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MRAM是一種非易失性的磁性隨機存儲器。所謂“非易失性”是指掉電后﹐仍可以保持存儲內容完整,此功能與Flash閃存相同;而“隨機存取”是指處理器讀取資料時(shí),不定要從頭開(kāi)始,隨時(shí)都可用相同的速率,從內存的任何位置讀寫(xiě)信息。MRAM芯片中的存儲單元采用磁隧道結(MTJ)結構來(lái)進(jìn)行數據存儲。 MTJ由固定磁層﹑薄絕緣隧道隔離層和自由磁層組成。當向MTJ施加偏壓時(shí)，被磁層極化的電子會(huì )通過(guò)一個(gè)稱(chēng)為“穿遂”的過(guò)程，穿透絕緣隔離層。當自由層的磁矩與固定層平行時(shí)，MTJ結構具有低電阻;而當自由層的磁矩方向與固定層反向平行(anti- parallel)時(shí)，則具有高電阻。隨著(zhù)設備磁性狀態(tài)的改變,電阻也會(huì )變化，這種現象就稱(chēng)為“磁阻”，“磁阻”RAM也因此得名。 與大部分其他半導體存儲器芯片技術(shù)不同，MRAM中的數據以一種磁性狀態(tài)(而不是電荷)存儲,并且通過(guò)測量電阻來(lái)感應,不會(huì )干擾磁性狀態(tài)。采用磁性狀態(tài)存儲有2個(gè)主要優(yōu)點(diǎn): ①磁場(chǎng)極性不像電荷那樣會(huì )隨著(zhù)時(shí)間而泄漏,因此即使在斷電的情況下,也能保持信息﹔ ②在兩種狀態(tài)之間轉換磁場(chǎng)極性時(shí),不會(huì )發(fā)生電子和原子的實(shí)際移動(dòng),這樣也就不會(huì )有所謂的失效機制。在MRAM芯片中使用的磁阻結構非常類(lèi)似于在硬盤(pán)中使用的讀取方式。 MRAM單元有兩條寫(xiě)人線(xiàn),還有讀取電流的路徑。晶體管導通用于檢測(讀取)，截止用于編程(寫(xiě)人)。為了制造高密度存儲器，MRAM單元排列在個(gè)陣列中,每個(gè)寫(xiě)入線(xiàn)橫跨數百數千個(gè)位，另有用于進(jìn)行交叉點(diǎn)寫(xiě)人的數據線(xiàn)和位線(xiàn)，以及字線(xiàn)控制的隔離晶體管。在寫(xiě)人操作中,電流脈沖通過(guò)數據線(xiàn)和位線(xiàn),只寫(xiě)入處在兩線(xiàn)交叉點(diǎn)上的位。在讀取操作中，目標位的絕緣晶體管被打開(kāi),MTJ上施加偏壓后﹐將產(chǎn)生的電流與參考值進(jìn)行比較﹐以確定電阻狀態(tài)是低還是高。 |
| MRAM是一種非易失性的磁性隨機存儲器。所謂“非易失性”是指掉電后﹐仍可以保持存儲內容完整,此功能與Flash閃存相同;而“隨機存取”是指處理器讀取資料時(shí),不定要從頭開(kāi)始,隨時(shí)都可用相同的速率,從內存的任何位置讀寫(xiě)信息。MRAM芯片中的存儲單元采用磁隧道結(MTJ)結構來(lái)進(jìn)行數據存儲。 |
