Development of thermally assisted MRAMs : from basic concepts to industrialization

Orateur : Soutenance d'HDR de Lucian PREJBEANU

Les technologies MRAM (mémoires magnétiques à accès aléatoire) ont évoluées ces dernières années, bénéficiant des progrès de la spintronique, notamment la magnétorésistance tunnel des jonctions tunnel magnétiques MgO, le couple de transfert de spin ou spin-orbite. La première architecture utilisant pour écrire deux champs magnétiques orthogonaux est dans sa version appelée « toggle » robuste et est déjà utilisé dans une variété d’applications où la fiabilité, l’endurance et la résistance aux radiations sont des caractéristiques importantes, comme dans les applications automobiles et spatiales. Cependant, la scalabilité de cette architecture est limitée en raison de l’électromigration dans les lignes conductrices servant à générer le champ. Nous avons montré que l’assistance thermique de l’écriture offre une solution prometteuse pour la prochaine génération de MRAM, car elle peut résoudre des problèmes tels que la sélectivité à l’écriture, la consommation d’énergie et la stabilité thermique, tout en offrant une scalabilité accrue. Nous avons étendu les fonctionnalités des MRAM à écriture assistée thermiquement vers nouveau système de lecture auto-référencée, permettant d’augmenter largement les tolérances aux variabilités de fabrication ainsi que la réalisation de nouvelles fonctions logiques (de type Match in Place), utilisées notamment dans le domaine de la sécurité de données. Nous avons également démontré que l’assistance thermique peut être utilisée avantageusement pour améliorer la stabilité thermique des mémoires en plus des avantages spécifiques liés à l’absence de ligne de champ d’écriture, notamment la diminution de la consommation d’écriture. Enfin, dans des jonctions tunnel à aimantation perpendiculaire, la réorientation induite thermiquement de l’anisotropie peut être utilisé pour diminuer la consommation d’énergie de commutation, d’accroître la fiabilité de l’écriture et d’améliorer la scalabilité des MRAM vers le nœud technologique 22nm.

Télécharger dans mon agenda