나노전자 스핀토오크 램
페이지 정보
- 용어
- 스핀토오크 램
- 요약
- 스핀전달토크를 기록방식으로 채용한 비휘발성 자기메모리 (MRAM)
- 참고문헌
- - 이경진, 스핀트로닉 기술을 이용한 고밀도 메모리 및 고주파수 신소자, 한국과학기술정보연구원 (2005)
- 분류
- 나노전자 > 스핀트로닉스
본문
현재 MRAM은 두 개의 서로 수직으로 배열된 current line에 동시에 전류를 인가하여 기록하는 방식 (FIMS: Field Induced Magnetization Switching)을 채용하고 있다. 이러한 방식을 그대로 유지하며 MRAM의 고밀도화를 이루기 위해서는 다음과 같은 기술적 어려움이 존재한다.
* Coercivity issue: 고집적을 위해 magnetic cell의 크기를 줄임에 따라 기록을 위해 요구되는 자기장 (=coercivity)이 증가한다.
* Selectivity issue: 양산시 발생하는 미세한 불균일성에 의해 발생하는 각 magnetic cell간의 coercivity 분포를 조절하기 어렵고, 완전히 선택된 cell (두 current line 모두 ON)만을 절반만 선택된 cell (두 전류도선 중 하나만 ON)로부터 구분하여 선택적으로 기록할 수 있는 능력을 가늠하는 척도인 selectivity가 밀도가 올라감에 따라 나빠진다.
기존의 FIMS 대신 CIMS (Current Induced Magnetization Switching)를 이용하게 되면 위의 두 가지 중대한 기술적 어려움이 자연스럽게 해결된다.
* CIMS에서 요구되는 임계전류의 크기는 coercivity에 비례하지 않고 자성층의 포화자화양에 주로 비례하므로, cell size가 줄어들더라도 요구되는 기록전류가 증가하지 않으며, 또한 임계전류밀도에 의해 자화반전이 결정되므로 기록전류는 cell size 감소에 대해 오히려 선형적으로 감소한다.
* CIMS에서는 기록하고자 하는 cell에만 직접 전류가 인가되므로 기본적으로 selectivity issue가 존재하지 않는다.
현재 CIMS를 이용한 스핀토크메모리에 대한 연구는 IBM, Motorola, Samsung 등을 필두로 주요 메모리 회사에서 진행되고 있다.
* Coercivity issue: 고집적을 위해 magnetic cell의 크기를 줄임에 따라 기록을 위해 요구되는 자기장 (=coercivity)이 증가한다.
* Selectivity issue: 양산시 발생하는 미세한 불균일성에 의해 발생하는 각 magnetic cell간의 coercivity 분포를 조절하기 어렵고, 완전히 선택된 cell (두 current line 모두 ON)만을 절반만 선택된 cell (두 전류도선 중 하나만 ON)로부터 구분하여 선택적으로 기록할 수 있는 능력을 가늠하는 척도인 selectivity가 밀도가 올라감에 따라 나빠진다.
기존의 FIMS 대신 CIMS (Current Induced Magnetization Switching)를 이용하게 되면 위의 두 가지 중대한 기술적 어려움이 자연스럽게 해결된다.
* CIMS에서 요구되는 임계전류의 크기는 coercivity에 비례하지 않고 자성층의 포화자화양에 주로 비례하므로, cell size가 줄어들더라도 요구되는 기록전류가 증가하지 않으며, 또한 임계전류밀도에 의해 자화반전이 결정되므로 기록전류는 cell size 감소에 대해 오히려 선형적으로 감소한다.
* CIMS에서는 기록하고자 하는 cell에만 직접 전류가 인가되므로 기본적으로 selectivity issue가 존재하지 않는다.
현재 CIMS를 이용한 스핀토크메모리에 대한 연구는 IBM, Motorola, Samsung 등을 필두로 주요 메모리 회사에서 진행되고 있다.