超高集積化した磁性メモリセル

超高集成磁存储单元

• 批准号: 12305041
• 负责人: 山本 雅彦
• 金额: $ 27.81万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12305041/
• 关键词: 情報記憶デバイス; MRAM; メモリアル; 磁性薄膜; 静磁エネルギー; 情報記録層; 磁性ドットアレイ; 還流磁区; メモリセル; 薄膜; 磁性; 表面物理; 微細加工; 人工格子; 電気伝導性

新世代の情報記憶デバイスであるMRAM(Magnetic Random Access Memory)における磁性薄膜メモリセルについての検討を行った。本研究では、情報記録層の静磁エネルギーを低減する新積層構造を提案し、4Gbit級のMRAMに用いられるメモリセルの基本構造を構築することを目的とした。(1)走査型プローブ顕微鏡を用いたメモリセルの材料構造観察、磁気構造観察を行った。検討は主に、0.5μm×0.5μmから2μm×2μmのサイズの正方形メモリセルに関して行った。従来型の厚さ10nmのNi-20at%Fe単層膜情報記憶磁性層は、面内還流磁区構造となり情報を失うのに対して、本研究で提案した基本構造であるNi-Fe(10nm)/Hf(2nm)/Ni-Fe(10nm)積層膜情報記憶磁性層は、面内方向には還流磁区構造とならずに情報を安定に保持することができることを明らかにした。また、長方形メモリセルについても同様の結果を得た。(2)Ni-Fe(10nm)/Hf(2nm)/Ni-Fe(tnm)積層膜情報記憶磁性層における下部磁性層の厚さtを薄くし、厚さ5nm以下にすると、上下の磁性層の磁化のバランスが崩れ、面内還流磁区構造となり情報を失うことを明らかにした。(3)超高集積化が可能であると予想している閉磁路構造を有するリング型メモリセルについての検討を行い、上記リング型メモリセルでは漏洩磁界がなく、隣接するメモリセルの記録情報に与える影響がないことを明らかにした。

New generation of information memory devices such as Magnetic Random Access Memory (MRAM) This study aims to provide a new multilayer structure for reducing the magnetostatic energy of the information recording layer, and to construct a basic structure for a 4-Gbit MRAM. (1)The material structure and magnetic structure of the sample are examined by micro-mirror. The main part of the film is 0.5μm×0.5 μ m and the square part of the film is 2μm×2μm. The basic structure of Ni-Fe (10 nm)/Hf(2 nm)/Ni-Fe (10nm) multilayer film information memory magnetic layer is proposed in this study. The result of this is the same as that of the rectangle. (2)Ni-Fe(10nm)/Hf(2 nm)/Ni-Fe(tnm) multilayer film information memory magnetic layer thickness of the lower magnetic layer t thin, thickness of 5nm or less, upper and lower magnetic layer magnetization change, in-plane magnetic field structure, information loss, light. (3)Super-high integration is possible because of the closed magnetic circuit structure. It is possible to change the type of magnetic field to the leakage magnetic field. It is possible to change the recording information to the adjacent magnetic field.

项目成果

Ryoichi Nakatani,Masahiko Yamamoto,Yasuhiro Kamada,Hirotaka Yakame,Noritsugu Takahashi and Yoshio Kawamura: "Uniaxial Magnetic Anisotropy in Fe/Cr Films with Microstructures Formed by Electron Beam Lithography"Digests of 8th Int.Conf.on Ferrites.. 270 (20

Ryoichi Nakatani、Masahiko Yamamoto、Yasuhiro Kamada、Hirotaka Yakame、Noritsugu Takahashi 和 Yoshio Kawamura：“电子束光刻形成的具有微结构的 Fe/Cr 薄膜中的单轴磁各向异性”第八届铁氧体国际会议摘要.. 270 (20

Ysuhiro Kamada, Yoshitaka Hitomi, Toshiki Kingetsu, Masahiko Yamamotom: "In situ observation of epitaxial growth of [Au/Co/Cu] and [Cu/Co/Au] superlattices and their magnetic interface anisotroies"J.Appl.Phys.. 90・10. 5104-5110 (2001)

Ysuhiro Kamada、Yoshitaka Hitomi、Toshiki Kingetsu、Masahiko Yamamotom：“[Au/Co/Cu] 和 [Cu/Co/Au] 超晶格的外延生长及其磁界面各向异性的原位观察”J.Appl.Phys.. 90・10. 5104-5110 (2001)

Toshiki Kingetsu, Yasuhiro kamada, Masahiko Yamomoto: "Epitaxial Growth and magnetic anisotropies of binary and ternary metallic strained superlattices"J.Magn.&Magn.Mater.. 239・1-3. 262-264 (2002)

金月俊树、釜田泰宏、山本雅彦：“二元和三元金属应变超晶格的外延生长和磁各向异性”J.Magn.&Magn​​.Mater.. 239・1-3 (2002)。

Cho Gyu-Bong,Yu Shiratsuchi,Yasuhiro Kamada and Masahiko Yamaoto: "Self-organized SrTiO3 and sapphire substrates with inclined angles for fabrication of magnetic wire and dot arrays"Proc.of Intern.Conf.on Trend in Nanotechnology.. 30 (2000)

Cho Gyu-Bong、Yu Shiratsuchi、Yasuhiro Kamada 和 Masahiko Yamaoto：“用于制造磁线和点阵列的自组织 SrTiO3 和具有倾斜角度的蓝宝石基板”Proc.of Intern.Conf.on Trend in Nanotechnology.. 30 (2000

Yasuhiro Kamada,Masaya Sakaguchi,Daisuke Takama and Masahiko Yamamoto: "Magnetic Properties and Interface Structure of Co/La and Co/LaHX Multilayers"Digests of 8th Int.Conf.on Ferrites,. 267 (2000)

Yasuhiro Kamada、Masaya Sakaguchi、Daisuke Takama 和 Masahiko Yamamoto：“Co/La 和 Co/LaHX 多层膜的磁性和界面结构”第八届铁氧体国际会议摘要。