| 研究課題/領域番号 |
12450013
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中谷 亮一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60314374)
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| 研究分担者 |
鎌田 康寛 大阪大学, 大学院・工学研究科(現 岩手大学・工学部), 助手(現 助教授) (00294025)
遠藤 恭 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50335379)
山本 雅彦 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029160)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | 情報記憶デバイス / MRAM / メモリセル / 磁化状態 / 漏洩磁束 / 情報記録層 / 環状メモリセル / 還流磁区 |
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| 研究概要 |
新世代の情報記憶メモリであるMRAM(Magnetic Random Access Memory)の記憶容量を大きくするためのブレークスルーを発見することを目的として、サブミクロンオーダー以下の大きさを有するメモリセルの磁気的特性および磁化状態について評価を行った。
1.メモリセルの微細化を目的とし、微細加工プロセスの最適化についての基礎検討を行った結果、70nm×200nmの長方形メモリセルの加工技術を確立した。この大きさは、16Gbit級のメモリセルの大きさに相当する。
2.300nm×600nmから500nm×1000nmのサイズの長方形のNi-Fe(5nm)/Hf(5nm)およびNi-Fe(5nm)/Hf(2nm)/Ni-Fe(5nm)/Hf(5nm)メモリセルを形成し、磁化状態を磁気力顕微鏡を用いて観察した。従来のNi-Fe/Hfセルと比較して、本研究で提案した基本構造であるNi-Fe/Hf/Ni-Fe/Hf積層セルでは、2層の磁性層の膜厚方向に磁化が還流するため、低い磁界で記録状態を書き換えることができることを明らかにした。また、50nm×100nm程度のサイズに対しても、マイクロマグネティクス・シミュレーションにより、従来のセルと比較して、本研究で提案した基本構造では、1/2程度の磁界で情報を書き換えることができることを明らかにした。
3.閉磁路構造を有するリング状のメモリセルに対する記録方法について検討を行った。従来の構造のメモリセルでは、膜面垂直方向に電流を流すことにより磁界を発生しなければ、記録を行うことができなかった。これに対し、厚さ5-20nmのNi-20at%Feからなる直径500-1000nmの円形のリング状のメモリセルの一部を削り、磁束を通しにくい構造にすることにより、面内の電流による面内磁界により、記録可能となった。
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