CN109166962A - 一种互补型磁性存储单元 - Google Patents
一种互补型磁性存储单元 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109166962A CN109166962A CN201810901797.0A CN201810901797A CN109166962A CN 109166962 A CN109166962 A CN 109166962A CN 201810901797 A CN201810901797 A CN 201810901797A CN 109166962 A CN109166962 A CN 109166962A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- junction
- magnetic tunnel
- electrode
- magnetic
- memory cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 264
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 230000015654 memory Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 25
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 18
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 49
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- RIVZIMVWRDTIOQ-UHFFFAOYSA-N cobalt iron Chemical compound [Fe].[Co].[Co].[Co] RIVZIMVWRDTIOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 8
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910019236 CoFeB Inorganic materials 0.000 description 6
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910019041 PtMn Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SHMWNGFNWYELHA-UHFFFAOYSA-N iridium manganese Chemical compound [Mn].[Ir] SHMWNGFNWYELHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IGOJMROYPFZEOR-UHFFFAOYSA-N manganese platinum Chemical compound [Mn].[Pt] IGOJMROYPFZEOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- OQCGPOBCYAOYSD-UHFFFAOYSA-N cobalt palladium Chemical compound [Co].[Co].[Co].[Pd].[Pd] OQCGPOBCYAOYSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AVMBSRQXOWNFTR-UHFFFAOYSA-N cobalt platinum Chemical compound [Pt][Co][Pt] AVMBSRQXOWNFTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1673—Reading or sensing circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1659—Cell access
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/18—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using Hall-effect devices
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/22—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
- G11C11/225—Auxiliary circuits
- G11C11/2275—Writing or programming circuits or methods
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
- H10N50/85—Magnetic active materials
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1693—Timing circuits or methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
Abstract
本发明公开一种互补型磁性存储单元，该存储单元包括一个重金属薄膜或反铁磁薄膜、第一磁隧道结、第二磁隧道结、第一电极、第二电极、第三电极、第四电极和第五电极。第一磁隧道结和第二磁隧道结被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜的上方。第一电极、第二电极和第三电极被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜的下方，第四电极被制造于第一磁隧道结的上方，第五电极被制造于第二磁隧道结的上方。为存储一比特数据，第一磁隧道结和第二磁隧道结被设置为一对互补的电阻状态，即其中一个磁隧道结被设置为高电阻状态，另一个磁隧道结被设置为低电阻状态。本发明降低读取错误率，在器件结构与数据写入机制方面进行优化，解决写入非对称性问题和额外面积开销。
