彌補現有MRAM的不足

2022-06-05 11:12:10 字數 637 閱讀 8562

對於長期處於困境的mram行業來說,自旋注人方式可以說是一項能夠扭轉危機的革新技術。

mram轟轟烈烈地問世。但此後,mram在工藝發展和大容量方面並沒有取得預期的進展。在目前大批量生產的產品中,mram的製造工藝僅達到180nm,最大容量僅為4mb,而且,其應用僅限於取代需要電池的sram等特定領域。

與此相對,自旋注人mram能夠支援更先進的製造工藝並易於擴大容量,因此,它擁有改變上述狀況並贏得巨大市場的潛力。

現有的mram之所以會在製造工藝和大容量方面遭遇困境,在於其採用的是被稱為磁場寫人方式的工作原理(見圖1a)。磁場寫入方式是指,利用由位線電流和寫人字線電流產生的合成磁場使tmr元件的自由層反磁化。採用這種方法時,反磁化所需要的寫人電流與磁性材料的體積成反比,因此,當採用更先進的工藝時,寫人電流會增大。為了支援大電流流動,必須使用驅動能力大的電晶體,導致儲存單元的面積增加。而且,磁場寫人mram還需要增加寫人字線等額外佈線,所以,儲存單元面積的理論值為12f2,是dram的1.5倍~2倍。

自旋注人方式則可以避免這些缺點。在自旋注人方式中,寫人資料時並不利用磁場,而是直接讓電流流人tmr元件,使tmr元件自由層的磁化方向發生反轉(見圖lb)。製造工藝越先進,反磁化所需的閾值電流就越小。而且由於不再需要寫人字線,所以,儲存單元面積的理論值可達到6f2~8f2,與dram相當。

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