磁性随机存储器中的电流磁场分布模型

根据磁性随机存储器(MRAM)设计的实际需要,建立了MRAM中相互垂直的字线和位线电流所产生的磁场的解析分布模型。利用该模型讨论了存储单元与位线间距离(d1),字、位线宽度(w)及字、位线厚度(t)对存储单元自由层表面磁场分布的影响。结果表明,d1或w增大时,自由层表面磁场的强度及非均匀程度都减小。t增大时,自由层表面磁场的强度及非均匀程度都增大。其中d1对磁场分布的影响程序是最大的。该模型为MRAM更精确的器件模拟及器件结构的优化设计工作提供了必要的基础。

磁性随机存储器的发展及其缓存应用

随着半导体工艺的进步,晶体管尺寸不断缩小,阈值电压随之下降,传统静态随机存储器的静态功耗逐渐成为系统的瓶颈。而新兴的磁性随机存储器由于具有密度高、极低的漏电流、非易失等特性,成为了后摩尔时代解决静态功耗作为工作存储器的有力竞争者。基于此,本文介绍了MRAM的特性,调研了近三年的MRAM芯片研究成果,重点阐述了MRAM应用于处理器中多级缓存的情况。最后,本文提出了基于非易失存储器的评估工具,实现对缓存性能的评估。

磁性随机存储器的研究进展

通过分析磁性随机存储器(MRAM)的基本原理,及其与现有的静态存储器(SRAM)、动态存储器(DRAM)和快闪存储器(Flash)的性能比较,探讨了MRAM作为下一代新型存储器的应用前景.

磁性随机存储器推出

美国Freescale公司推出首款商品化磁性随机存储器产品，可以适用于众多新应用，包括网络、数据存储、汽车部件以及IT安全。该公司是业界首家推出高速、非易失MRAM（磁性随机存储）技术的公司，并已经开始批量生产采用这项技术的产品。

应用于STT-MRAM存储器的高可靠灵敏放大器设计

自旋转移矩磁性随机存储器(STT-MRAM)以其非易失性、速度快、数据保持时间长等优势被认为是最有潜力的新型存储技术之一。然而,由于磁性隧道结(MTJ)的温度相关性,其隧穿磁阻率(TMR)在高温下会变低,对高可靠灵敏放大器的设计提出了更高的要求。基于2T-2MTJ存储单元,设计了一款可以工作在宽温度范围内的高灵敏度放大器。在-40~125℃的温度范围内,该灵敏放大器在TMR为50%时仍具有较高的灵敏度,保证了STT-MRAM的读可靠性。

几种新型非易失存储器的原理及发展趋势

介绍几种有发展潜力的新型非易失存储器的原理,如铁电存储器、磁性随机存储器、相变存储器和阻变存储器等,并在性能方面作了对比,最后对存在的问题和发展趋势进行了分析。

几种新型非易失性存储器

本文简单介绍了铁电存储器、磁性随机存储器和相变存储器这三种比较有发展潜力存储器的原理、研究进展及存在的问题等。

形状各向异性对自旋霍尔存储器件特性的影响

为了能够分析横向尺寸小于100nm的平面自旋霍尔存储单元的器件特性,通过引入椭圆薄膜磁体的退磁因子,建立了能够准确分析单元形状各向异性影响的宏自旋模型;给出了自由层磁矩脱离平衡态与反转的阈值电流密度表达式,并通过宏自旋模拟与微磁模拟验证了表达式的正确性;进一步分析了存储单元热稳定性,以及室温下的阈值反转电流密度与自由层形状的关系。研究表明,上述关键性能指标可以通过合理设计自由层几何结构得到有效提升。

存储器的“完美主义”——MRAM

MRAM（Magnetic RandomAccess Memory）是一种非挥发性的磁性随机存储器。这是一种创新的存储器技术,它与传统的DRAM、SRAM的工作原理完全不同。它采用两块纳米级铁磁体,在界面上用一个非磁金属层或绝缘层来夹持一个金属导体的结构。通过改变两块铁磁体的方向,下面的导体的磁致电阻（magnetoresistance）就会发生变化。电阻一旦变大,通过它的电流就会变小,反之亦然。

Memoir Systems:开创存储器变革新篇章

当前，存储器发展的一个方向是朝着“利用新的物理规律，研发新的存储器结构”迈进，如相变存储器，电熔断存储器，阻抗存储器．磁性随机存储器MRAM等等，这一方向极人地丰富了现有存储器的种类，展现了繁多的存储器特色，但有两个缺陷是致命的：与CMOS工艺兼容性，生产效率。最近有一个新的趋势渐渐浮出水面，那就是算法存储器（Algorithmic Memory）。这是一种新的思路，

