磁性随机存取存储器（MRAM)制造工艺
磁性随机存取存储器（mram)制造工艺
磁性隧道结（mtj）通常是由两层铁磁材料中间夹着薄绝缘屏蔽（mgo 或al2o3）层组成的，它可以实现双稳态隧道磁电阻 ( tunneling magneto - resistance, tmr)，此特性可用于存储逻辑数据“1”或“0”。
由于 mtj 中的“自由”（free）铁磁层和“钉扎”（pinned)铁磁层的自旋磁状态“平行”或“反平行”，所以tmr 会呈现出电阻小或大的双稳态，如 cofeb /。mgo / cofeb 结构的 mtj 能达到约 500% 的tmr 电阻比。
mram 存储单元由一个选通场效应晶体管（selector）和一个 mtj 组成，称为 1t-1mtj 存储单元。“自由” (free)铁磁层的自旋磁状态可以被存储单元邻近的磁场或由被选通的 mtj 通过直流电从“钉扎”铁磁层带入的自旋转移矩 （spin transfer torgue, stt）转换或写入。
用stt转换或写入不仅快速（小于 10ns)，而且写入电流密度较低（小于 10^6 / cm^2)，数据保留时间长（大于10年)。stt- mram 可以微缩存储单元尺寸(6f^2，其中f是指该工艺节点的最小关键尺寸），而且存储次数高达约 10^14。stt-mram 目 前业界积极推动的嵌入式 nvm 存储器，并在未来有望取代dram、sram 和闪速存储器。图示为 mram 的制造工艺流程。
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