国内首个80纳米STT-MRAM器件制备成功

近日，北京航空航天大学与中国科学院微电子研究所联合成功制备国内首个80纳米自旋转移矩——磁随机存储器芯片（STT-MRAM）器件。

STT-MRAM是一种极具应用潜力的下一代新型存储器解决方案。由于采用了大量的新材料、新结构，加工制备难度极大。当前，美韩日三国在该项技术上全面领先，很有可能在继硬盘、DRAM及闪存等存储芯片之后再次实现对我国100%的垄断。微电子所集成电路先导工艺研发中心研究员赵超与北京航空航天大学教授赵巍胜的联合团队通过3年的攻关，在STT-MRAM关键工艺技术研究上实现了重要突破，在国内首次采用可兼容CMOS工艺成功制备出直径80nm的磁隧道结，器件性能良好，其中器件核心参数包括隧穿磁阻效应达到92%，可实现纯电流翻转且电流密度达到国际领先水平。

在北京市科委的大力支持下，该工作完全采用了可兼容传统CMOS集成电路的工艺方法和流程，具备向产品化、产业化转移的条件，对我国存储器产业的技术突破形成了具有实际意义的推动作用。

图1. STT-MRAM存储芯片器件原理图

图2. 直径80nm MTJ器件俯视图

图3. 直径80nm MTJ器件

图4. TMR效应测试结果

图5. STT效应测试结果