Wat is STT-MRAM?

MRAM die schrijft door met het spin-transfer-torque van een spingepolariseerde stroom de magnetisatie van de opslaglaag van een MTJ om te keren. Wordt in massaproductie gemaakt als ingebouwd niet-vluchtig geheugen.

Japanse benaming: STT-MRAM

“STT-MRAM” komt voor in 4 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Opkomende geheugentechnologieën.

Vakgebied: Opkomende geheugentechnologieën

Nu oefenen: vragen over STT-MRAM

Welke uitspraak over de schrijfmethode van STT-MRAM is juist?

  1. AEr wordt alleen geschreven met het magnetische veld van een externe spoel
  2. BEr wordt geschreven door bestraling met ultraviolet licht
  3. CDe magnetisatie wordt omgekeerd door spin-transfer torque van een spingepolariseerde stroom
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. De magnetisatie wordt omgekeerd door spin-transfer torque van een spingepolariseerde stroom

Bij STT-MRAM wordt een stroom door de MTJ gestuurd. Elektronen waarvan de spin in de referentielaag is uitgelijnd dragen impulsmoment over aan de opslaglaag (spin-transfer torque), waardoor de magnetisatie omklapt. De stroomrichting bepaalt of 0 of 1 wordt geschreven. Bij vroege MRAM met een extern magnetisch veld was bij kleinere elementen een grotere stroom nodig, maar bij STT schaalt de schrijfstroom mee met het oppervlak van het element. STT leent zich daardoor goed voor verkleining en is nu de hoofdstroom.

Waarom zijn MTJ's met een loodrecht op het filmvlak gerichte magnetisatie (perpendiculaire MTJ) in recente STT-MRAM de hoofdstroom geworden?

  1. AOmdat voor de fabricage geen magnetische materialen meer nodig zijn
  2. BOmdat de thermische stabiliteit ook bij verkleining gemakkelijker behouden blijft en de schrijfstroom ook gemakkelijker kan worden verlaagd
  3. COmdat voor het uitlezen licht kan worden gebruikt
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Omdat de thermische stabiliteit ook bij verkleining gemakkelijker behouden blijft en de schrijfstroom ook gemakkelijker kan worden verlaagd

Bij MTJ's met magnetisatie in het filmvlak wordt de magnetisatierichting gestabiliseerd door de vorm van het element, bijvoorbeeld een ellips, zodat de stabiliteit bij verkleining niet te behouden is. Bij perpendiculaire MTJ's wordt de magnetisatie gestabiliseerd door de perpendiculaire magnetische anisotropie die onder meer aan het grensvlak tussen CoFeB en MgO ontstaat. Daardoor is ook bij kleine, ronde elementen thermische stabiliteit te waarborgen en kan de schrijfstroom klein zijn. Deze materiaaltechnologie maakte massaproductie van STT-MRAM mogelijk (tweede helft van de jaren 2010).

“STT-MRAM” in de toelichting

Vragen met “STT-MRAM” (4)

  1. Welke uitspraak over de schrijfmethode van STT-MRAM is juist?
  2. Waarom zijn MTJ's met een loodrecht op het filmvlak gerichte magnetisatie (perpendiculaire MTJ) in recente STT-MRAM de hoofdstroom geworden?
  3. Welke uitspraak over het ontwerpprobleem dat voortvloeit uit het stochastische karakter van het schrijven in STT-MRAM is juist?
  4. Waarom moet de grootte van de leesstroom in STT-MRAM worden beperkt?

Verwante termen

Magnetische tunnelovergang (MTJ) MRAM Numerieke apertuur (NA) ECC (foutcorrigerende code) Read disturb 3D XPoint Chalcogeniden Crosspoint-geheugen FeFET (ferro-elektrische transistor) FeRAM (ferro-elektrisch geheugen)

Naar de woordenlijst