弥补现有非易失性存储器MRAM的不足

宇芯电子

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MRAM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12F2,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6F2~8F2，与DRAM相当。