快速写入的高密度MRAM技术

英尚微电子

基于TMR和巨大隧穿磁阻效应，总共衍生出两代主要的MRAM器件类型：第一代是磁场驱动型MRAM，即通过电流产生的磁场驱动存储单元的磁矩进行写入操作，典型代表有星型MRAM和嵌套型MRAM；第二代是电流驱动型自旋转移矩MRAM（STT-MRAM），即通过极化电流对存储单元进行写入操作。
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& G/ |3 B% I4 A, s/ E6 G# v2 ~弗吉尼亚大学的研究人员开发出的一种使用MRAM的短期和长期存储解决方案的技术。该器件使用旋转转矩电流来改变每个存储域的磁化强度，以实现更高的存储位密度和更快的写入速度。这些存储域沿着存储线分配，并且在不施加电压时，每个域附近的多铁性元素可提供磁化稳定性。
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# H, Q4 [# W0 A" _7 `. b4 |为了写入单个位，电流通过存储线，并且多铁性元件和自由层的相互作用确定层之间的反平行极性为“ 1”（高电阻），层之间的平行极性为“ 0” （低电阻）。然后，通过减小存储线和多铁性元件之间的交换偏压来更改存储域的磁化强度（请参见上图）。存储器域是可独立写的，只需要一个电流输入即可存储数据。这大大降低了能耗和写入周期所需的时间，从而提高了成本和性能效率。EVERSPIN在平面内和垂直磁隧道结（MTJ）STT-MRAM位单元的开发方面处于市场领先地位。在包括40nm，28nm及更高技术节点在内的先进技术节点上进行了全包交钥匙的300mm大批量平面内和垂直MTJ ST-MRAM生产。

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该器件使用旋转转矩电流来改变每个存储域的磁化强度，以实现更高的存储位密度和更快的写入速度。这些存储域沿着存储线分配，并且在不施加电压时，每个域附近的多铁性元素可提供磁化稳定性。

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为了写入单个位，电流通过存储线，并且多铁性元件和自由层的相互作用确定层之间的反平行极性为“ 1”（高电阻），层之间的平行极性为“ 0” （低电阻）。

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然后，通过减小存储线和多铁性元件之间的交换偏压来更改存储域的磁化强度。