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電流驅動型自旋轉移矩MRAM晶體管

發(fā)布時間:2020/11/10 23:26:07 訪問次數(shù):1823

摩托羅拉半導體部門、飛思卡爾、IBM、英飛凌、Cypress、瑞薩等業(yè)者,以及目前的DRAM三巨頭三星、SK海力士與美光均曾陸續(xù)投入研發(fā)MRAM的行列。

獨立MRAM供應商和GlobalFoundries 、臺積電、三星、聯(lián)電等晶圓代工廠商投身嵌入式 MRAM 的格局。

MRAM性能的提升,得益于磁隧道結(Magnetic Tunnel Junction,MTJ)的隧穿磁阻(Tunnel Magnetoresistance,TMR)值不斷提高。

基于TMR和巨大隧穿磁阻(Giant TRM,TMR>100%)效應,總共衍生出兩代主要的MRAM器件類型:第一代是磁場驅動型MRAM,即通過電流產(chǎn)生的磁場驅動存儲單元的磁矩進行寫入操作,典型代表有星型MRAM(astroid-MRAM)和嵌套型MRAM(toggle-MRAM);第二代是電流驅動型自旋轉移矩MRAM(Spin Transfer Torque MRAM,STT-MRAM),即通過極化電流對存儲單元進行寫入操作。

波長為13.5nm的光相比于現(xiàn)在主流光刻機用的193nm光源,新的EUV光源能給硅片刻下更小的溝道,從而能實現(xiàn)在芯片上集成更多的晶體管,進而提高芯片性能,繼續(xù)延續(xù)摩爾定律。

使用13.5nm的EUV光刻(紫外線波長范圍是10~400nm)用以取代現(xiàn)在的193nm。EUV本身也有局限,比如容易被空氣和鏡片材料吸收、生成高強度的EUV也很困難。EUV商用的話光源功率至少250瓦,Intel還曾說,他們需要的是至少1000瓦。除了光刻機本身的不足之外,對于EUV光刻機系統(tǒng)來說,光罩、薄膜等問題也有待解決。

7nm 節(jié)點后光刻技術從 DUV 轉至 EUV,設備價值劇增。當前使用的沉浸式光刻技術波長 193nm(DUV,深紫外光),而當進行 7nm 以下節(jié)點制造時就需采用波長 13nm 的 EUV 光刻機。根據(jù) ASML 公布的路線圖。在EUV設備制造過程中,由于EUV波長僅13nm,沒有合適介質進行精準折射,因而所有光路設計均采用反射的形式,設計更加復雜,對精度要求極高,制造難度極大。

RBxx8BM/NS200新產(chǎn)品為何能取代車載市場200V的FRD,低功耗、小型化,一直想取代(200V FRD)但是取代不了的原因是之前IR沒有做下來,肖特基二極管生產(chǎn)工藝不會變,每家廠商都在改變材料以追求更高性能,本次200V產(chǎn)品的成功與羅姆半導體工程師們的反復試驗是密不可分的。

ROHM已實現(xiàn)可在車載的高溫環(huán)境下使用的耐壓達150V的超低IR SBD RBxx8系列的量產(chǎn),近年來,在48V輕度混合動力等驅動系統(tǒng)中,將電機和外圍部件集成于1個模塊的“機電一體化”已成為趨勢技術,能夠在高溫環(huán)境下工作的高耐壓、高效率SBD的需求日益高漲。而另一方面,在以往使用150V產(chǎn)品的系統(tǒng)中,高性能化和高可靠性要求越來越嚴格,因此要求SBD要具有更高的耐壓性能。

肖特基的改善,降低IR 整個汽車除了電池電機沒有電路之外,從攝像頭開始一直到里面的主機逆變器全部都有肖特基的要求,車載和電源設備對高效肖特基的需求越來越多,但是和普通FRD相比,肖特基的IR又偏高。


(素材來源:chinaaet.如涉版權請聯(lián)系刪除。特別感謝)


摩托羅拉半導體部門、飛思卡爾、IBM、英飛凌、Cypress、瑞薩等業(yè)者,以及目前的DRAM三巨頭三星、SK海力士與美光均曾陸續(xù)投入研發(fā)MRAM的行列。

獨立MRAM供應商和GlobalFoundries 、臺積電、三星、聯(lián)電等晶圓代工廠商投身嵌入式 MRAM 的格局。

MRAM性能的提升,得益于磁隧道結(Magnetic Tunnel Junction,MTJ)的隧穿磁阻(Tunnel Magnetoresistance,TMR)值不斷提高。

基于TMR和巨大隧穿磁阻(Giant TRM,TMR>100%)效應,總共衍生出兩代主要的MRAM器件類型:第一代是磁場驅動型MRAM,即通過電流產(chǎn)生的磁場驅動存儲單元的磁矩進行寫入操作,典型代表有星型MRAM(astroid-MRAM)和嵌套型MRAM(toggle-MRAM);第二代是電流驅動型自旋轉移矩MRAM(Spin Transfer Torque MRAM,STT-MRAM),即通過極化電流對存儲單元進行寫入操作。

波長為13.5nm的光相比于現(xiàn)在主流光刻機用的193nm光源,新的EUV光源能給硅片刻下更小的溝道,從而能實現(xiàn)在芯片上集成更多的晶體管,進而提高芯片性能,繼續(xù)延續(xù)摩爾定律。

使用13.5nm的EUV光刻(紫外線波長范圍是10~400nm)用以取代現(xiàn)在的193nm。EUV本身也有局限,比如容易被空氣和鏡片材料吸收、生成高強度的EUV也很困難。EUV商用的話光源功率至少250瓦,Intel還曾說,他們需要的是至少1000瓦。除了光刻機本身的不足之外,對于EUV光刻機系統(tǒng)來說,光罩、薄膜等問題也有待解決。

7nm 節(jié)點后光刻技術從 DUV 轉至 EUV,設備價值劇增。當前使用的沉浸式光刻技術波長 193nm(DUV,深紫外光),而當進行 7nm 以下節(jié)點制造時就需采用波長 13nm 的 EUV 光刻機。根據(jù) ASML 公布的路線圖。在EUV設備制造過程中,由于EUV波長僅13nm,沒有合適介質進行精準折射,因而所有光路設計均采用反射的形式,設計更加復雜,對精度要求極高,制造難度極大。

RBxx8BM/NS200新產(chǎn)品為何能取代車載市場200V的FRD,低功耗、小型化,一直想取代(200V FRD)但是取代不了的原因是之前IR沒有做下來,肖特基二極管生產(chǎn)工藝不會變,每家廠商都在改變材料以追求更高性能,本次200V產(chǎn)品的成功與羅姆半導體工程師們的反復試驗是密不可分的。

ROHM已實現(xiàn)可在車載的高溫環(huán)境下使用的耐壓達150V的超低IR SBD RBxx8系列的量產(chǎn),近年來,在48V輕度混合動力等驅動系統(tǒng)中,將電機和外圍部件集成于1個模塊的“機電一體化”已成為趨勢技術,能夠在高溫環(huán)境下工作的高耐壓、高效率SBD的需求日益高漲。而另一方面,在以往使用150V產(chǎn)品的系統(tǒng)中,高性能化和高可靠性要求越來越嚴格,因此要求SBD要具有更高的耐壓性能。

肖特基的改善,降低IR 整個汽車除了電池電機沒有電路之外,從攝像頭開始一直到里面的主機逆變器全部都有肖特基的要求,車載和電源設備對高效肖特基的需求越來越多,但是和普通FRD相比,肖特基的IR又偏高。


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