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STT-MRAMの基本構成。MTJ素子とトランジスタの組みから成る(図:IBM社)
STT-MRAMの基本構成。MTJ素子とトランジスタの組みから成る(図:IBM社)

 しばらくの間微細化が停滞していた、不揮発性メモリーの一種であるSTT-MRAM(Spin-Torque Transfer Magneto-resistive Random Access Memory)に大きな進展があった。STT-MRAMの最小単位は、トランジスタ1個とMTJ(Magnetic Tunnel Junction)1個の組みから成る。そのMTJの直径をそれまでの40~50nmから、一気に10nm台にした例が相次いで出てきたのである。

 MTJの微細化を進めたのは米IBM社と韓国Samsung Electroncs社で構成するIBM-Samsung MRAM Alliance、そして東芝だ(図1)。2016年4月には、Samsung社 President & General Managerで、System LSI/Semiconductor Business Device Solutions DivisionのKinam Kim氏が、「STT-MRAMとReRAMの実用化に向けて間もなく準備が整う」と発言したという報道もあった。STT-MRAMに対する半導体業界の期待が再び高まってきた。

図1 本格的な微細化に向けて動き出す
図1 本格的な微細化に向けて動き出す
IBM社とSamsung Electronics社、東芝がそれぞれ試作した微細MTJ素子のTEM写真(a)と、各MTJを利用したSTT-MRAMの動作特性(b)を示した。(写真:各社、図:(b)は東芝の資料を基に、IBM社らのデータを本誌が追記などして作成)
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