目前，市場上的幾乎所有產(chǎn)品都使用一種或組合使用若干種基于電荷存儲的易失性存儲器DRAM和SRAM，以及非易失性存儲器NOR和NAND閃存至關重要。這些存儲器具有明顯的優(yōu)勢，以至于在過去30年間一直都占居市場主導(dǎo)地位效果。但因?yàn)橄到y(tǒng)永遠(yuǎn)都在追求更快有所應、更小、更可靠合作關系、更便宜的存儲器著力提升，在未來五到十年間會產(chǎn)生激烈競爭，所以上述存儲器的不足之處，也給其未來的發(fā)展增添了阻礙融合。

目前有新的突破性技術(shù)以挑戰(zhàn)者姿態(tài)進(jìn)入市場深入闡釋，特別是諸如電阻式RAM(RRAM)和相變RAM(PCRAM)等非易失性存儲器(NVM)，它們能夠提供低功耗穩中求進、高性能統籌、以及無限的使用壽命。磁RAM(MRAM)也是這些新興技術(shù)之一協同控製。值得一提的是振奮起來，MRAM并不是剛剛面市的，早在25年以前重要作用，就已經(jīng)首次亮相等地。目前MRAM可用于各種不同的特殊應(yīng)用。

然而自旋轉(zhuǎn)移力矩(STT)MRAM非常適合許多主流應(yīng)用尤為突出，特別是作為存儲技術(shù)規定，因?yàn)镾TT-MRAM既擁有DRAM和SRAM的高性能，又具有閃存的低功耗和低成本空間載體，且其可采用10nm工藝制造;另外高質量，還可沿用現(xiàn)有的CMOS制造技術(shù)和工藝。因它是非易失性的重要組成部分，所以當(dāng)電源掉電或徹底關(guān)閉時流程，STT-MRAM將能無限期地保存數(shù)據(jù)。

不同于萬眾矚目的新秀RRAM勃勃生機，MRAM作為存儲器件的基本物理原理已廣為人知助力各業。

就MRAM來說，其存儲單元由一個磁隧道結(jié)(MTJ)構(gòu)成提供有力支撐，多年來應用。MTJ一直被廣泛用作硬盤驅(qū)動器的讀出頭。早期的MRAM器件利用平面內(nèi)MTJ(iMTJ)品率，其中磁矩(具有幅度和方向的向量)平行于襯底的硅表面(圖1)相貫通。

 

                                      
                                                                                        圖1：內(nèi)嵌式MTJ框圖。

現(xiàn)在有了另一種積極影響、更優(yōu)化的MTJ版本——垂直MTJ(pMTJ)自動化方案，其磁矩垂直于硅襯底表面(圖2)。

 

                                                         
                                                                                       圖2：垂直MTJ圖越來越重要。

雖然基于iMTJ的STT-MRAM用90nm以下工藝節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)還不甚成熟線上線下，且在200mm晶圓也無成本競爭力，但基于pMTJ的STT-MRAM在可制造性方面表現(xiàn)出極大優(yōu)勢醒悟，可延伸至10nm以下工藝實(shí)現(xiàn)過程中。在成本方面非常完善，它有望與諸如DRAM等其它存儲器技術(shù)一較高下。在未來幾年全面革新，由于STT-MRAM的這種可擴(kuò)展性作用，它將在低和中密度應(yīng)用中替代DRAM和閃存。

本文 關(guān)鍵詞：STT-MRAM  DRAM   SRAM

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