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28nm嵌入式MRAM即将问世

2016-11-29 10:23:59

  在今年即将于美国加州举行的国际电子元件会议(IEDM)上,来自三星(Samsung)、东芝(Toshiba)、海力士(SK Hynix)等公司的研究团队预计将发表多项有关磁阻式随机存取记忆体(MRAM)的最新发展。(存储芯片
 

 
  此外,三星的研发团队以及旗下LSI业务部门显然也将再次发表其致力于开发MEMS的最新成果。

  三星将分别透过口头简报以及海报展示双管齐下的方式,介绍在28nm CMOS逻辑制造制程中嵌入8Mbit自旋传输(STT) MRAM等主题。在该公司发表的论文主题中,研究人员们将这种电路形容为具有“高度功能性且十分可靠”。在其摘要中并补充:该公司采用包括创新整合、材料堆叠与图案化技术等途径,成功地将垂直式磁穿隧接面(pMTJ)记忆体单元阵列嵌入于铜金属后端,而不至于发生开路故障,同时,磁性能也并未发生严重退化现象。

  这种pMTJ记忆体单元采用氧化镁/钴铁硼(MgO/CoFeB)堆叠,可在完全整合后达到180%的穿隧磁阻值。离子束蚀刻技术用于降低至低于1ppm的短路故障;有趣的是看到离子束蚀刻技术对于生产吞吐量的影响。此外,嵌入式MRAM巨集具有侧面感应边界限制,资讯储存在摄氏85度下可保留达10年。

  依据制造经济来看,这可能是针对低功耗微控制器(MCU)和SoC进行选择的过程,因为它们具有切换和保留资料的能力。

  而从独立式记忆体端来看,海力士与东芝的研发团队预计将在IEDM上发表首款4Gbit STT-MRAM。其发展是根据面积为9F2的记忆体单元,十分接近于DRAM记忆体的尺寸。该设计针对高隧电阻比而最佳化其pMTJ,因而需要低开关电流。此外,研究团队也将介绍克服与制程有关缺陷导致写入错误的各种技术。

  Everspin Technologies Inc.在今年的Electronica展示基于1Gbit pMTJ的MRAM

  此外,同样值得注意的是,美国加州大学洛杉矶分校电子工程系教授Pedram Khalili-Amiri也是这款MRAM技术的共同作者。该主题并介绍电场控制MRAM与MRAM的电压控制等。

  Pedram Khalili-Amiri同时也是Inston公司的共同创办人与技术长。Inston公司获得了两笔小型企业创新研究(SBIR)的赞助;其一是在2013年获得149,000美元,进行电场控制磁记忆元件的研究——其非挥发性记忆体位元的切换是由电压(而非自旋极化电流或磁场)进行,用于极低能量耗散的应用。
 

  这些记忆体元件将用于磁电随机存取存记忆体(MeRAM),据称将可提供明显优于STT-MRAM的优势、高达100倍的能量效率、高达10倍的密度,以及低于10nm的可扩展性。

  其次是2014年的一笔749,000美元赞助经费,用于开发电场控制非挥发性磁记忆体晶片与阵列的原型。
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