Description
【技术领域】
本公开内容涉及一种互补型磁性存储单元，它采用一对具有互补状态的磁隧道结存储数据，属于非易失性存储和逻辑技术领域。
【背景技术】
随着半导体工艺特征尺寸的持续减小，由晶体管漏电流所引起的静态功耗在集成电路总功耗中所占的比例日益增大，引起严重的能量浪费。新兴的非易失性存储器能够在断电状态下保存数据，是解决集成电路静态功耗问题的有效方案之一。其中，基于磁隧道结的磁性随机访问存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)因其具有高速、低功耗和无限擦写等优势而有望成为下一代通用非易失性存储器。
在MRAM的发展历程中，数据写入技术的变革是推动其性能优化的主导因素。早期的MRAM利用磁场实现数据写入，所需的写入电流较高，更严重的问题是，随着器件尺寸的减小，磁场写入技术所需的电流值无法降低，制约着大容量低功耗MRAM的研制。为克服该缺点，自旋转移矩(Spin Transfer Torque，STT)技术被提出并应用于MRAM的数据写入操作。为产生自旋转移矩，只需在MRAM的存储单元器件(即磁隧道结)通入电流，而且该电流值能够随器件尺寸的减小而相应地降低，有助于实现大容量低功耗MRAM。然而，STT-MRAM的写入电流直接经过磁隧道结的超薄势垒层，容易造成器件击穿和失效，而且，由低电阻状态向高电阻状态写入时所需的功耗和延迟比另一种写入情况时更大(以下称之为自旋转移矩的写入非对称性问题)，不利于MRAM电路的设计和优化。近期提出的自旋轨道矩(Spin OrbitTorque，SOT)技术也通过电流实现MRAM的数据写入，该电流无需流经磁隧道结，使读写路径彼此分离，降低了势垒击穿的风险，有利于读写性能分别独立优化，而且，对于具有垂直磁各向异性的磁隧道结而言，自旋轨道矩能够实现亚纳秒级的超快写入速度。然而，SOT-MRAM的存储单元具有三个端口，通常需要配备两个访问控制晶体管，引起额外的面积开销。此外，该存储单元的高低电阻值比率较小，易引起数据读取错误率的增高。
【发明内容】
本发明的目的在于提出一种互补型磁性存储单元，以针对上述背景中提到的现有MRAM所面临的弊端，尤其是STT-MRAM的写入非对称性问题、SOT-MRAM的额外面积开销和高读取错误率问题，本发明采用一对具有互补状态的磁隧道结存储数据，降低读取错误率。它在器件结构与数据写入机制方面进行优化，解决上述写入非对称性问题和额外面积开销。
本发明的技术方案是，一种互补型磁性存储单元，该存储单元包括一个重金属薄膜或反铁磁薄膜、第一磁隧道结、第二磁隧道结、第一电极、第二电极、第三电极、第四电极和第五电极。其中，第一磁隧道结和第二磁隧道结被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜的上方。第一电极、第二电极和第三电极被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜的下方，第四电极被制造于第一磁隧道结的上方，第五电极被制造于第二磁隧道结的上方。为存储一比特数据，第一磁隧道结和第二磁隧道结被设置为一对互补的电阻状态，即其中一个磁隧道结被设置为高电阻状态，另一个磁隧道结被设置为低电阻状态。
其中，所述的第一磁隧道结和第二磁隧道结均由四层物质构成，包括第一铁磁金属、第一氧化物、第二铁磁金属和第一合成反铁磁层。
其中，所述第一磁隧道结和第二磁隧道结均至少具有两种电阻状态，其电阻值取决于第一铁磁金属和第二铁磁金属的磁化方向。
其中，在该存储单元中，所述在重金属薄膜或反铁磁薄膜上方的磁隧道结的数量可以被增加，从而使数据容量被扩展，即该磁隧道结的数量可以为2X个，其中X为正整数，则存储单元能够存储X比特数据。
本发明所述的一种互补型磁性存储单元的数据写入方法，依靠自旋轨道矩和自旋转移矩两种效应。其中自旋轨道矩通过在重金属薄膜或反铁磁薄膜施加电流而产生，自旋转移矩通过在磁隧道结施加电流而产生。具体通过以下两个步骤予以实现：第一步，在重金属薄膜或反铁磁薄膜通入足够强的电流，从而产生自旋轨道矩将两个磁隧道结均设为高电阻状态；第二步，对其中一个磁隧道结施加足够强的电流，从而产生自旋转移矩将该磁隧道结设为低电阻状态，而另一个磁隧道结仍处于高电阻状态。
本发明所述的一种互补型磁性存储单元的数据写入方法，数据写入所需的电流的方向均是固定不变的。
本发明所述的一种互补型磁性存储单元的数据读取方法，数据读取通过比较两个磁隧道结的电阻高低关系予以实现。
本发明提出了一种互补型磁性存储单元，相比于标准的STT-MRAM和SOT-MRAM的存储单元，有以下优势：
本发明将多个磁隧道结制造于同一条重金属薄膜或反铁磁薄膜之上，与采用三端口磁隧道结的自旋轨道矩磁性存储单元相比，减小了访问控制晶体管的数量，有利于提高集成度。
本发明所述的互补型磁性存储单元的数据写入操作，其所需的电流的方向均是固定不变的，访问控制晶体管不会遭受源极退化效应，而在传统的STT-MRAM或SOT-MRAM中，数据写入操作所需的电流均是双向的，访问控制晶体管遭受严重的源极退化效应。
本发明所述的互补型磁性存储单元的数据写入操作，其中自旋转移矩只负责将磁隧道结从高电阻状态写为低电阻状态，避免了传统STT-MRAM中由写入非对称性问题而导致的过高功耗和过长延迟。
本发明所述的互补型磁性存储单元的数据读取操作，通过比较一对磁隧道结的互补电阻值予以实现，磁隧道结的隧穿磁阻率没有折损，读取判决裕量(Sensing Margin)较大，有助于降低读取错误率。
【附图说明】
图1为本发明一种互补型磁性存储单元结构示意图。
图2为本发明一种互补型磁性存储单元结构实施例示意图(以圆形磁隧道结为例)。
图3为本发明一种互补型磁性存储单元的数据写入操作示意图，其中图3A～图3H对应八种可供选择的实施例。
图4为本发明一种互补型磁性存储单元的数据写入操作实施例示意图。在该实施例中，第一磁隧道结和第二磁隧道结分别被写为高电阻状态和低电阻状态。
图5A～D为图4实施例所对应的信号波形图与磁隧道结电阻态变化示意图，其中A～D对应四种可能的初始状态。
图6为本发明一种互补型磁性存储单元的数据写入操作实施例示意图，在该实施例中，第一磁隧道结和第二磁隧道结分别被写为低电阻状态和高电阻状态。
