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可防止自旋注入式MRAM错误写入的读取方式




关键词:MRAMISSCC

  加拿大多伦多大学(University of Toronto)和富士通研究所针对自旋注入式MRAM开发出了高可靠性读取方式,不会轻易出现此前成为课题的错误写入现象(演讲序号:14.1)。富士通研究所等旨在通过此次的技术,以自旋注入式MRAM代替闪存微控制器中的NOR闪存等。

  自旋注入式MRAM是利用了通过向TMR元件等磁性材料中通电,磁化方向就会发生反转这一现象的内存。在读取时向磁性材料中施加电压,并通过流过的电流判断元件的电阻值是高还是低,然后据此判断数据是“1”还是“0”。不过,要想正确判断电阻值的高低,就需要向元件中施加高电压。由于MRAM的元件特性具有不稳定性等原因,原本为了进行读取而流经的电流使磁化方向发生了反转,即发生错误写入问题。

  因此,多伦多大学和富士通研究所对读取方式等进行了如下改进。具体是指,采用了将元件高电阻值和低电阻值之间的中间值负电阻进行并联的电路。负电阻是一种具有提高电压,电流减少这一负性电阻值的元件。此次采用的电路,在TMR元件为高电阻时作为负电阻发挥作用,在低电阻时作为普通电阻发挥作用。由于这种特性才能够以低于原来水平的电压读取电阻值。这样一来,在读取时便可控制磁化方向不发生反转,从而可以防止错误写入。

  此次通过130nm级单层聚乙烯8层金属的CMOS工艺试制了测试芯片。TMR元件在第7层金属层和第8层金属层之间形成。在16Kbit的存储阵列中,形成了此次开发出来的电路。读取时间为8ns,写入时间为9/10ns。内存尺寸为3.25×1.7μm2。(记者:大石 基之)

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