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J-GLOBAL ID：201502262665920937   整理番号：15A0603014

双方向遷移モデルを用いた垂直磁化型STT-MRAMにおける熱安定性の面積依存性評価

Area Dependence of Thermal Stability Factor in Perpendicular STT-MRAM Analyzed by Bi-directional Data Flipping Model

著者 (10件)： 角田浩司 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  青木正樹 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  能代英之 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  射場義久 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  吉田親子 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  山崎裕一 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  高橋厚 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  畑田明良 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  中林正明 (超低電圧デバイス技術研究組合) ,  杉井寿博 (超低電圧デバイス技術研究組合)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告  (IEICE Technical Report (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： 114  号： 469(SDM2014 162-169)  ページ： 23-28  発行年： 2015年02月23日 
JST資料番号： S0532B  ISSN： 0913-5685  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： STT-MRAMに用いられるトップピン型垂直磁気トンネル接合(MTJ)の熱安定性Δについて,メモリアレイのデータ保持特性を測定して統計的な解析を行った。解析に際して双方向遷移モデルを用いることで,16kbitアレイにおける“0”状態と“1”状態のデータ遷移確率の時間変化を個別にフィッティングすることができ,それぞれの状態のΔとばらつきを正確に求めることに成功した。またメモリアレイの抵抗とばらつきをアナログモードで測定することで,“0”状態のΔは素子面積に依存しないが,“1”状態のΔは素子面積と共に増加することを明らかにした。さらにΔのばらつきはいずれの状態でも面積の増加と共に減少し,同じ面積の面内磁化型MTJに比べて小さいことを示した。素子抵抗,磁気特性およびΔの振る舞いを比較解析した結果,Δとそのばらつきを制御するためには,MTJの保磁力とそのばらつきを制御することが重要であるとの知見を得た。(著者抄録)

シソーラス用語： MRAM ,  *熱安定性 ,  モデル ,  面積 ,  磁気的性質 ,  保磁力 ,  注入 ,  垂直磁化 ,  トンネル接合 ,  遷移確率 ,  減少 ,  *トルク
準シソーラス用語： MRAMデバイス ,  MTJ ,  *スピン移動トルク ,  スピン注入 ,  ばらつき低減 ,  磁気特性 ,  状態遷移モデル ,  膜面積

分類 (3件)： 記憶装置  (JC04060F) ,  磁性材料  (NA04040H) ,  磁電デバイス  (NC03100X)

引用文献 (4件)：

• S. Ikeda, K. Miura, H. Yamamoto, K. Mizunuma, H. D. Gan, M. Endo, S. Kanai, J. Hayakawa, F. Matsuoka, and H. Ohno, "A perpendicular-anisotropy CoFeB-MgO magnetic tunnel junction," Nature Mater. 9, p. 721, July 2010.
• K. Hofmann, K. Knobloch, C. Peters, and R. Allinger, "Comprehensive statistical investigation of STT-MRAM thermal stability," VLSI Tech. Dig., p. 78, 2014.
• H. Sato, M. Yamanouchi, K. Miura, S. Ikeda, H. D. Gan, K. Mizunuma, R. Koizumi, F. Matsukura, and H. Ohno, "Junction size effect on switching current and thermal stability in CoFeB/MgO perpendicular magnetic tunnel junctions," Appl. Phys. Lett. 99, 042501, 2011.
• Y. Iba, C. Yoshida, A. Hatada, M. Nakabayashi, A. Takahashi, Y. Yamazaki, H. Noshiro, K. Tsunoda, T. Takenaga, M. Aoki, and T. Sugii, "Top-pinned perpendicular MTJ structure with a counter bias magnetic field layer for suppressing a stray-field in highly scalable STT-MRAM," VLSI Tech. Dig., T136, 2013.

タイトルに関連する用語 (9件)： 双方向 ,  遷移 ,  モデル ,  垂直磁化 ,  STT-MRAM ,  熱安定性 ,  面積 ,  依存性 ,  評価