图7A～D为图6实施例所对应的信号波形图与磁隧道结电阻态变化示意图，其中A～D对应四种可能的初始状态。
图8为本发明一种互补型磁性存储单元的数据读取操作实施例示意图。
图9A、B为图8实施例所对应的信号波形图，其中A和B对应两种可能的存储数据态。
图10A、B为本发明一种互补型磁性存储单元的变形设计实施例示意图
图11为本发明一种互补型磁性存储单元的变形设计实施例示意图。
图1～11中的参数定义为：
1 重金属薄膜或反铁磁薄膜
2 第一电极
3 第二电极
4 第三电极
5A-5N 第一铁磁金属
6A-6N 第一氧化物
7A-7N 第二铁磁金属
8A-8N 第一合成反铁磁层
9 第四电极
10 第五电极
11 第一磁隧道结
12 第二磁隧道结
13 数据读取电路模块
14 数据读取电路模块的使能控制端
15 数据读取电路模块的输出端
16 第六电极
17 第七电极
18 第三磁隧道结
19 第四磁隧道结
20 第八电极
21 第九电极
22 第五磁隧道结
23 第六磁隧道结
24-26 被设置为互补电阻状态的一对磁隧道结
W1 从第一电极流向第三电极的写入电流
W2 从第一电极流向第四电极的写入电流
W3 从第三电极流向第五电极的写入电流
W4 从第三电极流向第四电极的写入电流
W5 从第一电极流向第五电极的写入电流
W6 从第三电极流向第一电极的写入电流
W7 从第三电极流向第七电极的写入电流
R1 流经第一磁隧道结和第二电极的读取电流
R2 流经第二磁隧道结和第二电极的读取电流
R3 流经第三磁隧道结和第二电极的读取电流
R4 流经第四磁隧道结和第二电极的读取电流
IW1 写入电流W1的值
IW2 写入电流W2的值
IL_H 利用自旋轨道矩将磁隧道结从低电阻状态转变为高电阻状态时，所需的最小写入电流值
IH_L 利用自旋转移矩将磁隧道结从高电阻状态转变为低电阻状态时，所需的最小写入电流值
R11 第一磁隧道结的电阻值
R12 第二磁隧道结的电阻值
RH 磁隧道结处于高电阻状态时的电阻值
RL 磁隧道结处于低电阻状态时的电阻值
DL_H 磁隧道结从低电阻状态转变为高电阻状态的写入延迟
DH_L 磁隧道结从高电阻状态转变为低电阻状态的写入延迟
t 时间
ti 相应的时刻，其中i＝1，2，......10
V14 数据读取电路模块的使能控制端的电压信号值
V15 数据读取电路模块的输出端的电压信号值
IR1 读取电流R1的值
IR2 读取电流R2的值
IC 为实现磁隧道结电阻状态改变所需的最小电流值
VH 数字信号的逻辑高电平值
VL 数字信号的逻辑低电平值
【具体实施方式】
参照附图，进一步说明本发明的实质性特点。附图均为示意图，其中涉及的各功能层或区域的厚度非实际尺寸，工作模式中的电阻值、电流值和电压值也非实际值。
在此公开了详细的示例性的实施例，其特定的结构细节和功能细节仅是表示描述示例实施例的目的，因此，可以以许多可选择的形式来实施本发明，且本发明不应该被理解为仅仅局限于在此提出的示例实施例，而是应该覆盖落入本发明范围内的所有变化、等价物和可替换物。
本发明提出了一种互补型磁性存储单元，既可以用于构建磁性随机存取存储器，也可以用于设计磁性逻辑电路。
图1为本发明一种互补型磁性存储单元结构示意图。
本发明一种互补型磁性存储单元，包括重金属薄膜或反铁磁薄膜1、第一磁隧道结11、第二磁隧道结12、第一电极2、第二电极3、第三电极4、第四电极9和第五电极10。第一磁隧道结11和第二磁隧道结12被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜1的上方。第一电极2、第二电极3和第三电极4被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜1的下方，第四电极9被制造于第一磁隧道结11的上方，第五电极10被制造于第二磁隧道结12的上方。
第一磁隧道结11由四层物质构成，包括第一铁磁金属5A、第一氧化物6A、第二铁磁金属7A和第一合成反铁磁层8A。第二磁隧道结12由四层物质构成，包括第一铁磁金属5B、第一氧化物6B、第二铁磁金属7B和第一合成反铁磁层8B。
第一磁隧道结11至少具有两种电阻状态，其电阻值取决于第一铁磁金属5A和第二铁磁金属7A的磁化方向。如果第一铁磁金属5A与第二铁磁金属7A的磁化方向一致，则第一磁隧道结11的电阻值较小，称此时的第一磁隧道结11处于低电阻状态。反之，若二者方向相反，则第一磁隧道结11的电阻值较大，第一磁隧道结11处于高电阻状态。
第二磁隧道结12至少具有两种电阻状态，其电阻值取决于第一铁磁金属5B和第二铁磁金属7B的磁化方向。如果第一铁磁金属5B与第二铁磁金属7B的磁化方向一致，则第二磁隧道结12的电阻值较小，称此时的第二磁隧道结12处于低电阻状态。反之，若二者方向相反，则第二磁隧道结12的电阻值较大，第二磁隧道结12处于高电阻状态。
作为优选，第二铁磁金属7A-7B的磁化方向固定不变，第一铁磁金属5A-5B的磁化方向能够通过写入操作被改变。
为存储一比特数据，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12被设置为一对互补的电阻状态，例如，若第一磁隧道结11被设置为高电阻状态，则第二磁隧道结12被设置为低电阻状态，反之亦然。
本发明所使用的器件是通过采用传统的分子束外延、原子层沉积或磁控溅射的方法将各层物质按照从下到上的顺序镀在衬底上，然后进行光刻、刻蚀等传统纳米器件加工工艺制备而成。
本发明所使用的器件制造流程通过传统的半导体生产后端工艺集成。
作为优选，重金属薄膜或反铁磁薄膜1的厚度为0～20nm。
作为优选，重金属薄膜或反铁磁薄膜1的形状为长方形，其顶面积大于第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的底面积，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的底面形状完全内嵌于重金属薄膜或反铁磁薄膜1的顶面形状之中。
作为优选，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的形状为正方形、长方形(长宽比可以是任意值)、圆形或椭圆形(长宽比可以是任意值)。
