Investigadores de la Universidad de Tohoku han anunciado la demostración de una celda de memoria de acceso aleatorio magnetoresistivo de alta velocidad spin-orbit-torque SOT compatible con la tecnología Si CMOS de 300 mm.
La demanda de circuitos integrados CI de baja potencia y alto rendimiento se ha incrementado a medida que los dispositivos de inteligencia artificial AI e Internet de las cosas IoT se están adoptando más ampliamente. Con los circuitos integrados actuales, basados exclusivamente en CMOSLas memorias como la memoria Flash incorporada eFlash y la memoria estática de acceso aleatorio SRAM son responsables de una alta proporción del consumo de energía. Con el fin de reducir el consumo de energía mientras se mantiene un alto rendimiento, se han desarrollado intensivamente las memorias magnetorresistivas de acceso aleatorio MRAMLas MRAM de par de transferencia de giro STT-MRAM son las MRAM más desarrolladas. Las principales compañías de semiconductores han anunciado que están listas para la producción en masa de STT-MRAM para el reemplazo de eFlash.
Los investigadores tienen como objetivo reemplazar la SRAM por MRAM. Para el reemplazo de la SRAM, MRAM debe lograr una operación de alta velocidad por encima de 500 MHz. Para satisfacer la demanda, se propuso una MRAM alternativa, llamada MRAM de torque de órbita giratoria SOT-MRAM, que tiene varias ventajas para el funcionamiento a alta velocidad. Debido a estas ventajas, también se ha desarrollado SOT-MRAM; sin embargo, la mayoría de los estudios de laboratorio se centran en los fundamentos de los dispositivos SOT. Para realizar el reemplazo de SRAM por SOT-MRAM, es necesariodemostrar el alto rendimiento de la celda de memoria SOT-MRAM en sustrato CMOS de 300 mm. Además, es necesario desarrollar el proceso de integración para SOT-MRAM, por ejemplo, tolerancia térmica contra el recocido de 400 ° C, que es un requisito del respaldo CMOS estándarproceso de fin de línea.
El equipo de investigación dirigido por los profesores Tetsuo Endoh y Hideo Ohno, el actual presidente de la Universidad de Tohoku, ha desarrollado un proceso de integración para dispositivos SOT compatibles con tecnología CMOS de 55 nm y dispositivos SOT fabricados en sustratos CMOS de 300 mm. El dispositivo SOT recientemente desarrolladoAl mismo tiempo ha logrado una conmutación de alta velocidad a 0,35 ns y un factor de estabilidad térmica E / k suficientemente alto B T? 70 para las aplicaciones de memoria no volátil de alta velocidad con robustez contra el recocido a 400 ° C.Sobre la base de este logro, el equipo de investigación ha integrado el dispositivo SOT con transistores CMOS y finalmente demostró un funcionamiento a alta velocidad en celdas de memoria SOT-MRAM completas.
Estos logros han abordado los problemas para hacer que SOT-MRAM sea práctico para aplicaciones comerciales y, por lo tanto, ofrecen una forma de reemplazar SRAM por SOT-MRAM, lo que contribuirá a la realización de productos electrónicos de alto rendimiento con bajo consumo de energía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :