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STT-MRAM制造技術解析

2018-03-09 11:25:56

在典型的STT-MRAM整合工藝中,MTJ夾在兩個金屬層之間所以需要兩個額外掩膜。而早期的工藝依賴為硬盤驅動器(HDD)工業(yè)設計的工具,近年來,半導體制造行業(yè)內的大型設備工具廠商一直在開發(fā)300mm晶圓生產所需的關鍵的沉積和蝕刻工具。因此,現在以40nm以下工藝制造大容量300mm STT-MRAM晶圓的生態(tài)系統(tǒng)業(yè)已就位。
 
STT-MRAM的一個關鍵特殊是它使用標準的CMOS晶體管,而且MTJ處理是在生產線后端(BEOL)完成的。這使得制造過程是無縫的,因此同時適用于離散式和嵌入式兩種應用的大容量、低成本生產。
 
應用
 
作為一種獨立的存儲器件,基于其更高速度、更低延遲、可擴展性和無限使用壽命等特性,STT-MRAM被用于取代SRAM、DRAM和NOR閃存。STT-MRAM不像DRAM那樣需要功率刷新,且其讀出過程是不破壞之前已存儲數據的。在系統(tǒng)級,這些特性提供了顯著的功耗優(yōu)勢及更低延遲。
 
當今,許多的SoC、CPU和GPU內,50%至80%的芯片面積被存儲器占用。這種嵌入式存儲器大多傾向于使用四或六個晶體管的SRAM。與其相比,STT-MRAM使用一個晶體管。為節(jié)省芯片空間,最新的CPU也在整合進e-DRAM,雖然其工藝實現會十分困難。因STT-MRAM可采用標準CMOS實現,所以可輕松實施整合,因此非常適合這類應用。
 
STT-MRAM大大減小了芯片尺寸,同時提供了接近邏輯處理速度的高速NVM。可以預期,該技術可提供更低成本、更快啟動時間、以及一系列新功能,因此非常適用于移動和存儲設備應用。
 
企業(yè)存儲是基于pMTJ的STT-MRAM的主要應用場合。存儲陣列和數據中心正處于從舊的傳統(tǒng)硬盤驅動器系統(tǒng)到基于全硅(固態(tài)硬盤,SSD)的閃存系統(tǒng)的巨大變革中。同時,軟件定義數據中心、網絡和存儲在與虛擬化結合起來,在未來幾年,將繼續(xù)使整個數據存儲領域脫胎換骨。
 
 
本文關鍵詞:STT-MRAM

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