MRAM----纳米集成电路制造工艺 张汝京等 编著

磁性隧道结（MJT），通常是2层铁磁层夹着一层薄绝缘壁垒层，显示出双稳定态的隧穿磁电阻（TMR），作为MRAM 中的存储单元。TMR是由于“自由”的铁磁层相对于“固定”层自旋平行或反平行而产生的。CoFeB/MgO/CoFeB结构的MTJ可以产生高达约500%的 TMR比率（也就是说约5倍于传统基于 AI-O 的MIJT）。典型的 MRAM单元有1T-1MJT（即一个MJT 垂直在一个MOS 晶体管上），并且可以被2种阵列机制操纵开关，即场开关（由相邻的X/Y写入线产生的磁场控制）和旋转扭矩开关（由通过MJT直接电流控制）。Freescale 做了一款4Mb MRAM 投入量产（基于0.18μm CMOS），基于旋转场开关（“切换”机制），如图3.27所示。旋转扭矩 MRAM（见图3.28）使用了自旋极化电流通过MJT 来对自由层的自旋极性进行开关操作，最近已展现出低写入电流（＜10⁶A/cm’，在10ns 脉冲下），好的保留性（＞10年），小单元尺寸（6F²），快速读取（30ns）和好的耐久性（10¹⁴）。这个成果正积极展开工业化并且在取代 DRAM、SRAM 和Flash上展现了很好的前景。MJT 的处理流程如图3.29所示。