在今年即将于美国加州举行的国际电子组件会议(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内存(MRAM)的最新发展。

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逻辑制造工艺中嵌入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、材料堆栈与图案化技术等途径,成功地将垂直式磁穿隧接面(pMTJ)内存单元数组嵌入于铜金属后端,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内存单元采用氧化镁/钴铁硼(MgO/CoFeB)堆栈,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宏具有侧面感应边界限制,信息储存在摄氏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数据的能力。

而从独立式内存端来看,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的内存单元,十分接近于DRAM内存的尺寸。该设计针对高隧电阻比而优化其pMTJ,因而需要低开关电流。此外,研究团队也将介绍克服与工艺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首席技术官。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,进行电场控制磁存储元件的研究——其非挥发性内存位的切换是由电压(而非自旋极化电流或磁场)进行,用于极低能量耗散的应用。

这些内存组件将用于磁电随机存取存内存(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内存芯片与数组的原型。

编译:Susan Hong

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