什麼是STT-MRAM

利用自旋極化電流所具有的自旋轉移力矩,使 MTJ 記錄層的磁化翻轉來寫入的 MRAM。已作為嵌入式非揮發性記憶體量產。

日文名稱: STT-MRAM

「STT-MRAM」出現在1領域的4道練習題中(新世代記憶體等)。

這個名詞所屬的領域: 新世代記憶體

練習STT-MRAM的題目

STT-MRAM 寫入資訊的方法,下列何者正確?

  1. A僅以外部線圈產生的磁場寫入
  2. B照射紫外線寫入
  3. C以自旋極化電流產生的自旋轉移力矩使磁化反轉
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正確答案:C. 以自旋極化電流產生的自旋轉移力矩使磁化反轉

STT-MRAM 對 MTJ 通以電流,在參考層中自旋方向一致的電子,把角動量傳給記錄層(自旋轉移力矩),使磁化反轉。以電流的方向分別寫入 0 與 1。以外部磁場寫入的早期 MRAM,元件越小所需電流越大,而 STT 的寫入電流會隨元件面積成比例減小,適合微縮,是目前的主流。

近年的 STT-MRAM 中,磁化方向垂直於膜面的 MTJ(垂直磁化 MTJ)成為主流,其理由下列何者正確?

  1. A製造時不再需要磁性材料
  2. B即使微縮也容易保持熱穩定性,寫入電流也容易降低
  3. C讀取時可以使用光
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正確答案:B. 即使微縮也容易保持熱穩定性,寫入電流也容易降低

磁化在膜面內的 MTJ,靠橢圓形等元件的形狀來穩定磁化方向,因此縮小後就無法維持穩定性。垂直磁化 MTJ 則靠 CoFeB 與 MgO 界面等處產生的垂直磁異向性來穩定磁化,所以即使是圓形的小元件也能確保熱穩定性,寫入電流也能降低。這項材料技術使 STT-MRAM 得以量產(2010 年代後半)。

解析中的「STT-MRAM」

出現「STT-MRAM」的題目(4題)

  1. STT-MRAM 寫入資訊的方法,下列何者正確?
  2. 近年的 STT-MRAM 中,磁化方向垂直於膜面的 MTJ(垂直磁化 MTJ)成為主流,其理由下列何者正確?
  3. STT-MRAM 的寫入具有機率性質,由此造成的設計上課題,下列何者正確?
  4. STT-MRAM 中,必須限制讀取電流大小的理由,下列何者正確?

相關名詞

磁性穿隧接面(MTJ) MRAM ECC(錯誤更正碼) 讀取干擾 3D XPoint 交叉點型記憶體 記憶體內運算 硫族化合物 電鑄(Forming) 儲存級記憶體

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