東芝成功開發可達1Gbit以上儲存容量的MRAM新型TMR元件。據了解,東芝透過自旋注入反磁化方式(簡稱自旋注入方式),以及可大幅減小元件體積的垂直磁化技術。東芝並於美國佛羅里達州Tampa所舉辦的第52屆磁學與磁性材料年會(Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials;MMM)上發表這項研究成果。這將是全球第一次以垂直磁化方式運作的TMR元件。
東芝的自旋注入方式是通過電流中的電子自旋作用,達到磁化方向翻轉並以此記錄資料。與電子自旋方向一致的電流導入磁性體夾著絕緣膜的TMR元件,可達到磁化翻轉的目的。這種方式可在縮小TMR元件尺寸的同時,也減小寫入電流,有助於體積的縮小。
此外,利用磁性層的垂直方向進行磁化,比過去面層磁化的方式相比,由於反磁化的能量低,僅需少量電流,可達到小型化。儘管如此,目前由於很難確保絕緣膜的界面平整,因此許多人認為垂直磁化方式可能很難應用於MRAM。
東芝在改良材料以及整體製程同時,還改進了界面部分元件的結構。自由層以及固定層均採用了TbCoFe,絕緣膜採用MgO,界面層採用CoFeB,均形成1nm左右的薄層,使各層能進行接合。往後東芝也將繼續開發更適用於自旋注入的材料、以及減少整合所產生的誤差等。