MRAM熱輔助寫入 為實(shí)現(xiàn)20nm以下工藝所必需

　　法國研究機(jī)構(gòu)SPINTEC與開發(fā)MRAM技術(shù)的Crocus Technology共同開發(fā)出了將熱輔助切換(Thermally Assisted　Switching：TAS)用于垂直磁化方式MTJ元件的STT-MRAM技術(shù)。并在2011年10月31日于美國亞利桑那(Arizona)州斯科茨戴爾(Scottsdale)開幕的磁技術(shù)國際會(huì)議“56th MMM”的首日進(jìn)行了發(fā)布。

　　TAS技術(shù)是一項(xiàng)邊用加熱器對(duì)MTJ元件存儲(chǔ)層進(jìn)行加熱，邊寫入數(shù)據(jù)的技術(shù)。對(duì)存儲(chǔ)層進(jìn)行加熱后，矯頑力會(huì)下降，從而可輕松寫入數(shù)據(jù)。介質(zhì)在存儲(chǔ)層中冷卻后，矯頑力會(huì)再次提高，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性也會(huì)隨之提高。TAS技術(shù)基本上是一項(xiàng)與硬盤(HDD)熱輔助存儲(chǔ)相同的技術(shù)。

　　MRAM需要TAS技術(shù)的原因是，兼顧低開關(guān)電流和高穩(wěn)定性是推進(jìn)定標(biāo)(Scaling)所必需的。此次SPINTEC等采用了Sy(Pt/Co)/CoFeB/MgO/CoFeB/(Pd/Co)構(gòu)成的垂直磁化方式MTJ元件，工作原理采用STT(自旋注入式磁化反轉(zhuǎn))方式。MTJ元件的工作溫度范圍為-30℃～+85℃，不過寫入時(shí)由于利用TAS技術(shù)，因此會(huì)加熱至175℃。

　　據(jù)介紹，此次通過采用TAS技術(shù)，可以將熱穩(wěn)定性指標(biāo)Δ提高至73，同時(shí)將切換時(shí)的電流密度(JC)降至4.6×106。SPINTEC等自信地表示，“通過組合使用STT方式和TAS，對(duì)于20nm以下工藝的MRAM，也可以實(shí)現(xiàn)業(yè)界最出色的Δ/JC”。不過，MR比目前只有10～20%。SPINTEC等表示，“今后將進(jìn)行改進(jìn)，以把MR比提高至100%左右”。