Minuscuul magnetisch geheugen gemaakt met elektronenbundel

Magnetische geheugens kunnen nog honderden keren kleiner worden. Dat heeft Corine Fabrie aangetoond in onderzoek waarop ze vorige week is gepromoveerd aan de TU Eindhoven. Ze zette miljarden magnetische geheugenelementen van 50 bij 65 nanometer op een chip van 16 mm2, een ruimtebesparing met een factor van bijna 400 in vergelijking met MRAM-chips van vier megabit die nu op de markt zijn. De geheugenelementen hierin zijn 1 bij 1,25 micrometer groot.

MRAM-geheugen (Magnetic Random Access Memory) is interessant, omdat het relatief weinig stroom gebruikt en informatie behoudt als de stroom uitvalt. De informatie erin wordt niet opgeslagen als een lading, zoals in conventioneel RAM-geheugen, maar in de vorm van een magneetveldje. De werking is enigszins vergelijkbaar met het geheugen op een harde schijf. Een computer op basis van MRAM-chips zou geen opstarttijd vergen, maar geheugenelementen moeten nog veel kleiner worden om het werkgeheugen van een pc te kunnen leveren.

Fabrie’s nieuwe chip is nog niet af omdat de dichtopeengepakte geheugenelementen op haar chip elkaar nog te veel beïnvloeden, maar ze heeft al wel ideeën hoe die verstoring kan worden voorkomen.

Delftse onderzoekers zijn er eerder in geslaagd om met een elektronenbundel gaatjes te branden van minder dan twee nanometer in een fotogevoelige laag. Voor het maken van één geheugenelement van 50 bij 65 nanometer zouden twintig zeer kleine puntjes nodig zijn. Zo duurt het branden van miljarden geheugenstructuren vele uren. Bovendien wordt de fotogevoelige laag door terugkaatsende elektronen overbelicht. Fabrie bouwde haar structuren op uit twee relatief grote cirkels. Ze voorkwam overbelichting door de elektronenbundel niet helemaal te focusseren. De fotogevoelige laag, die bepaalt of de chip wordt blootgesteld aan het etsplasma, werd bij het etsen van geheugenelementen aanvankelijk sterk aangetast. Fabrie loste dat probleem op door het patroon in de fotogevoelige laag eerst over te brengen op het metaal tantaal. Dat is beter bestand tegen etsvloeistof. Michiel van Nieuwstadt