Menarik

Apa itu Teknologi Memori MRAM

Apa itu Teknologi Memori MRAM


Magneto-resistive RAM, Magnetic RAM atau hanya MRAM adalah bentuk teknologi memori akses acak non-volatile yang menggunakan muatan magnetis untuk menyimpan data, bukan muatan listrik.

Teknologi memori MRAM juga memiliki keuntungan karena merupakan teknologi berdaya rendah karena tidak memerlukan daya untuk memelihara data seperti yang terjadi pada banyak teknologi memori lainnya.

Meskipun teknologi memori MRAM telah dikenal selama lebih dari sepuluh tahun, baru belakangan ini teknologi tersebut dapat diproduksi dalam volume besar. Ini sekarang telah membawa teknologi MRAM ke titik yang memungkinkan secara komersial.

Apa itu MRAM: dasar

Teknologi MRAM sangat berbeda dengan teknologi semikonduktor lainnya yang saat ini digunakan dan menawarkan sejumlah keuntungan:

  • Teknologi memori MRAM menyimpan datanya saat daya dilepas
  • Ini menawarkan kecepatan baca tulis yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan teknologi lain termasuk Flash dan EEPROM
  • Menggunakan tingkat daya yang relatif rendah
  • Data MRAM tidak menurun seiring waktu

Perkembangan memori MRAM baru sangat penting. Beberapa pabrikan telah meneliti teknologinya, tetapi Freescale adalah perusahaan pertama yang mengembangkan teknologinya secara memadai untuk memungkinkannya diproduksi dalam skala besar. Dengan pemikiran ini, mereka sudah mulai mengumpulkan stok memori 4 megabit yang merupakan persembahan pertama mereka, dengan memori yang lebih besar untuk menyusul.

Struktur & fabrikasi MRAM

Salah satu masalah utama dengan teknologi memori MRAM adalah mengembangkan struktur MRAM yang sesuai yang akan memungkinkan memori diproduksi dengan memuaskan. Berbagai macam struktur dan material telah diteliti untuk mendapatkan struktur yang optimal.

Beberapa struktur pengembangan teknologi memori MRAM awal menggunakan sambungan yang dibuat menggunakan penempatan yang dikontrol komputer hingga 8 topeng bayangan logam yang berbeda. Topeng ditempatkan secara berturut-turut pada salah satu dari wafer berdiameter hingga dua puluh 1 inci dengan akurasi penempatan sekitar ± 40 µm. Dengan menggunakan topeng yang berbeda, antara 10 sampai 74 sambungan dengan ukuran kira-kira 80 x 80 µm dapat dibentuk pada setiap wafer.

Penghalang terowongan dibentuk oleh oksidasi plasma in-situ dari lapisan Al tipis yang diendapkan pada suhu kamar. Dengan menggunakan teknik ini, tingkat variasi yang besar dalam resistensi karena efek resistif magneto terlihat. Investigasi terhadap ketergantungan MR pada logam feromagnetik yang terdiri dari elektroda telah dilakukan.

Telah diantisipasi bahwa besaran MR akan sangat bergantung pada antarmuka antara penghalang terowongan dan elektroda magnetis. Namun ditemukan bahwa lapisan tebal logam non-feromagnetik tertentu dapat disisipkan di antara penghalang terowongan dan elektroda magnet tanpa menghilangkan efek MR. Namun ditemukan bahwa MR dipadamkan dengan oksidasi yang tidak sempurna dari lapisan Al.

Operasi MRAM

Pengoperasian memori semikonduktor baru didasarkan pada struktur yang dikenal sebagai sambungan terowongan magnet (MJT). Perangkat ini terdiri dari sandwich dari dua lapisan feromagnetik yang dipisahkan oleh lapisan isolasi tipis. Arus dapat mengalir melintasi sandwich dan muncul dari aksi tunneling dan besarnya tergantung pada momen magnet dari lapisan magnet. Lapisan sel memori bisa sama jika dikatakan paralel, atau berlawanan arah jika dikatakan antiparalel. Diketahui bahwa arus lebih tinggi ketika medan magnet sejajar satu sama lain. Dengan cara ini dimungkinkan untuk mendeteksi status bidang.

Magnetic tunnel junctions (MTJ) dari MRAM terdiri dari sandwich dua lapisan feromagnetik (FM) yang dipisahkan oleh lapisan isolasi tipis yang bertindak sebagai penghalang terowongan. Dalam struktur ini arus penginderaan biasanya mengalir sejajar dengan lapisan struktur, arus dilewatkan tegak lurus ke lapisan sandwich MTJ. Hambatan sandwich MTJ tergantung pada arah magnetisme dari dua lapisan feromagnetik. Biasanya, resistansi MTJ paling rendah ketika momen-momen ini sejajar satu sama lain, dan tertinggi saat antiparalel.

Untuk menyetel status sel memori, arus tulis dilewatkan melalui struktur. Ini cukup tinggi untuk mengubah arah magnet dari lapisan tipis, tetapi bukan yang lebih tebal. Arus sensor non-destruktif yang lebih kecil kemudian digunakan untuk mendeteksi data yang disimpan dalam sel memori.

Memori MRAM menjadi tersedia dari sejumlah perusahaan. Perkembangannya menunjukkan bahwa teknologi memori bergerak maju untuk mengimbangi kebutuhan yang semakin menuntut dari sistem berbasis komputer dan prosesor untuk lebih banyak memori. Meskipun MRAM relatif baru di pasaran, RAM magnetoresistif, ketika melihat apa itu MRAM, dapat dilihat memiliki beberapa keuntungan signifikan yang ditawarkan.


Tonton videonya: Magnetoresistive Random-Access Memory MRAM (September 2021).