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MRAM 메모리 기술이란?

MRAM 메모리 기술이란?


자기 저항 RAM, 자기 RAM 또는 MRAM은 자기 전하를 사용하여 전하 대신 데이터를 저장하는 비 휘발성 랜덤 액세스 메모리 기술의 한 형태입니다.

MRAM 메모리 기술은 다른 많은 메모리 기술과 마찬가지로 데이터를 유지하는 데 전력이 필요하지 않기 때문에 저전력 기술이라는 장점도 있습니다.

MRAM 메모리 기술은 10 년 넘게 알려져 왔지만이 기술이 대량으로 생산 될 수 있었던 것은 최근에 불과합니다. 이것은 이제 MRAM 기술을 상업적으로 실행 가능한 지점으로 가져 왔습니다.

MRAM이란 : 기본

MRAM 기술은 현재 사용중인 다른 반도체 기술과 완전히 다르며 다음과 같은 여러 이점을 제공합니다.

  • MRAM 메모리 기술은 전원이 제거 되어도 데이터를 유지합니다.
  • Flash 및 EEPROM을 포함한 다른 기술에 비해 더 높은 읽기 쓰기 속도를 제공합니다.
  • 비교적 낮은 수준의 전력 소모
  • MRAM 데이터는 시간이 지나도 저하되지 않습니다.

새로운 MRAM 메모리 개발은 매우 중요합니다. 여러 제조업체가이 기술을 연구하고 있지만 Freescale은 대규모로 제조 할 수있을만큼 충분히 기술을 개발 한 최초의 회사입니다. 이를 염두에두고, 그들은 이미 첫 번째 오퍼링을 형성하는 4 메가 ​​비트 메모리의 주식을 쌓기 시작했으며 더 큰 메모리를 따를 것입니다.

MRAM 구조 및 제작

MRAM 메모리 기술의 주요 문제점 중 하나는 메모리를 만족스럽게 제조 할 수있는 적절한 MRAM 구조를 개발하는 것입니다. 최적의 구조를 얻기 위해 다양한 구조와 재료가 조사되었습니다.

일부 초기 MRAM 메모리 기술 개발 구조는 최대 8 개의 서로 다른 금속 섀도우 마스크의 컴퓨터 제어 배치를 사용하여 조립 된 접합을 사용했습니다. 마스크는 대략 ± 40 µm의 배치 정확도로 최대 21 인치 직경의 웨이퍼 중 하나에 연속적으로 배치되었습니다. 서로 다른 마스크를 사용하여 약 80 x 80 µm 크기의 10 개에서 74 개 사이의 접합을 각 웨이퍼에 만들 수 있습니다.

터널 장벽은 주위 온도에서 증착 된 얇은 Al 층의 현장 플라즈마 산화에 의해 형성되었습니다. 이 기술을 사용하면 자기 저항 효과로 인한 저항의 큰 수준의 변화가 관찰되었습니다. 전극을 구성하는 강자성 금속에 대한 MR의 의존성에 대한 조사가 이루어졌습니다.

MR의 크기는 터널 장벽과 자기 전극 사이의 인터페이스에 크게 좌우 될 것으로 예상되었습니다. 그러나 특정 비 강자성 금속의 두꺼운 층이 MR 효과를 억제하지 않고 터널 장벽과 자기 전극 사이에 삽입 될 수 있음이 밝혀졌습니다. 그러나 MR은 Al 층의 불완전한 산화에 의해 켄칭되는 것으로 밝혀졌다.

MRAM 작동

새로운 반도체 메모리의 작동은 자기 터널 접합 (MJT)으로 알려진 구조를 기반으로합니다. 이 장치는 얇은 절연 층으로 분리 된 두 개의 강자성 층의 샌드위치로 구성됩니다. 전류는 샌드위치를 ​​가로 질러 흐를 수 있으며 터널링 동작에서 발생하며 그 크기는 자기 층의 자기 모멘트에 따라 달라집니다. 메모리 셀의 층은 평행하다고 말하면 동일 할 수 있고, 반 평행이라고 말하면 반대 방향 일 수 있습니다. 자기장이 서로 정렬 될 때 전류가 더 높은 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 방식으로 필드의 상태를 감지 할 수 있습니다.

MRAM의 MTJ (Magnetic Tunnel Junction)는 터널 장벽 역할을하는 얇은 절연 층으로 분리 된 두 개의 강자성 (FM) 층의 샌드위치로 구성됩니다. 이러한 구조에서 감지 전류는 일반적으로 구조의 층에 평행하게 흐르고 전류는 MTJ 샌드위치의 층에 수직으로 전달됩니다. MTJ 샌드위치의 저항은 두 강자성 층의 자기 방향에 따라 달라집니다. 일반적으로 MTJ의 저항은 이러한 모멘트가 서로 평행하게 정렬 될 때 가장 낮고 반 평행 일 때 가장 높습니다.

메모리 셀의 상태를 설정하기 위해 쓰기 전류가 구조를 통해 전달됩니다. 이것은 얇은 층의 자기 방향을 변경하기에 충분히 높지만 두꺼운 층은 아닙니다. 그런 다음 더 작은 비파괴 감지 전류를 사용하여 메모리 셀에 저장된 데이터를 감지합니다.

MRAM 메모리는 여러 회사에서 사용 가능 해지고 있습니다. 그것의 개발은 메모리 기술이 더 많은 메모리에 대한 컴퓨터 및 프로세서 기반 시스템의 점점 더 까다로운 요구 사항에 보조를 맞추기 위해 전진하고 있음을 보여줍니다. MRAM은 상대적으로 새로운 시장이지만 자기 저항 RAM은 MRAM이 무엇인지 살펴보면 몇 가지 중요한 이점이 있음을 알 수 있습니다.


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