作为优选，第一铁磁金属5A-5B的厚度为0～3nm，第一氧化物6A-6B的厚度为0～2nm，第二铁磁金属7A-7B的厚度为0～3nm，第一合成反铁磁层8A-8B的厚度为0～20nm，第一电极2、第二电极3、第三电极4、第四电极9和第五电极10的厚度为10～200nm。
作为优选，所述重金属薄膜1是指铂Pt、钽Ta或钨W中的一种。
作为优选，所述反铁磁薄膜1是指化合物铱锰IrMn或铂锰PtMn中的一种，这些化合物中各个元素的配比含量可以不同。
作为优选，所述第一电极2是指钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种。
作为优选，所述第二电极3是指钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种。
作为优选，所述第三电极4是指钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种。
作为优选，所述第四电极9是指钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种。
作为优选，所述第五电极10是指钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种。
作为优选，所述第一铁磁金属5A-5B是指混合金属材料钴铁CoFe、钴铁硼CoFeB或镍铁NiFe中的一种，这些混合金属材料中各个元素的配比含量可以不同。
作为优选，所述第一氧化物6A-6B是指氧化镁MgO或氧化铝Al2O3中的一种，用于产生隧穿磁阻效应。
作为优选，所述第二铁磁金属7A-7B是指混合金属材料钴铁CoFe、钴铁硼CoFeB或镍铁NiFe中的一种，这些混合金属材料中各个元素的配比含量可以不同。
作为优选，所述第一合成反铁磁层8A-8B，是指如下混合层中的一种：由钽Ta/钴铂多层膜[Co/Pt]n/钌Ru/钴铂多层膜[Co/Pt]m构成的混合层，或者由钽Ta/钴钯多层膜[Co/Pd]n/钌Ru/钴钯多层膜[Co/Pd]m构成的混合层，或者由钌Ru/钴铁CoFe/铂锰PtMn构成的混合层，或者由钌Ru/钴铁硼CoFeB/铂锰PtMn构成的混合层，或者由钌Ru/钴铁CoFe/铱锰IrMn构成的混合层，或者由钌Ru/钴铁硼CoFeB/铱锰IrMn构成的混合层；即Ta/[Co/Pt]n/Ru/[Co/Pt]m，或Ta/[Co/Pd]n/Ru/[Co/Pd]m，或Ru/CoFe/PtMn，或Ru/CoFeB/PtMn，或Ru/CoFe/IrMn，或Ru/CoFeB/IrMn，其中混合金属材料或化合物中各个元素的配比含量可以不同，层数m和n的值可以不同。
图2为本发明所使用的一种器件结构实施例示意图。
在该例中，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12被制成圆形，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的形状还可以制成正方形、长方形(长宽比可以是任意值)或椭圆形(长宽比可以是任意值)，重金属薄膜或反铁磁薄膜1被制成长方形，其顶面积大于第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的底面积，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的底面形状完全内嵌于重金属薄膜或反铁磁薄膜1的顶面形状。
图3为本发明一种互补型磁性存储单元的数据写入操作示意图。其中图3A～图3H对应八种可供选择的实施例。在任意一种实施例中，数据写入操作分两步进行：
在图3A所示的实施例中，第一步：在第一电极2和第三电极4之间通入电流W1，电流W1经过重金属薄膜或反铁磁薄膜1，从而产生自旋轨道矩。如果电流W1的值大于数据写入操作所需的临界电流值，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12被设置为高电阻状态。第二步：根据待写入的数据状态，可能会发生两种情形，第一种情形是，在第一电极2和第四电极9之间通入电流W2，电流W2经过第一磁隧道结11，从而产生自旋转移矩。如果电流W2的值大于数据写入操作所需的临界电流值，第一磁隧道结11被设置为低电阻状态，而第二磁隧道结12仍旧处于高电阻状态。第二种情形是，在第三电极4和第五电极10之间通入电流W3，电流W3经过第二磁隧道结12，从而产生自旋转移矩。如果电流W3的值大于数据写入操作所需的临界电流值，第二磁隧道结12被设置为低电阻状态，而第一磁隧道结11仍旧处于高电阻状态。
在图3B～3H所示的任意一种实施例中，数据写入操作的原理与图3A所示的实施例的原理相同，可根据器件性质和待写入数据值来选择其中一种实施例完成数据写入操作。图3A～3H所示的各种实施例之间的区别在于：在数据写入操作的第一步，电流流经重金属薄膜或反铁磁薄膜1，所使用的电流可能是W1和W6中的一种；在数据写入操作的第二步，电流流经第一磁隧道结11和第二磁隧道结12中的一个，对于第一磁隧道结11，所使用的电流可能是W2和W4中的一种，对于第二磁隧道结12，所使用的电流可能是W3和W5中的一种。因此，共形成八种组合，如图3A～3H所示。
在图3A～3H所示的实施例中，数据写入操作使第一磁隧道结11和第二磁隧道结12被设置为一对互补的电阻状态，即，其中一个磁隧道结被设置为高电阻状态，另一个磁隧道结被设置为低电阻状态。
由图3所示实施例可知，本发明一种互补型磁性存储单元的数据写入操作，采用一个电流诱导自旋轨道矩将磁隧道结写为高电阻状态，采用另一个电流诱导自旋转移矩将磁隧道结写为低电阻状态，其中某一个电流只负责某一固定电阻态的写入操作，在任何一种既定的数据写入操作方案中，所使用的两个电流的方向均固定不变，即，这两个电流均是单向的。
图4为本发明一种互补型磁性存储单元的数据写入操作实施例示意图。在该实施例中，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12分别被写为低电阻状态和高电阻状态。图5为图4实施例所对应的信号波形图与磁隧道结电阻态变化示意图，其中图5A～图5D对应四种可能的初始状态。
