『』台积电STT-MRAM技术细节( 三 )
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图13.智能写操作算法 ， 显示动态组写和带写验证的多脉冲写 。
MRAM数据可靠性
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图14.写入耐久性测试表明 ， 在100K -40度写入循环前后 ， 32Mb芯片访问时间和读取电流均稳定 。
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图15. 在-40度时 ， 1M循环后写入误码率小于1 ppm 。
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图16. 热稳定性势垒Eb控制着数据保持能力的温度敏感度 ， 在150℃（1ppm）下数据保留超过10年 。
在基于自旋的STT-MRAM的许多应用中 ， 磁场干扰是一个潜在的问题 。该解决方案是在封装上沉积0.3mm厚的磁屏蔽层 ， 如图16所示 ， 实验表明在移动设备的商用无线充电器的磁场强度为3500Oe的情况下 ， 暴露100小时的误码率可以从> 1E6 ppm降低到?1ppm 。另外 ， 在650 Oe的磁场下 ， 在125°C下的数据保存时间超过10年 。
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图17.对3500 Oe磁场的灵敏度降低了1E6倍 。
结论
22nm ULL 32Mb高密度MRAM具有非常低的功率 ， 高的读取速度 ， 非常高的数据保留能力和耐久性 ， 适用于广泛的应用 。单元面积仅为0.0456平方微米 ， 读取速度为10ns ， 读取功率为0.8mA / MHz / b ， 在低功耗待机模式（LPSB）下 ， 其在25C时的泄漏电流小于55mA ， 相当于每比特的漏电流仅为1.7 E-12 A 。对于32Mb数据 ， 它具有100K个循环的耐久性 ， 而对于1Mb的数据可以> 1M个循环 。它在260°C的IR回流下具有90秒的数据保留能力 ， 在150°C的条件下可保存数据10年以上 。产品规格如图18所示 ， 裸片照片如图19所示 。
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图18. 22nm MRAM规格汇总表 。
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图19. 22nm CMOS工艺中的32Mb高密度MRAM裸片图 。
编者注：图1TEM切片也是模糊的够可以的 ， 有种动作片里打了马赛克的感觉 。不过看切片一直都给人一种给少女脱衣服的快感
。图1TEM中MRAM位置结构 ， 好像其示意图并不对应 。MTJ下方应该还有一个Bottom Via， 然后上方是一个比较厚的上电极再接一个Top via或者M4（如下图所示） ， 而不是像示意图中所描绘的那样 。
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