储层具有若干优势。得益于 PSA,即便在亚 10 nm 直径下也可实现极高且易调的热稳定因子。此外,厚 FM 材料可采用低阻尼材料,从而降低写入电流。本文描述了这一新 PSA-STT-MRAM 概念、此类存储器阵列的实际实现、证明直径小至 8nm 的 MTJ 热稳定因子高于 200 的磁表征,以及将热稳定因子在直径降至 4nm 时维持在 60 以上的可能性。
引用
@article{arxiv.1803.02663,
title = {Highly thermally stable sub-20nm magnetic random-access memory based on perpendicular shape anisotropy},
author = {N. Perrissin and S. Lequeux and N. Strelkov and L. Vila and L. Buda-Prejbeanu and S. Auffret and R. C. Sousa and I. L. Prejbeanu and B. Dieny},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.02663},
year = {2018}
}