在图4和图5所示的实施例中，从初始时刻至t1，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的电阻状态保持不变。从时刻t1至t2，电流W1被施加，从而产生自旋轨道矩，电流W1的值IW1大于所需的临界写入电流值IL_H，因此第一磁隧道结11和第二磁隧道结12都被设置为高电阻状态。从时刻t2至t3，电流W1被撤除，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的电阻状态保持不变。从时刻t3至t4，电流W2被施加，从而产生自旋转移矩，电流W2的值IW2大于所需的临界写入电流值IH_L，因此第一磁隧道结11被设置为低电阻状态，第二磁隧道结12仍旧处于高电阻状态。在时刻t4，电流W2被撤除，数据写入操作被完成。最终，不论第一磁隧道结11和第二磁隧道结12在数据写入操作之前处于何种电阻状态，经过图4和图5所示实施例的数据写入操作之后，第一磁隧道结11总是被设置为低电阻状态，第二磁隧道结12总是被设置为高电阻状态。
图6为本发明一种互补型磁性存储单元的数据写入操作实施例示意图。在该实施例中，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12分别被写为高电阻状态和低电阻状态。图7为图6实施例所对应的信号波形图与磁隧道结电阻态变化示意图，其中图7A～图7D对应四种可能的初始状态。
在图6和图7所示的实施例中，从初始时刻至t5，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的电阻状态保持不变。从时刻t5至t6，电流W1被施加，从而产生自旋轨道矩，电流W1的值IW1大于所需的临界写入电流值IL_H，因此第一磁隧道结11和第二磁隧道结12都被设置为高电阻状态。从时刻t6至t7，电流W1被撤除，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的电阻状态保持不变。从时刻t7至t8，电流W3被施加，从而产生自旋转移矩，电流W3的值IW3大于所需的临界写入电流值IH_L，因此第二磁隧道结12被设置为低电阻状态，第一磁隧道结11仍旧处于高电阻状态。在时刻t8，电流W3被撤除，数据写入操作被完成。最终，不论第一磁隧道结11和第二磁隧道结12在数据写入操作之前处于何种电阻状态，经过图6和图7所示实施例的数据写入操作之后，第一磁隧道结11总是被设置为高电阻状态，第二磁隧道结12总是被设置为低电阻状态。
图8为本发明一种互补型磁性存储单元的数据读取操作实施例示意图。图9为图8实施例所对应的信号波形图，其中图9A和图9B对应两种可能的存储数据态。
在图8和图9所示实施例中，从初始时刻至t9，数据读取电路模块13的使能控制端信号被设置为逻辑低电平，此时数据读取电路模块13未被启用，没有感知电流经过第一磁隧道结11和第二磁隧道结12，数据读取电路模块13的输出端信号总是处于逻辑高电平，与第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的电阻状态无关。从时刻t9起，数据读取电路模块13的使能控制端信号被设置为逻辑高电平，此时数据读取电路模块13被启用，感知电流R1和R2分别经过第一磁隧道结11和第二磁隧道结12，由于第一磁隧道结11和第二磁隧道结12已通过数据写入操作被设置为一对互补的电阻状态，所以感知电流R1的值IR1和感知电流R2的值IR2互不相等，数据读取电路模块13通过对比IR1和IR2的大小来判断所存储的数据状态。例如，在图9A中，第一磁隧道结11处于低电阻状态，第二磁隧道结12处于高电阻状态，IR1的值大于IR2的值，数据读取电路模块13判断所存储的数据为逻辑‘1’，并在时刻t10将该结果以逻辑高电平信号的形式传递至输出端15。应该理解的是，IR1与IR2的值均小于数据写入操作所需的临界电流值IC，因此第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的电阻状态不会被改变。在图9B中，第一磁隧道结11处于高电阻状态，第二磁隧道结12处于低电阻状态，数据读取电路模块13采用图9A的原理判断此时所存储的数据为逻辑‘0’，并在时刻t10将该结果以逻辑低电平信号的形式传递至输出端15。
应该理解的是，本发明一种互补型磁性存储单元的数据读取操作，其实质是通过对比第一磁隧道结和第二磁隧道结的电阻高低关系予以实现，在进行具体的电路设计时，可根据需要而对比不同种类的电学信号。图8和图9所示实施例仅以电流信号为例。此外，逻辑数据‘0’和‘1’的定义取决于具体的电路结构和应用案例，图8和图9所示实施例仅展示其中一种可能的定义。
图10A、B为本发明一种互补型磁性存储单元的变形设计实施例示意图。在该实施例中，第一磁隧道结11、第二磁隧道结12、第三磁隧道结18和第四磁隧道结19被制造在重金属薄膜或反铁磁薄膜1的上方，为存储数据，第一磁隧道结11和第二磁隧道结12被设置为一对互补的电阻状态，能够存储一比特数据，第三磁隧道结18和第四磁隧道结19也被设置为一对互补的电阻状态，也能够存储一比特数据，因此该实施例所示的存储单元能够存储两比特数据。
图10A为该存储单元的数据写入操作实施例示意图，其原理与图4-图7所示实施例的原理类似。第一步，电流W1被施加，其数值满足IW1＞IL_H，该电流经过重金属薄膜或反铁磁薄膜1，产生自旋轨道矩，将第一磁隧道结11、第二磁隧道结12、第三磁隧道结18和第四磁隧道结19设置为高电阻状态；第二步，电流W2被施加，其数值满足IW2＞IH_L，该电流经过第一磁隧道结11，产生自旋转移矩，将第一磁隧道结11设置为低电阻状态；第三步，电流W7被施加，其数值满足IW7＞IH_L，该电流经过第四磁隧道结19，产生自旋转移矩，将第四磁隧道结19设置为低电阻状态。在一些实施例中，第二步和第三步可以同时执行。经过上述操作，第一磁隧道结11被设置为低电阻状态，第二磁隧道结12被设置为高电阻状态，二者状态互补。同时，第三磁隧道结18被设置为高电阻状态，第四磁隧道结19被设置为低电阻状态，二者状态也互补。因此，该存储单元包含两对互补的电阻状态，能够存储两比特数据。
图10B为该存储单元的数据读取操作实施例示意图，其原理与图8-图9所示实施例的原理类似。数据读取电路模块13通过感知电流R1和R2来判断第一磁隧道结11和第二磁隧道结12的电阻高低关系，并将判断结果以一个逻辑电平信号的形式传递至输出端15。同理，数据读取电路模块13通过感知电流R3和R4来判断第三磁隧道结18和第四磁隧道结19的电阻高低关系，并将判断结果以一个逻辑电平信号的形式传递至输出端15。上述两个逻辑电平信号表示所存储的两比特数据。
