Mixed etching-oxidation process to enhance the performance of spin-transfer torque MRAM for high-performance computing

磁阻随机存取存储器 旋转扭矩传递 扭矩 蚀刻(微加工) 过程(计算) 材料科学 光电子学 自旋(空气动力学) 计算机科学 纳米技术 随机存取存储器 物理 机械工程 磁化 工程类 计算机硬件 磁场 操作系统 热力学 量子力学 图层(电子)
作者
Kuan-Ming Chen,Chiao-Yun Lo,Shih-Ching Chiu,Yi-Hui Su,Yao-Jen Chang,Guanlong Chen,Hsin‐Han Lee,Xin-Yo Huang,Cheng-Yi Shih,Chih-Yao Wang,I-Jung Wang,Shan-Yi Yang,Yu-Chen Hsin,Jeng-Hua Wei,Shyh-Shyuan Sheu,Wei‐Chung Lo,Shih-Chieh Chang,Yuan‐Chieh Tseng
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:125 (1)
标识
DOI:10.1063/5.0217921
摘要

Spin-transfer torque magnetic random access memory (MRAM) devices have considerable potential for high-performance computing applications; however, progress in this field has been hindered by difficulties in etching the magnetic tunnel junction (MTJ). One notable issue is electrical shorting caused by the accumulation of etching by-products on MTJ surfaces. Attempts to resolve these issues led to the development of step-MTJs, in which etching does not proceed beyond the MgO barrier; however, the resulting devices suffer from poor scalability and unpredictable shunting paths due to asymmetric electrode structures. This paper outlines the fabrication of pillar-shaped MTJs via a four-step etching process involving reactive-ion etching, ion-beam etching, oxygen exposure, and ion-trimming. The respective steps can be cross-tuned to optimize the shape of the pillars, prevent sidewall redeposition, and remove undesired shunting paths in order to enhance MTJ performance. In experiments, the proposed pillar-MTJs outperformed step-MTJs in key metrics, including tunneling magnetoresistance, coercivity, and switching efficiency. The proposed pillar-MTJs also enable the fabrication of MRAM cells with smaller cell sizes than spin–orbit torque devices and require no external field differing from voltage-controlled magnetic anisotropy devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
石头发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
NING完成签到,获得积分20
3秒前
点墨发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
H_W发布了新的文献求助10
6秒前
Jasper应助耶斯采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
qianlan发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
李唯佳发布了新的文献求助10
9秒前
式微未归完成签到,获得积分20
10秒前
Hello应助优雅翎采纳,获得10
10秒前
论文求助完成签到,获得积分20
12秒前
猪皮恶人发布了新的文献求助10
12秒前
乐乐乐发布了新的文献求助10
13秒前
耶斯完成签到,获得积分10
14秒前
张一完成签到,获得积分10
15秒前
刚硬小阿博应助NNUsusan采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
顾思凡发布了新的文献求助10
20秒前
小王时完成签到,获得积分10
21秒前
沐阳发布了新的文献求助10
21秒前
NexusExplorer应助论文求助采纳,获得10
24秒前
瘦瘦寻菡发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
尤萨完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
卿相白衣发布了新的文献求助10
27秒前
陶醉的洋葱完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
29秒前
32秒前
32秒前
白薇完成签到 ,获得积分10
33秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Fundamentals of Strain Psychology 800
The SAGE Dictionary of Qualitative Inquiry 610
Signals, Systems, and Signal Processing 610
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6343236
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8158236
关于积分的说明 17151394
捐赠科研通 5399571
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2859952
邀请新用户注册赠送积分活动 1838040
关于科研通互助平台的介绍 1687646