本周，在2019年关于VLSI技术和电路的专题讨论会（2019年6月9日至14日），IMEC是纳米电子和数字技术的世界领先的研究和创新集线器，展示了自由旋转扭矩MRAM的免现场切换操作（SOT-MRAM）器件 - 在写入操作期间消除对外部磁场的需要。该概念是制造友好的，并不损害SOT-MRAM设备的可靠性和子NS写入性能。新的免现场交换概念打开了基于MRAM的技术和非易失性逻辑和内存应用程序的进一步开发的可能性（例如非易失性锁存电路和触发器）。
使用CO磁性硬面罩（MHM）的SOT-Field-Forms-MTJ的横向TEM横截面视图。
在2018年关于VLSI技术和电路的专题讨论中，IMEC展示了使用CMOS兼容的过程在300mm晶片上制造最先进的SOT-MRAM器件的可能性。这些SOT-MRAM器件是一类非易失性的存储器，由于高耐久性和子NS开关速度，可能会替换FAST L1 / L2 SRAM高速缓存存储器。通过在与磁隧道结（MTJ）相邻的SOT层中注入面内电流来执行存储元件的写入。在写入操作期间，需要一个小的面内磁场来破坏对称性并确保确定性磁化切换。在当今的设备中，这是通过应用外部磁场来完成的，该领域被识别为这些设备的实际使用的主要障碍。
IMEC提出了一种可靠的“无现场”切换概念，包括将用于塑造SOT层的硬掩码中的Ferromagnet嵌入。利用该铁磁体，在磁隧道结的自由层上诱导一个小的均匀面内场。“与其他提出的解决方案相比，IMEC集成解决方案的主要优势是能够分别优化磁隧道结的性质和无现场切换的条件”，IMEC的节目总监Gouri Sankar Kar解释道。“这将使我们的免现场切换解决方案转变为制造友好概念，这是SOT-MRAM器件的大批量生产的主要要求。”
写入速度低于300ps和无限耐力（最多1011.循环） - 在300mm晶圆上的多个设备上测量 - 该方法在保留SOT-MRAM设备的原始子NS写入时可靠地是可靠的。“这证实了SOT-MRAM设备的潜力，用于在低级别缓存中替换SRAM”，添加Gouri Sankar Kar。“此外，可以应用新的免现场切换概念，可能应用于其他基于MRAM的技术，例如自旋转移扭矩MRAM（STT-MRAM）和电压控制的磁各向异性（VCMA），并打开其他非易失性的门逻辑和内存应用，如非易失性触发器和非易失性锁存电路。“未来的工作将通过降低开关电流来进一步降低SOT-MRAM器件的能耗。
来源：http://www.imec-int.com.