基于90nm CMOS技術(shù)的功能齊全的64Mb DDR3 STT-MRAM

自旋轉(zhuǎn)矩磁阻隨機(jī)存取存儲器（ST-MRAM）有望成為一種快速，高密度的非易失性存儲器，可以增強(qiáng)各種應(yīng)用程序的性能，特別是在用作數(shù)據(jù)存儲中的非易失性緩沖器時設(shè)備和系統(tǒng)。為此，everspin開發(fā)了基于90nmCMOS技術(shù)的全功能64Mb DDR3 STT-MRAM。存儲器以8個存儲區(qū)的配置進(jìn)行組織，可支持1.6Giga Transfers/s（DDR3-1600）。已經(jīng)在800MHz的全64Mb上運(yùn)行了標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存測試，例如March6N模式，其中0失敗超過105個周期。還驗(yàn)證了從0°C到70°C的完整功能，性能沒有明顯變化。這些位是具有MgO隧道勢壘的磁性隧道結(jié)（MTJ）和由CoFeB基合金制成的具有平面內(nèi)磁化強(qiáng)度的磁性自由層，但由于以下原因，平面外各向異性降低了50％以上增強(qiáng)的垂直表面各向異性。

為了實(shí)現(xiàn)64Mb的性能，Everspin開發(fā)了具有低開關(guān)電壓（Vsw），高擊穿電壓（Vbd）和出色的開關(guān)可靠性且分布緊湊的MTJ堆疊。ST開關(guān)分布的σ≈10％，我們發(fā)現(xiàn)與單一高斯分布（誤差率低）的一致性極好。對于我們優(yōu)化的材料，Vsw/Vbd≈0.3，而Vsw和Vbd之間的間距約為25σ。磁化反轉(zhuǎn)的能壘（Eb）既使用隨時間變化的矯頑力，又使用較高的溫度來加速反轉(zhuǎn)。