图11为本发明一种互补型磁性存储单元的变形设计实施例示意图，在该实施例中，重金属薄膜或反铁磁薄膜1的上方的磁隧道结的数量被增加，因此存储单元的数据容量被进一步扩展。为存储数据，以重金属薄膜或反铁磁薄膜1的中点为对称轴，在轴的两侧依次各取一个磁隧道结并将二者设置为一对互补的电阻状态(即互补磁隧道结对24-26)，若磁隧道结的数量为2X个(其中X为正整数)，则存储单元能够存储X比特数据。该实施例的数据写入操作和数据读取操作原理与图10所示实施例的原理相同。
Claims (7)
1.一种互补型磁性存储单元，其特征在于：该存储单元包括一个重金属薄膜或反铁磁薄膜、第一磁隧道结、第二磁隧道结、第一电极、第二电极、第三电极、第四电极和第五电极；其中，第一磁隧道结和第二磁隧道结被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜的上方；第一电极、第二电极和第三电极被制造于重金属薄膜或反铁磁薄膜的下方，第四电极被制造于第一磁隧道结的上方，第五电极被制造于第二磁隧道结的上方；为存储一比特数据，第一磁隧道结和第二磁隧道结被设置为一对互补的电阻状态，即其中一个磁隧道结被设置为高电阻状态，另一个磁隧道结被设置为低电阻状态。
2.根据权利要求1所述的一种互补型磁性存储单元，其特征在于：所述的第一磁隧道结和第二磁隧道结均由四层物质构成，包括第一铁磁金属、第一氧化物、第二铁磁金属和第一合成反铁磁层。
3.根据权利要求1所述的一种互补型磁性存储单元，其特征在于：所述第一磁隧道结和第二磁隧道结均至少具有两种电阻状态，其电阻值取决于第一铁磁金属和第二铁磁金属的磁化方向。
4.根据权利要求1所述的一种互补型磁性存储单元，其特征在于：在该存储单元中，所述磁隧道结的数量可以被增加，从而使数据容量被扩展，即该磁隧道结的数量可以为2X个，其中X为正整数，则存储单元能够存储X比特数据。
5.一种互补型磁性存储单元的数据写入方法，其特征在于：该方法依靠自旋轨道矩和自旋转移矩两种效应，其中自旋轨道矩通过在重金属薄膜或反铁磁薄膜施加电流而产生，自旋转移矩通过在磁隧道结施加电流而产生；具体通过以下两个步骤予以实现：第一步，在重金属薄膜或反铁磁薄膜通入足够强的电流，从而产生自旋轨道矩将两个磁隧道结均设为高电阻状态；第二步，对其中一个磁隧道结施加足够强的电流，从而产生自旋转移矩将该磁隧道结设为低电阻状态，而另一个磁隧道结仍处于高电阻状态。
6.根据权利要求5所述的一种互补型磁性存储单元的数据写入方法，其特征在于：数据写入所需的电流的方向均是固定不变的。
7.一种互补型磁性存储单元的数据读取方法，其特征在于：数据的读取通过比较两个磁隧道结的电阻高低关系予以实现。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810901797.0A CN109166962B (zh) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 一种互补型磁性存储单元 |
| US16/162,174 US10910029B2 (en) | 2018-08-09 | 2018-10-16 | Complementary magnetic memory cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810901797.0A CN109166962B (zh) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 一种互补型磁性存储单元 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109166962A true CN109166962A (zh) | 2019-01-08 |
| CN109166962B CN109166962B (zh) | 2020-10-20 |
Family
ID=64895251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810901797.0A Active CN109166962B (zh) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 一种互补型磁性存储单元 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10910029B2 (zh) |
| CN (1) | CN109166962B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110061127A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-07-26 | 中国科学院微电子研究所 | 磁隧道结的形成方法及磁阻式随机存储器 |
| CN110391331A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-29 | 北京航空航天大学 | 一种磁性模数转换器 |
| CN112928135A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 浙江驰拓科技有限公司 | 磁性存储器及其制备方法 |
| CN113451356A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-09-28 | 北京航空航天大学 | 磁性随机存储单元、存储器及设备 |
