垂直磁化方式を用いたスピン注入磁化反転によるMRAMスケーラビリティの展望

摘要

ギガビット級大容量MRAMを実現するには、小さな書き込み電流I_cと十分な熱擾乱指数△E_aを両立させることが必要である。垂直磁化方式を用いたスピン注入型MRAMは、従来の面内磁化方式と比べて、微細化しても大きな△E_aと小さなんを実現することが可能な技術である。本研究では、垂直磁化MRAMのスピン注入反転電流の素子直径依存性を、マイクロマグネティツクスシミュレーションにより計算し、素子サイズが小さくなるとともに、スピン注入反転の効率I_c/△E_aが小さくなることを明らかにした。この結果は、垂直磁化を用いたスピン注入式MRAMが本質的に良好なスケーラビリティを持つことを示している。%Low switching current and Large thermal stability factor is important for achieving a high-density MRAM using spin transfer switching. In this paper, the spin transfer switching current and the thermal stability factor as functions of a diameter of magnetic tunnel junction (MTJ) with the perpendicular magnetic anisotropy is investigated by micromagnetic simulations based on an LLG equation. With the diameter of MTJ decreasing, the spin transfer switching efficiency I_c/△E_a also decreasing. These calculated results clearly show that the MRAM using the spin transfer switching and the perpendicular magnetic anisotropy have excellent scalability for the high density RAM.