垂直磁化強磁性トンネル接合素子におけるトンネル磁気抵抗比のバイアス電圧依存性

摘要

次世代の不揮発性メモリであるスピン注入型磁気ランダムアクセスメモリ(STT-MRAM)には、強磁性層/絶縁層/強磁性層の三層構造からなる強磁性トンネル接合(MTJ)が使用されており、強磁性層の磁化の向きが平行の状態と反平行の状態で抵抗値に差が生じる磁気抵抗効果を利用している。強磁性層の磁化方向は面内方式と比べ垂直方式の方が微細化に有利であるため、近年では垂直磁化MTJ(p-MTJ)の研究が注目を浴びている。STT-MRAMの高性能化のためにはp-MTJにおけるトンネル磁気抵抗(TMR)比が高く、抵抗値は低いことが求められるが、TMR比は面内方式のMTJにおいてはバイアス電圧の増加に伴い低下する傾向にあることが報告されている。