| US12029135B2 (en) | 2021-02-10 | 2024-07-02 | Beihang University | Magnetic random-access memory cell, memory and device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10916282B2 (en) * | 2019-06-20 | 2021-02-09 | International Business Machines Corporation | Control of switching trajectory in spin orbit torque devices by micromagnetic configuration |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104081463A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-10-01 | 英特尔公司 | 带有具有两个堆叠的磁性隧道结(mtj)部件的元件的存储器 |
| CN104795489A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-22 | 北京航空航天大学 | 一种新型的四端磁存储器件 |
| CN106374034A (zh) * | 2016-09-05 | 2017-02-01 | 清华大学 | 一种可重构的磁逻辑器件及其制备方法 |
| CN107611255A (zh) * | 2017-09-11 | 2018-01-19 | 北京航空航天大学 | 一种高密度磁性存储器件 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7826259B2 (en) * | 2009-01-29 | 2010-11-02 | Seagate Technology Llc | Staggered STRAM cell |
| JP2012069181A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
| US8988923B2 (en) * | 2012-09-11 | 2015-03-24 | The Regents Of The University Of California | Nonvolatile magneto-electric random access memory circuit with burst writing and back-to-back reads |
| US10355204B2 (en) * | 2017-03-07 | 2019-07-16 | International Business Machines Corporation | Selective growth of seed layer for magneto-resistive random access memory |
| JP6881148B2 (ja) * | 2017-08-10 | 2021-06-02 | Tdk株式会社 | 磁気メモリ |
| EP3695405A1 (en) * | 2017-10-13 | 2020-08-19 | Everspin Technologies, Inc. | Perpendicular magnetic memory using spin-orbit torque |
-
2018
- 2018-08-09 CN CN201810901797.0A patent/CN109166962B/zh active Active
- 2018-10-16 US US16/162,174 patent/US10910029B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104081463A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-10-01 | 英特尔公司 | 带有具有两个堆叠的磁性隧道结(mtj)部件的元件的存储器 |
| CN104795489A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-22 | 北京航空航天大学 | 一种新型的四端磁存储器件 |
| CN106374034A (zh) * | 2016-09-05 | 2017-02-01 | 清华大学 | 一种可重构的磁逻辑器件及其制备方法 |
| CN107611255A (zh) * | 2017-09-11 | 2018-01-19 | 北京航空航天大学 | 一种高密度磁性存储器件 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LIANHUA QU: "A Disturbance-Free Energy-Efficient STT-MRAM", 《IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS,》 * |
| YUSUNG KIM等: "DSH-MRAM: Differential Spin Hall MRAM for On-Chip Memories", 《IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110061127A (zh) * | 2019-05-20 | 2019-07-26 | 中国科学院微电子研究所 | 磁隧道结的形成方法及磁阻式随机存储器 |
| CN110061127B (zh) * | 2019-05-20 | 2023-08-08 | 中国科学院微电子研究所 | 磁隧道结的形成方法及磁阻式随机存储器 |
| CN110391331A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-29 | 北京航空航天大学 | 一种磁性模数转换器 |
| CN112928135A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 浙江驰拓科技有限公司 | 磁性存储器及其制备方法 |
| WO2021109582A1 (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-10 | 浙江驰拓科技有限公司 | 磁性存储器及其制备方法 |
| CN113451356A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-09-28 | 北京航空航天大学 | 磁性随机存储单元、存储器及设备 |
