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東芝・産総研、MRAMの新しい電圧駆動書き込み方式を開発

2016年2月、米Avago Technogies社による米Broadcom社の買収が完了した。買収額は370億USドルで、内170億USドルが現金、残り200億USドル相当分が株式によって支払われた。同買収により、1年半以内に年間7億5,000万USドルのコスト削減が見込めるとしている。年間売上高はおよそ150億USドルとなる見込みで、買収後の社名は「Avago Technologies」を継承せず、「Broadcom」とした。【GNC Letter 222】JR東日本、新型通勤電車にSiC半導体素子を採用
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関係各位 日頃は格別のご高配を賜り、誠に有難うございます。
公益社団法人 化学工学会 エレクトロニクス部会が主催するシンポジウム「微小銅めっきのメカニズムとその応用」
が9月11日(木)12:30~17:40/懇親会 17:50~19:00に蔵前会館 ロイアルブルーホールで開催されます。
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●JR東日本は7月2日、SiC半導体素子を搭載した新型通勤電車(E235系)の量産計画を発表した。2015年3月以降に
落成し、走行試験を行い2015年秋頃から山手線で営業運転を開始する。現行の車両ではSi IGBTモジュールを使用
しているが、SiCモジュールを利用することにより車両の消費電力の抑制を図る。
●イスラエルTower Semiconductor社は2014年7月1日、京都・長岡京市にセールス&サポートオフィスを開設する
と発表した。同社は2014年4月にパナソニックとの合弁会社「パナソニック・タワージャズ セミコンダクター」
を設立、パナソニックの旧北陸3工場(魚津・砺波・新井)が移管されている。同合弁会社での生産を中心に、
日本及びアジアの顧客との関係構築や販売戦略の主要拠点として新オフィスを位置付ける。
●リソグラフィ光源メーカーであるギガフォトンは6月30日、現在開発中のEUVスキャナー用レーザー生成プラズマ
(LPP)光源のプロトタイプにおいて、最大出力92 Wを発光効率(CE)4.2%で達成することに成功したと発表した。
今後同社では量産対応EUVスキャナーの実現に向けて、2014年末までに150Wの出力、最終的には250Wを目指し
研究開発を行う。
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●東芝と産業技術総合研究所(以下産総研) スピントロニクス研究センターの研究チームは12月5日、電圧駆動型の不揮発性磁気メモリ「電圧トルクMRAM」の書き込みエラー率を低減する、新しい書き込み方式の開発成功を発表した。
  
●不揮発性磁気メモリ「MRAM」は、大容量かつ高速で、繰り返し動作においても高耐性を有する不揮発性メモリとして期待されている。しかし、現状の磁気メモリは、磁気トンネル接合素子(MTJ素子)への電流通電により情報書き込み(磁化反転)を行う「電流駆動型」であるため、半導体メモリと比べて書き込み時の消費電力が大きいことが課題となっている。そこで同チームは、待機電力ゼロのMRAMのうち、書き込み時の消費電力が極めて小さい電圧駆動型である「電圧トルクMRAM」の開発に取り組んできた。
  

    
図1:電圧パルスによる磁化反転の模式図

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●図1の (a) は従来のパルス電圧による書き込み方式である。黒矢印はMTJ素子の金属磁石層の磁化の向きを示す。パルス電圧印加により磁気異方性が減少し、磁化が下向きから上向きに反転する。熱エネルギーによって始状態と終状態の磁化の向きが水色の領域で揺らいでおり、これが書き込み失敗の原因となる。
  
●図1の (b) は今回開発された新しい書き込み方式である。書き込み前後に逆極性の電圧をかけることにより、金属磁石層の磁気異方性を増大させ、揺らぎを抑制することにより書き込みエラー率を低減する。
  

  
図2:電圧トルクMRAM用書き込み回路の概念図

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●また同グループは今回、極性反転を伴う高速パルス電圧を生成できる電圧トルクMRAM専用の書き込み回路を新たに開発した。図2(a)がその概念図であり、あらかじめ所定の電圧に設定されたダミービット線からの供給電圧をループ構成として①⇒②⇒③と切り替えることで、高速パルス電圧を生成する。
  
●図2(a)は、A:0V、B:1.5V、C:0Vとした例であるが、これにより非常に急峻に立ち上がり(立ち下がり)、かつ幅の短い1.5Vのパルス電圧を生成することができるという。ここで逆側のビット線に例えば1Vの電圧をかけていると、素子に実効的にかかる電圧信号は-1V⇒0.5V⇒-1Vとなり、極性反転を伴う高速パルスを正確にかけることが可能となる(図2(b))。
  

  
●同グループは今後、今回得られた指針をもとに、大容量のラストレベルキャッシュ、もしくはさらに大容量のメインメモリにおける仕様を満たす電圧磁気異方性制御を、数十nmの実MTJ素子において実証することを目指すとともに、より高品質な回路システム設計を進めていく。
  
(画像は産総研 プレスリリースより)
   
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最終更新 2016年 12月 05日(月曜日) 15:00