🔬 Память. MRAM
Как улучшить MRAM?
В статье "Субвольтовое переключение наноразмерных управляемых напряжением перпендикулярных магнитных туннельных переходов", опубликованной 14 ноября в журнале Communications Materials, Педрам Халили из Northwestern Engineering рассматривает две области, в которых разработчики сталкиваются с серьезными проблемами: плотность (бит на единицу площади) и энергия (энергия на операцию).
Ключевая новая технология, которая может дать возможность технологического развития, это магнитная память с произвольным доступом (MRAM), которая сочетает скорость, долговечность и энергонезависимость, что делает ее привлекательной альтернативой для существующей и других видов появляющейся памяти.
Группа Халили активно занимается разработкой материалов и устройств для создания MRAM. Один из подходов к созданию MRAM - это память, управляемая электрическими токами. Разработчики памяти на этом принципе сталкиваются двумя ограничениями - насколько малой может быть энергия на операцию и насколько близко друг к другу можно разместить ячейки, при том, что окружающие транзисторы должны быть достаточно большими, чтобы обеспечить необходимую силу тока.
Халили и его команда разработали альтернативную технологию MRAM (VCM), которая не использует электрические токи для переключения состояния ячеек магнитной памяти.
Эта технология позволяет масштабировать MRAM до гораздо более высокой плотности, что сейчас и требуется от устройств твердотельной памяти. Разработка VCM еще не завершена. Пока что проблемой является то, что экспериментальным устройствам MRAM VCM для переключения нужно около 2 В или более, что считается слишком большим показателем, поскольку современные микросхемы работают с напряжением менее 1 В.
Команда Халили разработала новую структуру материала для MRAM VCM с более высокой чувствительностью магнитных свойств к приложенному напряжению, что позволяет переключать состояния ячеек при меньшем напряжении, чем ранее. Важно отметить, что эта структура одновременно обладает другими важными атрибутами запоминающего устройства, включая высокий коэффициент включения/выключения (коэффициент туннельного магнитного сопротивления - TMR), и способностью выдерживать высокие температуры обработки.
В результате ученым удалось показать переключение VCM напряжением менее 1 В. Кроме того, была возможность организовать сравнительно плотную структуру VCM с размером 30 нм.
Это открывает дорогу к попыткам коммерческого внедрения технологии MRAM для создания элементов современной памяти. Кроме того, из-за высокой чувствительности магнитных свойств к приложенном напряжению, новая структура может быть использована в различных магнитных наноустройствах, например, в датчиках магнитного поля, в микроволновых детекторах, устройствах сбора энергии в сверхмаломощных системах.
#микроэлектроника #полупроводники #устройствапамяти #MRAM #память #технологии
Как улучшить MRAM?
В статье "Субвольтовое переключение наноразмерных управляемых напряжением перпендикулярных магнитных туннельных переходов", опубликованной 14 ноября в журнале Communications Materials, Педрам Халили из Northwestern Engineering рассматривает две области, в которых разработчики сталкиваются с серьезными проблемами: плотность (бит на единицу площади) и энергия (энергия на операцию).
Ключевая новая технология, которая может дать возможность технологического развития, это магнитная память с произвольным доступом (MRAM), которая сочетает скорость, долговечность и энергонезависимость, что делает ее привлекательной альтернативой для существующей и других видов появляющейся памяти.
Группа Халили активно занимается разработкой материалов и устройств для создания MRAM. Один из подходов к созданию MRAM - это память, управляемая электрическими токами. Разработчики памяти на этом принципе сталкиваются двумя ограничениями - насколько малой может быть энергия на операцию и насколько близко друг к другу можно разместить ячейки, при том, что окружающие транзисторы должны быть достаточно большими, чтобы обеспечить необходимую силу тока.
Халили и его команда разработали альтернативную технологию MRAM (VCM), которая не использует электрические токи для переключения состояния ячеек магнитной памяти.
Эта технология позволяет масштабировать MRAM до гораздо более высокой плотности, что сейчас и требуется от устройств твердотельной памяти. Разработка VCM еще не завершена. Пока что проблемой является то, что экспериментальным устройствам MRAM VCM для переключения нужно около 2 В или более, что считается слишком большим показателем, поскольку современные микросхемы работают с напряжением менее 1 В.
Команда Халили разработала новую структуру материала для MRAM VCM с более высокой чувствительностью магнитных свойств к приложенному напряжению, что позволяет переключать состояния ячеек при меньшем напряжении, чем ранее. Важно отметить, что эта структура одновременно обладает другими важными атрибутами запоминающего устройства, включая высокий коэффициент включения/выключения (коэффициент туннельного магнитного сопротивления - TMR), и способностью выдерживать высокие температуры обработки.
В результате ученым удалось показать переключение VCM напряжением менее 1 В. Кроме того, была возможность организовать сравнительно плотную структуру VCM с размером 30 нм.
Это открывает дорогу к попыткам коммерческого внедрения технологии MRAM для создания элементов современной памяти. Кроме того, из-за высокой чувствительности магнитных свойств к приложенном напряжению, новая структура может быть использована в различных магнитных наноустройствах, например, в датчиках магнитного поля, в микроволновых детекторах, устройствах сбора энергии в сверхмаломощных системах.
#микроэлектроника #полупроводники #устройствапамяти #MRAM #память #технологии