近日，北京航空航天大學(xué)與微電子所聯(lián)合成功制備國內(nèi)首個80納米自旋轉(zhuǎn)移矩——磁隨機(jī)存儲器芯片（STT－MRAM）器件。

STT－MRAM是一種極具應(yīng)用潛力的下一代新型存儲器解決方案。由于采用了大量的新材料、新結(jié)構(gòu)，加工制備難度極大。當(dāng)前，美韓日三國在該項(xiàng)技術(shù)上全面領(lǐng)先，很有可能在繼硬盤、DRAM及閃存等存儲芯片之后再次實(shí)現(xiàn)對我國100％的壟斷。

微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心研究員趙超與北京航空航天大學(xué)教授趙巍勝的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過3年的艱苦攻關(guān)，在STT－MRAM關(guān)鍵工藝技術(shù)研究上實(shí)現(xiàn)了重要突破，在國內(nèi)首次采用可兼容CMOS工藝成功制備出直徑80nm磁隧道結(jié)，器件性能良好，其中器件核心參數(shù)包括隧穿磁阻效應(yīng)達(dá)到92％，可實(shí)現(xiàn)純電流翻轉(zhuǎn)且電流密度達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

在北京市科委的大力支持下，該工作完全采用了可兼容傳統(tǒng)CMOS集成電路的工藝方法和流程，具備向產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移的條件，對我國存儲器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)突破形成了具有實(shí)際意義的推動作用。

圖1． STT－MRAM存儲芯片器件原理圖

圖2． 直徑80nm MTJ器件俯視圖

圖3． 直徑80nm MTJ器件

圖4． TMR效應(yīng)測試結(jié)果

圖5． STT效應(yīng)測試結(jié)果