Influence of magnetic fields on the performance of spin-orbit torque magnetic random-access memory
Abstract
自旋轨道矩磁性随机存储器因其高读写速度、高耐久性、非易失性以及与先进半导体工艺的良好兼容性，被认为是下一代非易失存储技术的解决方案之一.然而，其器件性能对磁场高度敏感.磁隧道结中参考层偶极场、层间交换耦合场及电流奥斯特场等效应，产生作用于自由层的偏置磁场，导致非对称的写入电流和数据保持时间，给提升器件能效及集成密度等带来阻碍.为解决上述问题，本文基于自旋轨道矩磁性存储器集成架构和微磁学模拟理论，系统研究了磁场对写入电流的调控作用.进一步设计了与半导体后端互连工艺兼容的器件结构，通过在垂直互联通道中填充磁性层，产生局域的杂散磁场，以补偿偏置磁场作用和优化器件性能.仿真结果表明，磁性填充层产生的非均匀局域磁场可有助于实现对称写入电流，且适用于微缩先进工艺节点.该研究验证了基于磁场调控的设计方案对提升器件能效和集成密度上的潜力，为未来实现高密度、低功耗自旋轨道矩磁存储芯片设计提供了新思路.
Fields of Study & Subjects
Magnetic properties of thin films
Theoretical and Computational Physics
Quantum and electron transport phenomena
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Publisher
- Acta Physica Sinica, Chinese Physical Society and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences
- Volume
- 75
- Issue
- 6
- Publication date
- 1 January 2026