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​弥补现有MRAM的不足

原创 服务器/存储 作者:宇芯电子 时间:2021-01-22 16:07:19 0 删除 编辑

对于长期处于困境的MRAM行业来说,自旋注人方式可以说是一项能够扭转危机的革新技术。
 
MRAM轰轰烈烈地问世。但此后,MRAM在工艺发展和大容量方面并没有取得预期的进展。在目前大批量生产的产品中,MRAM的制造工艺仅达到180nm,最大容量仅为4Mb,而且,其应用仅限于取代需要电池的SRAM等特定领域。
 
与此相对,自旋注人 能够支持更先进的制造工艺并易于扩大容量,因此,它拥有改变上述状况并贏得巨大市场的潜力。
 
现有的MRAM之所以会在制造工艺和大容量方面遭遇困境,在于其采用的是被称为磁场写人方式的工作原理(见图1a)。磁场写入方式是指,利用由位线电流和写人字线电流产生的合成磁场使TMR元件的自由层反磁化。采用这种方法时,反磁化所需要的写人电流与磁性材料的体积成反比,因此,当采用更先进的工艺时,写人电流会增大。为了支持大电流流动,必须使用驱动能力大的晶体管,导致存储单元的面积增加。而且,磁场写人MRAM还需要增加写人字线等额外布线,所以,存储单元面积的理论值为12F 2 ,是DRAM的1.5倍~2倍。


自旋注人方式则可以避免这些缺点。在自旋注人方式中,写人数据时并不利用磁场,而是直接让电流流人TMR元件,使TMR元件自由层的磁化方向发生反转(见图lb)。制造工艺越先进,反磁化所需的阈值电流就越小。而且由于不再需要写人字线,所以,存储单元面积的理论值可达到6F 2 ~8F 2 ,与 相当。

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