對(duì)于長(zhǎng)期處于困境的MRAM行業(yè)來(lái)說(shuō)，自旋注人方式可以說(shuō)是一項(xiàng)能夠扭轉(zhuǎn)危機(jī)的革新技術(shù)。
 
MRAM轟轟烈烈地問世。但此后，MRAM在工藝發(fā)展和大容量方面并沒有取得預(yù)期的進(jìn)展。在目前大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中，MRAM的制造工藝僅達(dá)到180nm,最大容量?jī)H為4Mb,而且，其應(yīng)用僅限于取代需要電池的SRAM等特定領(lǐng)域。
 
與此相對(duì),自旋注人MRAM能夠支持更先進(jìn)的制造工藝并易于擴(kuò)大容量，因此，它擁有改變上述狀況并贏得巨大市場(chǎng)的潛力。
 
現(xiàn)有的MRAM之所以會(huì)在制造工藝和大容量方面遭遇困境，在于其采用的是被稱為磁場(chǎng)寫人方式的工作原理(見圖1a)。磁場(chǎng)寫入方式是指，利用由位線電流和寫人字線電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)使TMR元件的自由層反磁化。采用這種方法時(shí)，反磁化所需要的寫人電流與磁性材料的體積成反比，因此，當(dāng)采用更先進(jìn)的工藝時(shí)，寫人電流會(huì)增大。為了支持大電流流動(dòng)，必須使用驅(qū)動(dòng)能力大的晶體管，導(dǎo)致存儲(chǔ)單元的面積增加。而且，磁場(chǎng)寫人MRAM還需要增加寫人字線等額外布線，所以，存儲(chǔ)單元面積的理論值為12F²,是DRAM的1.5倍~2倍。


自旋注人方式則可以避免這些缺點(diǎn)。在自旋注人方式中，寫人數(shù)據(jù)時(shí)并不利用磁場(chǎng)，而是直接讓電流流人TMR元件，使TMR元件自由層的磁化方向發(fā)生反轉(zhuǎn)(見圖lb)。制造工藝越先進(jìn)，反磁化所需的閾值電流就越小。而且由于不再需要寫人字線，所以，存儲(chǔ)單元面積的理論值可達(dá)到6F²~8F²，與DRAM相當(dāng)。


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