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¿Qué es la tecnología de memoria MRAM?

¿Qué es la tecnología de memoria MRAM?


La RAM magnetorresistiva, la RAM magnética o simplemente MRAM es una forma de tecnología de memoria de acceso aleatorio no volátil que utiliza cargas magnéticas para almacenar datos en lugar de cargas eléctricas.

La tecnología de memoria MRAM también tiene la ventaja de que es una tecnología de bajo consumo, ya que no requiere energía para mantener los datos como en el caso de muchas otras tecnologías de memoria.

Si bien la tecnología de memoria MRAM se conoce desde hace más de diez años, solo recientemente la tecnología se ha podido fabricar en grandes volúmenes. Esto ha llevado la tecnología MRAM a un punto en el que es comercialmente viable.

Que es MRAM: conceptos básicos

La tecnología MRAM es completamente diferente a cualquier otra tecnología de semiconductores que se utilice actualmente y ofrece una serie de ventajas:

  • La tecnología de memoria MRAM retiene sus datos cuando se corta la energía
  • Ofrece una mayor velocidad de lectura y escritura en comparación con otras tecnologías, incluidas Flash y EEPROM
  • Consume un nivel de energía comparativamente bajo
  • Los datos MRAM no se degradan con el tiempo

El nuevo desarrollo de la memoria MRAM es de gran importancia. Varios fabricantes han estado investigando la tecnología, pero Freescale fue la primera empresa que desarrolló la tecnología lo suficiente como para permitir su fabricación a gran escala. Con esto en mente, ya han comenzado a acumular reservas de las memorias de 4 megabits que forman su primera oferta, con memorias más grandes que seguirán.

Estructura y fabricación de MRAM

Uno de los principales problemas de la tecnología de memoria MRAM ha sido el desarrollo de una estructura MRAM adecuada que permita fabricar las memorias de manera satisfactoria. Se ha investigado una amplia gama de estructuras y materiales para obtener la estructura óptima.

Algunas de las primeras estructuras de desarrollo de tecnología de memoria MRAM empleaban uniones fabricadas mediante la colocación controlada por computadora de hasta 8 máscaras de sombras metálicas diferentes. Las máscaras se colocaron sucesivamente sobre cualquiera de las 20 obleas de hasta veinte centímetros de diámetro con una precisión de colocación de aproximadamente ± 40 µm. Mediante el uso de diferentes máscaras, se podrían formar entre 10 y 74 uniones de un tamaño de aproximadamente 80 x 80 µm en cada oblea.

La barrera del túnel se formó mediante la oxidación con plasma in situ de una fina capa de Al depositada a temperatura ambiente. Usando esta técnica, se observaron grandes niveles de variación en la resistencia debido a los efectos magnetorresistivos. Se realizaron investigaciones sobre la dependencia de la RM de los metales ferromagnéticos que componen los electrodos.

Se anticipó que la magnitud de la RM dependería en gran medida de la interfaz entre la barrera del túnel y los electrodos magnéticos. Sin embargo, se encontró que se podían insertar capas gruesas de ciertos metales no ferromagnéticos entre la barrera del túnel y el electrodo magnético sin apagar el efecto MR. Sin embargo, se encontró que la MR se extinguió por oxidación incompleta de la capa de Al.

Operación MRAM

El funcionamiento de la nueva memoria semiconductora se basa en una estructura conocida como unión de túnel magnético (MJT). Estos dispositivos consisten en bocadillos de dos capas ferromagnéticas separadas por finas capas aislantes. Una corriente puede fluir a través del sándwich y surge de una acción de túnel y su magnitud depende de los momentos magnéticos de las capas magnéticas. Las capas de la celda de memoria pueden ser las mismas cuando se dice que son paralelas, o en direcciones opuestas cuando se dice que son antiparalelas. Se encuentra que la corriente es mayor cuando los campos magnéticos están alineados entre sí. De esta forma es posible detectar el estado de los campos.

Las uniones de túnel magnético (MTJ) del MRAM comprenden sándwiches de dos capas ferromagnéticas (FM) separadas por una fina capa aislante que actúa como barrera de túnel. En estas estructuras, la corriente de detección generalmente fluye en paralelo a las capas de la estructura, la corriente pasa perpendicularmente a las capas del sándwich MTJ. La resistencia del sándwich MTJ depende de la dirección del magnetismo de las dos capas ferromagnéticas. Por lo general, la resistencia del MTJ es más baja cuando estos momentos están alineados en paralelo entre sí, y es más alta cuando son antiparalelos.

Para establecer el estado de la celda de memoria, se pasa una corriente de escritura a través de la estructura. Esto es lo suficientemente alto como para alterar la dirección del magnetismo de la capa delgada, pero no la más gruesa. Luego se usa una corriente de detección no destructiva más pequeña para detectar los datos almacenados en la celda de memoria.

La memoria MRAM está disponible en varias empresas. Su desarrollo muestra que la tecnología de la memoria avanza para mantenerse al día con los requisitos cada vez más exigentes de los sistemas basados ​​en computadoras y procesadores para obtener más memoria. Aunque es relativamente nuevo en el mercado MRAM, RAM magnetorresistiva, cuando se mira qué es MRAM, se puede ver que tiene algunas ventajas significativas que ofrecer.

Ver el vídeo: Para qué sirve la Memoria RAM? - #Esimple (Octubre 2020).