日本东北大学研制出一项新结构的磁存储装置

日本东北大学的大野英男教授和俊介富卡米副教授的研究小组利用自旋轨道-转矩感应磁化转换研制出一项新结构的磁存储装置。这二十多年,在开发磁性随机存储器（MRAMs）方面付诸了巨大的努力,其存储信息是作为磁体的磁化方向。

抗辐照MRAM研究进展

新型非易失磁性随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有读写速度快、数据保持时间长、功耗低等优点,引起了研究人员的广泛关注。其优异的抗辐照能力被人们深入挖掘,有望进一步应用于航天等领域。本文回顾了MRAM的产业化发展历程、技术变革及应用情况,列举了近年成熟的MRAM产品,对不同的代际MRAM的优缺点进行了剖析;对MRAM核心存储单元——磁隧道结(magnetic tunnel junction,MTJ)和外围基于互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)的读写电路的辐射效应分别进行了探讨;总结了近年来MRAM抗辐照加固设计方面的最新成果;对抗辐照MRAM在航空航天领域甚至核能领域的发展前景进行了展望。

巨磁电阻应用的现状与展望

介绍了巨磁电阻材料在高密度读出磁头、磁传感器、磁性随机存储器等领域的应用。

从物理发现到成功应用——兼谈2007年度诺贝尔物理学奖授予巨磁电阻效应发现者

法国科学家Albert Fert和德国科学家Peter Grünberg因发现巨磁电阻效应(GMR)而获得2007年度诺贝尔物理学奖。通过介绍他们的突出贡献及该领域的其他相关重要工作,梳理了近20年时间里,巨磁电阻效应和隧穿磁电阻效应(TMR)从物理发现到人工制备和优化多种纳米磁性多层膜、磁性隧道结(MTJ)材料,以及被成功应用于计算机磁读头、磁随机存储器和多种磁敏传感器的发展历程,展现了该领域现阶段有重要应用前景的一些热点课题。

STT-MRAM存储器的研究进展

基于自旋转移矩的磁性随机存储器(Spin Transfer Torque-Based Magnetoresistive RAM,STT-MRAM)具有非易失性、可无限擦写和快速写入等优点而有望成为下一代低功耗通用存储器.尤其是近年来STT-MRAM商用芯片的成功问世进一步推动了该器件的研究与应用.本文首先阐述了MRAM的基本原理与发展历程,着重介绍了写入技术的演变以及磁各向异性的改善.然后总结了近期在3个领域的研究成果:(1)学术界开展了大量研究以探讨制备工艺和器件结构等因素对界面垂直磁各向异性的影响;(2)CoFeB-MgO双界面结构被提出,该结构在不增大写入电流的前提下增强了磁隧道结的热稳定性势垒;(3)新兴的自旋轨道矩写入方式引起了广泛的关注,该技术有望解决传统自旋转移矩所面临的速度瓶颈和势垒击穿风险.最后,本文扼要地介绍了STT-MRAM在芯片设计领域的最新进展.

菱形NiFe薄膜单元的自发磁化及剩磁状态的研究

利用微磁学方法系统研究了纳米尺度的NiFe薄膜菱形单元的自发磁化状态及剩磁状态。研究结果表明,在不同的尺寸下,菱形单元将有不同的自发磁化状态及剩磁状态。在单元的长宽尺寸小于某个临界尺寸时,菱形单元结构呈现单畴态。同时还分析了菱形NiFe单元作为磁性随机存储器(MRAM)存储单元时的要求。

MRAM空间粒子辐射效应关键技术研究

磁性随机存储器(MRAM)以其天然的抗辐射特性逐渐成为宇航电子系统的核心元器件之一。围绕MRAM空间粒子辐射效应关键技术,对MRAM辐射效应的研究背景、物理机制、研究方法等内容进行了论述。目前对MRAM的辐射效应研究主要集中在对商用MRAM芯片的辐射性能进行辐射实验评价,评价内容主要包括质子、中子、γ射线等空间粒子对芯片存储数据翻转率的影响。借助于TEM、AFM、XRR及探针等技术对辐射前后的磁隧道结(MTJ)的界面态进行表征,探究离子辐射对MTJ内部结构的影响,揭示出辐射损伤物理机制。除了辐射实验及电镜表征外,通过创建MTJ的电路或TCAD模型,模拟外围读写电路的辐射效应,可以实现整个MRAM芯片的抗辐射性能评估,同时也可以降低重复试验的成本,提高研究效率。

Everspin科技推出更高容量MRAM产品16 MB MRAM正式问世

磁性随机存储器（MRAM）和集成磁（Integrated Magnetic）产品的领导厂商Everspin科技公司日前推出16MB MRAM，进一步强化了该公司在MRAM领域的领导地位。现在，所有需要无电数据保持以及SRAM性能的应用都可使用具有非挥发性、高性能以及高可靠性优势的MRAM技术。