מעניין

מהי טכנולוגיית זיכרון MRAM

מהי טכנולוגיית זיכרון MRAM


זיכרון RAM התנגדות למגנטו, זיכרון RAM מגנטי או סתם MRAM הם סוג של טכנולוגיית זיכרון עם גישה אקראית לא נדיפה המשתמשת במטענים מגנטיים כדי לאחסן נתונים במקום מטענים חשמליים.

לטכנולוגיית זיכרון MRAM יש גם יתרון בכך שמדובר בטכנולוגיית צריכת חשמל נמוכה מכיוון שהיא אינה דורשת כוח כדי לשמור על הנתונים כמו במקרה של טכנולוגיות זיכרון רבות אחרות.

בעוד שטכנולוגיית זיכרון MRAM ידועה כבר למעלה מעשר שנים, רק לאחרונה ניתן היה לייצר את הטכנולוגיה בכמויות גדולות. זה הביא כעת את טכנולוגיית MRAM לנקודה בה היא כדאית מבחינה מסחרית.

מה זה MRAM: יסודות

טכנולוגיית MRAM שונה לחלוטין מכל טכנולוגיית מוליכים למחצה אחרת הנמצאת בשימוש כיום והיא מציעה מספר יתרונות:

  • טכנולוגיית זיכרון MRAM שומרת על הנתונים שלה בעת הסרת החשמל
  • הוא מציע מהירות כתיבה גבוהה יותר לקריאה בהשוואה לטכנולוגיות אחרות, כולל פלאש ו- EEPROM
  • צורכת רמת כוח נמוכה יחסית
  • נתוני MRAM אינם מתדרדרים לאורך זמן

לפיתוח הזיכרון החדש של MRAM יש חשיבות עצומה. כמה יצרנים חקרו את הטכנולוגיה, אך פריסקייל הייתה החברה הראשונה שפיתחה את הטכנולוגיה מספיק בכדי לאפשר את ייצורה בקנה מידה גדול. עם זאת, הם כבר התחילו לבנות מלאי זיכרונות של 4 מגה ביט המהווים את ההצעה הראשונה שלהם, עם זיכרונות גדולים יותר.

מבנה ייצור MRAM

אחת הבעיות העיקריות בטכנולוגיית זיכרון MRAM פיתחה מבנה MRAM מתאים שיאפשר לייצר את הזיכרונות בצורה מספקת. מגוון רחב של מבנים וחומרים נחקר כדי להשיג את המבנה האופטימלי.

כמה מבני פיתוח טכנולוגיות זיכרון מוקדמים של MRAM השתמשו בצמתים מפוברקים תוך שימוש במיקום מבוקר של מחשב של עד 8 מסכות צל מתכות שונות. המסכות הונחו ברציפות על כל רקיק של עד עשרים ופלים בקוטר 1 אינץ 'עם דיוק מיקום של כ- 40 מיקרומטר. על ידי שימוש במסכות שונות ניתן לעצב בין 10 ל 74 צמתים בגודל של כ 80 x 80 מיקרומטר על כל רקיק.

מחסום המנהרה נוצר על ידי חמצון פלזמה במקום של שכבת אל דקה שהופקדה בטמפרטורת הסביבה. בעזרת טכניקה זו נראו רמות שונות של שונות בהתנגדות עקב השפעות התנגדות למגנטו. נערכו חקירות לתלות MR במתכות הפרומגנטיות הכוללות את האלקטרודות.

היה צפוי שגודל ה- MR יהיה תלוי במידה רבה בממשק שבין מחסום המנהרה לבין האלקטרודות המגנטיות. עם זאת נמצא כי ניתן להכניס שכבות עבות של מתכות לא פרומגנטיות מסוימות בין מחסום המנהרה לבין האלקטרודה המגנטית מבלי להרוות את אפקט ה- MR. עם זאת נמצא כי ה- MR מרווה על ידי חמצון לא שלם של שכבת אל.

פעולת MRAM

פעולת זיכרון המוליכים למחצה החדשה מבוססת סביב מבנה המכונה צומת מנהרה מגנטית (MJT). מכשירים אלה מורכבים מכריכים של שתי שכבות פרומגנטיות המופרדות על ידי שכבות בידוד דקות. זרם יכול לזרום על פני הכריך ונובע מפעולת מנהרה ועוצמתו תלויה ברגעים המגנטיים של השכבות המגנטיות. שכבות תא הזיכרון יכולות להיות זהות כאשר אומרים שהן מקבילות, או בכיוונים מנוגדים כאשר נאמר שהן אנטי-מקבילות. נמצא שהזרם גבוה יותר כאשר השדות המגנטיים מיושרים זה לזה. באופן זה ניתן לזהות את מצב השדות.

צומת מנהרות מגנטיות (MTJ) של ה- MRAM כוללים כריכים של שתי שכבות פרומגנטיות (FM) המופרדות על ידי שכבת בידוד דקה המשמשת כמחסום מנהרה. במבנים אלה זרם התחושה זורם בדרך כלל במקביל לשכבות המבנה, הזרם מועבר בניצב לשכבות כריך ה- MTJ. ההתנגדות של כריך MTJ תלויה בכיוון המגנטיות של שתי השכבות הפרומגנטיות. בדרך כלל, ההתנגדות של ה- MTJ היא הנמוכה ביותר כאשר רגעים אלה מיושרים במקביל זה לזה, והיא הגבוהה ביותר כאשר הם אנטי-מקבילים.

כדי לקבוע את מצב תא הזיכרון מועבר זרם כתיבה דרך המבנה. זה גבוה מספיק בכדי לשנות את כיוון המגנטיות של השכבה הדקה, אך לא את העבה יותר. לאחר מכן משתמשים בזרם תחושה קטן יותר שאינו הרס לגילוי הנתונים המאוחסנים בתא הזיכרון.

זיכרון MRAM הופך זמין ממספר חברות. התפתחותה מראה כי טכנולוגיית הזיכרון נעה קדימה כדי לעמוד בקצב הדרישות התובעניות יותר ויותר של מערכות מבוססות מחשב ומעבד לזיכרון רב יותר. למרות שזה יחסית חדש בשוק ה- MRAM, זיכרון RAM magnetoresistive, כאשר מסתכלים על מה זה MRAM, ניתן לראות שיש לו כמה יתרונות משמעותיים להציע.


צפו בסרטון: בחירת זכרון ראם המתאים לי RAM memory (דֵצֶמבֶּר 2021).