JSSC 2008第1期Memory0.2μm

2 Mb SPRAM SPin-Transfer Torque RAM With Bit-by-Bit Bi-Directional Current Write

1.8V 2Mb SPRAM芯片采用0.2μm逻辑工艺，实现低功耗非易失性存储

2Mb容量, 1.8V, 100ns写入时间, 40ns访问时间

SPRAM自旋转移矩非易失性存储器低功耗MgO隧道势垒

▸创新点1：位级双向电流写入技术（方法创新） - 该技术通过精确控制每个存储单元的电流方向，实现了高速（100 ns）且可靠的磁矩翻转，解决了传统SPRAM写入速度慢和功耗高的问题，显著提升了存储器的写入效率。

▸创新点2：低电压位线并行读取技术（电路创新） - 采用低电压位线设计并结合并行读取架构，将读取时间缩短至40 ns，同时降低了功耗，适用于高密度存储阵列的高效数据访问。

▸创新点3：防止读取干扰的电路设计（系统创新） - 通过优化读取路径和引入抗干扰电路，有效抑制了读取过程中的信号串扰，确保了数据读取的准确性和稳定性，提升了存储器的可靠性。

▸创新点4：MgO隧道势垒单元工艺集成（工艺创新） - 利用0.2微米逻辑工艺集成MgO隧道势垒单元，实现了高隧穿磁阻效应（TMR），为低功耗非易失性存储器的商业化提供了可行的工艺解决方案。

Abstract

A 1.8 V 2 Mb SPin-transfer torque RAM (SPRAM) chip using a 0.2 m logic process with an MgO tunneling bar- rier cell demonstrates the circuit technologies for potential low- power nonvolatile RAM, or universal memory. This chip features an array scheme with bit-by-bit bi-directional current writing to achieve proper spin-transfer torque writing of 100 ns, and par- allelizing-direction current reading with a low-voltage bit-line for preventing read disturbances that lead to 40 ns access time.