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)工業設計的工具，近年來，半導體制造行業內的大型設備工具廠商一直在開發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晶圓的生態系統業已就位。
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。在系統級，這些特性提供了顯著的功耗優勢及更低延遲。
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硬盤驅動器系統到基于全硅(固態硬盤，SSD)的閃存系統的巨大變革中。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，將繼續使整個數據存儲領域脫胎換骨。
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