2021 年度研究成果報告書

スピン軌道トルクＲＡＭにおける新しい読み出しディスターブ機構とその解決法の検討

研究課題

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研究課題/領域番号	19K04536
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関	東京理科大学
研究代表者	河原尊之東京理科大学, 工学部電気工学科, 教授 (80416990)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	MRAM / ディスターブ低減 / SOT-MRAM / 両方向読み出し
研究成果の概要	提案している両方向読み出し方式SOT-RAM(10倍程度のディスターブ低減可能)の実現に向け、材料パラメータ依存性、素子サイズ依存性、及びメモリセルアレー抵抗依存性の検討を行った。いずれの材料パラメータ、素子形状でも提案方式のディスターブ低減を確認できた。また、磁化渦を含む磁化状態解析から、自由層の左右の磁化にスピン流が作用して磁化が磁化渦を挟んで拮抗し合うことでディスターブ低減を行っていることがわかった。更に、アレー構造ではメモリセルの場所によって電流パスの抵抗が異なることの影響を調べた。この結果、1000個程度までは共通の配線に接続しても充分なディスターブ低減を得られることがわかった。
自由記述の分野	電子デバイス・電子機器
研究成果の学術的意義や社会的意義	持続可能なIoT時代に必須の理想的な不揮発性RAMとして、MRAMの開発が進んでいる。SOT-RAMは高速で耐久性、安定性に優れた次世代MRAMである。また、MRAMを採用することでコンピュータの構成要素をスタンバイ状態ではオフにして必要な時に瞬時に起動するノーマリーオフコンピューティングを実現できることから、より高速で信頼性が高く、エネルギー効率の優れたデバイスの開発につながる。このように、次世代の磁気メモリとして注目されるSOT-RAMに固有の課題を見出し、解決案を提示した本研究は、SOT-RAMの製品化に必須の技術であり、今後の応用が期待される。