什麼是磁性穿隧接面(MTJ)

以兩層磁性層夾住薄絕緣膜的結構。兩層磁化方向一致時電阻低，方向相反時電阻高。是 MRAM 的記憶元件。

日文名稱: 磁気トンネル接合(MTJ)

「磁性穿隧接面(MTJ)」出現在1領域的14道練習題中（新世代記憶體等）。

磁穿隧接面（MTJ）的兩種狀態 · 在圖解集中查看

這個名詞所屬的領域: 新世代記憶體

練習磁性穿隧接面(MTJ)的題目

MRAM 的磁性穿隧接面（MTJ）中，廣泛作為穿隧位障層、能得到大穿隧磁電阻比的材料是下列何者？

A氧化鎂（MgO）
B銅
C多晶矽

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正確答案：A. 氧化鎂（MgO）

將結晶性 MgO 用作穿隧位障時，只有具特定對稱性的自旋電子會選擇性穿隧，因此在室溫下可得到高達數百 % 的大 TMR 比（以往的非晶 Al2O3 只有數十 %）。2004 年日本產業技術總合研究所與 IBM 分別發表的這項技術，使 0 與 1 的電阻差變大，讓 HDD 的讀取磁頭得以大容量化，也促成了 MRAM 的實用化。

MRAM 的記憶元件（MTJ）縮得太小時，容易成為問題的是下列何者？

A熱擾動使磁化容易反轉，資料保存變得困難
B元件會發光
C元件的電阻變成 0

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正確答案：A. 熱擾動使磁化容易反轉，資料保存變得困難

維持磁化的能量位障為「磁異向性 × 體積」，元件越小，位障越小。與熱能 kT 的比值（熱穩定性指數 Δ），要保存 10 年大約需要 60 以上，低於此值時，磁化容易因熱擾動而自行反轉。另一方面，Δ 變大則寫入電流也會增加，因此保存與寫入的兼顧是微縮的課題，以垂直磁化材料與形狀的設計來因應。

解析中的「磁性穿隧接面(MTJ)」

磁化在膜面內的 MTJ，靠橢圓形等元件的形狀來穩定磁化方向，因此縮小後就無法維持穩定性。
近年的 STT-MRAM 中，磁化方向垂直於膜面的 MTJ（垂直磁化 MTJ）成為主流，其理由下列何者正確？
MTJ 是在電晶體製作完成之後的後段製程（BEOL）中，形成於導線層之間。
MRAM 的記憶元件（MTJ），一般是在邏輯 LSI 的哪個製程中製作？
MTJ 的一個是磁化方向固定的參考層（固定層），另一個是可因寫入而使方向反轉的自由層（記錄層），以自由層與參考層是平行還是反平行來記憶 0 與 1。
構成 MTJ 的兩個磁性層的作用，下列何者正確？
MRAM 使用磁性穿隧接面（MTJ），即以兩個磁性層夾住厚約 1 nm 的絕緣層。
關於 MRAM 的記憶原理，下列何者正確？
STT-MRAM 對 MTJ 通以電流，在參考層中自旋方向一致的電子，把角動量傳給記錄層（自旋轉移力矩），使磁化反轉。
STT-MRAM 寫入資訊的方法，下列何者正確？

出現「磁性穿隧接面(MTJ)」的題目（14題）

出現這個名詞的比較

MRAM、ReRAM、PCM、FeRAM 的差異：新型記憶體比較從記憶原理、寫入方法、速度、抹寫壽命、積體度、課題與用途等面向，以表格比較 MRAM、ReRAM、PCM、FeRAM。