日本开发Gbit级MRAM的单结晶TMR元件

    来自日经BP社的消息，日本产业技术综合研究所（以下简称产综研）和日本科学技术振兴机构日前开发成功了可实现Gbit级大容量MRAM的新型TMR元件，室温条件下电阻变化率为88%，输出电压为380mV，均为业界最高值。过去在学术会议和论文中电阻变化率和输出电压的最高值分别为70.8%和200mV。“此次实现了大大超过过去几乎被视为理论极限（约70%）的电阻变化率。此次开发的TMR元件由于不受过去的理论极限制约，因此今后有望进一步提高电阻变化率。另一方面，为了实现Gbit级MRAM，必须要有400mV的输出电压，此次的成果基本达到了这个要求值”（产综研）。

　　产综研等通过在通道绝缘膜中使用单结晶材料氧化镁，取代过去使用的非结晶材料氧化铝，实现了高电阻变化率和高输出电压。过去的氧化铝由于原子排列不规则，电子由于散射而不易直进，因此电阻变化率只能达到约70%。使用单结晶氧化镁后，由于原子排列很规则，因此电子不会产生散射，可以直进。

　　过去在理论上就知道，如果通道绝缘膜使用单结晶氧化镁，能够实现高电阻变化率和高输出电压。但没能力制作TMR元件。此次，“通过建立全世界第一个单结晶TMR元件的一条龙生产设施，成功地将单结晶磁性薄膜和单结晶氧化镁连续地层叠起来”（产综研）。

今后，产综研等单位准备通过在TMR元件的制作条件上下功夫，进一步提高电阻变化率和输出电压。同时还准备向实现Gbit级MRAM的另一个课题即降低写入耗电量发起挑战。

产综研等单位建立的单结晶TMR元件的生产设施