| CN113451356B (zh) * | 2021-02-10 | 2022-12-20 | 北京航空航天大学 | 磁性随机存储单元、存储器及设备 |
| US12029135B2 (en) | 2021-02-10 | 2024-07-02 | Beihang University | Magnetic random-access memory cell, memory and device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190051339A1 (en) | 2019-02-14 |
| US10910029B2 (en) | 2021-02-02 |
| CN109166962B (zh) | 2020-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107611255B (zh) | 一种高密度磁性存储器件 | |
| CN107658382B (zh) | 一种基于自旋霍尔效应的磁随机存储器 | |
| CN109166962A (zh) | 一种互补型磁性存储单元 | |
| CN108538328B (zh) | 一种磁性存储器的数据写入方法 | |
| US8508004B2 (en) | Magnetic element having reduced current density | |
| US6404674B1 (en) | Cladded read-write conductor for a pinned-on-the-fly soft reference layer | |
| CN1307643C (zh) | 具有软基准层的磁阻器件的读取方法 | |
| US8558297B2 (en) | MRAM cell structure | |
| CN104393169B (zh) | 一种无需外部磁场的自旋轨道动量矩磁存储器 | |
| US6538920B2 (en) | Cladded read conductor for a pinned-on-the-fly soft reference layer | |
| US6593608B1 (en) | Magneto resistive storage device having double tunnel junction | |
| CN101067967B (zh) | 磁性存储装置 | |
| US20010035545A1 (en) | MRAM memory | |
| US7369429B2 (en) | Non-volatile memory device having toggle cell | |
| US20100074092A1 (en) | Reducing Spin Pumping Induced Damping of a Free Layer of a Memory Device | |
| CN106449970B (zh) | 一种低功耗磁性存储单元 | |
| CN100350495C (zh) | 具有软基准层的磁阻器件 | |
| CN1427416A (zh) | 具有软基准层的磁存储器件 | |
| CN106654002B (zh) | 一种低功耗磁性多阻态存储单元 | |
| CN109637569A (zh) | 一种磁性存储单元及其数据写入方法 | |
| EP1531481B1 (en) | Magnetic tunneling junction cell having free magnetic layer with low magnetic moment and magnetic random access memory having the same | |
| CN105448320A (zh) | 交叉矩阵列式磁性随机存储器及其读写方法 | |
| CN100437817C (zh) | 基于环状磁性多层膜的磁性随机存取存储器及其控制方法 | |
| CN100476995C (zh) | 基于闭合状磁性多层膜的磁性随机存取存储器及控制方法 | |
| US12014762B2 (en) | Semiconductor memory device with spin-orbit coupling channel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210309 Address after: 100191 rooms 504a and 504b, 5th floor, 23 Zhichun Road, Haidian District, Beijing Patentee after: Zhizhen storage (Beijing) Technology Co.,Ltd. Address before: 100191 No. 37, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road Patentee before: BEIHANG University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231221 Address after: Room 1605, Building 1, No. 117 Yingshan Red Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province, 266400 Patentee after: Qingdao Haicun Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 100191 rooms 504a and 504b, 5th floor, 23 Zhichun Road, Haidian District, Beijing Patentee before: Zhizhen storage (Beijing) Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |