MRAM 【Magnetoresistive Random Access Memory】磁気抵抗メモリ

概要

MRAM（Magnetoresistive Random Access Memory）とは、半導体メモリの種類の一つで、記憶素子の素材の一部に磁性体を用い、磁化の状態の変化によって信号の記録を行うもの。電源が失われても記録された情報が消えない不揮発性メモリに分類される。

フラッシュメモリやDRAMなど従来の半導体メモリが記憶素子内の電荷によって記憶を行うのに対し、MRAMは強磁性体と絶縁体を組み合わせた磁気トンネル接合（MTJ：Magnetic Tunnel Junction）と呼ばれる構造を用いる。

MTJは原子数個程度の厚さの絶縁体薄膜を二層の磁性体薄膜で挟んだ構造となっており、トンネル磁気抵抗効果（TMR効果：Tunnel Magneto-Resistance effect）と呼ばれる現象により両磁性体層の磁化方向（磁石の磁力線の向き）が揃っている時と不揃いな時で電気抵抗が変化するため、これを利用して信号の記録や読み出し、消去を行う。

他のメモリ素子と比較すると、DRAM並に記録密度を高めやすく、消費電力も小さい。フラッシュメモリのように通電しなくても記憶を維持できる不揮発性を備えながら、フラッシュメモリの弱点である読み書き速度も極めて高速で、DRAMを超え半導体メモリで最も高速なSRAMに迫るとも言われる。従来の記憶素子では難しかった、主記憶（メインメモリ）と外部記憶（ストレージ）の機能を兼ねる「ユニバーサルメモリ」の候補として期待されている。

なお、磁性体を用いるメモリ素子として他に「スピン注入メモリ」（Spin Transfer Torque RAM/STT-RAMあるいはST-MRAM）などの方式も考案されている。狭義のMRAMは当初考案されたMTJ素子を用いる方式を指すが、広義には後発のこれらの方式を含む磁性体応用メモリの総称として用いられる場合もある。

(2019.7.13更新)