CN117546625A - 存储装置、存储单元阵列、存储单元阵列的制作方法、磁头及电子设备 - Google Patents

存储装置、存储单元阵列、存储单元阵列的制作方法、磁头及电子设备 Download PDF

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Abstract

一种存储装置(100)具有：多个磁存储元件(30)；以及选择电路(8)，该选择电路(8)从该多个磁存储元件(30)中选择预期的磁存储元件(30)。该多个磁存储元件(30)包括：第一磁存储元件(30‑1)，具有根据环境值而改变的特性；以及第二磁存储元件(30‑2)，具有与该第一磁存储元件(30‑1)的特性不同的特性。选择电路(8)基于环境值的检测结果来执行第一磁存储元件(30‑1)和第二磁存储元件(30‑2)之间的排他选择。

Description

存储装置、存储单元阵列、存储单元阵列的制作方法、磁头及 电子设备
技术领域
本公开涉及存储装置、存储单元阵列、用于制造存储单元阵列的方法、磁头和电子设备。
背景技术
例如，在专利文献1中，公开了根据温度来设定磁存储元件的读写电流脉冲宽度的方法。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2010-92521A
非专利文献
非专利文献1：S.Mangin等，Nature materials，第5卷，2006年3月，第210页
发明内容
技术问题
在专利文献1的方法中，由于诸如功耗和写入时间的操作条件根据温度而改变，所以操作变得复杂。这同样适用于除了温度变化之外的环境变化。
本公开的一方面提供了可以实现对环境变化的容易的适应的存储装置、存储单元阵列、用于制造存储单元阵列的方法、磁头和电子设备。
问题的解决方案
根据本公开的一方面的存储装置包括：多个磁存储元件；以及选择电路，该选择电路从该多个磁存储元件中选择期望的磁存储元件，其中该多个磁存储元件包括：第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及第二磁存储元件，具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性，并且该选择电路基于该环境值的检测结果排他地选择该第一磁存储元件和该第二磁存储元件。
根据本公开的一方面的存储单元阵列包括：第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性；以及能够排他地选择第一磁存储元件和第二磁存储元件的配线。
根据本公开的一方面的用于制造存储单元阵列的方法包括：形成具有根据环境值而改变的特性的第一磁存储元件；形成第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性；以及形成能够排他地选择第一磁存储元件和第二磁存储元件的配线。
根据本公开的一方面的磁头包括：第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及第二磁存储元件，具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性，该磁头被配置为能够排他地选择该第一磁存储元件和该第二磁存储元件。
根据本公开的一方面的电子设备是在其上安装存储装置的电子设备，其中，该存储装置包括：多个磁存储元件；以及选择电路，该选择电路从该多个磁存储元件中选择期望的磁存储元件，该多个磁存储元件包括：第一磁存储元件，该第一磁存储元件具有根据环境值而改变的特性；以及第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性，以及该选择电路基于该环境值的检测结果排他地选择该第一磁存储元件和该第二磁存储元件。
附图说明
图1是示意性地描绘根据实施方式的存储装置的示意性配置的示例的示图。
图2是示意性地描绘存储单元阵列的示意性配置的示例的示图。
图3是示意性地描绘磁存储元件的示意性配置的实例的截面图。
图4是示意性地描绘磁存储元件的特性的实例的截面图。
图5是示意性地描绘磁存储元件的特性的实例的截面图。
图6是示意性地描绘磁存储元件的布置的实例的截面视图。
图7是示意性地描绘存储单元阵列的等效电路的实例的图。
图8是示意性地描绘磁存储元件的切换的实例的图。
图9是示意性地描绘在存储装置中执行的处理的实例的流程图。
图10是示意性地描绘存储单元阵列的等效电路的实例的图。
图11是示意性地描绘磁存储元件的布置的实例的截面图。
图12是示意性地描绘存储装置的示意性配置的实例的示图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。另外，在以下的各实施方式中，对相同的结构要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。附图中出现的每个元件的尺寸不一定是准确的。在一些图中，示出了XYZ坐标系。
将根据以下项目顺序描述本公开。
0.介绍
1.实施例
2.变形例
3.应用实例
4.效果的实例
0.介绍
随着各种信息设备从大容量服务器到移动终端的快速发展，在构成信息设备的诸如存储器和逻辑的设备中，已经追求诸如更高集成、更高速度和更低功耗的性能的进一步改进。具体地，半导体非易失性存储器已显著进步，并且作为特别大容量的文件存储器的闪存已广泛地用于驱逐硬盘驱动器的步伐。另一方面，考虑到向代码存储和工作存储器之中的发展，开发了铁电随机存取存储器(FeRAM)、磁随机存取存储器(MRAM)、相变随机存取存储器(PCRAM)等以代替现在常用的NOR闪存、DRAM等，并且已经将它们中的一些投入实际使用。
其中，MRAM因为根据磁体的磁化方向存储数据而能够高速且几乎无限地(1015倍以上)重写，并且已经在诸如工业自动化和飞机的领域中使用。虽然MRAM由于其高速操作和可靠性而被期望在未来在代码存储或工作存储器中发展，MRAM实际上在低功耗和大容量方面具有问题。这些是由MRAM的记录原理(即，通过从配线生成的电流磁场反转磁化的系统)引起的基本问题。作为用于解决该问题的方法，已经研究了不依赖于电流磁场(即，磁化反转)的记录方法，具体地，积极地进行对自旋扭矩磁化反转的研究。具有自旋扭矩磁化反转的存储装置由与MRAM类似的磁性隧道结(MTJ)构成，并且该设备利用穿过固定在特定方向上的磁性层的自旋极化电子在进入磁性层时向另一自由(非固定方向)磁性层施加扭矩、并且当等于或大于特定阈值的电流流动时自由磁性层被反转的事实。通过改变电流的极性执行0/1重写。此反转的电流的绝对值在约0.1um的尺度的元件中为1mA或更小，并且此电流值与元件体积成比例地减小，这允许了缩放。此外，因为不需要在MRAM中为必要的用于产生用于记录的电流磁场的字线，所以还有简化单元结构的优点。
在本公开中，使用自旋扭矩磁化反转的MRAM被称为自旋转移扭矩-磁性随机存取存储器(STT-MRAM)。作为能够实现低功耗和大容量同时保持MRAM的高速度和几乎无限可重写的优点的非易失性存储器，STT-MRAM已经被极大地期望。
作为用于STT-MRAM的铁磁体，已经研究了各种材料，并且通常认为具有垂直磁各向异性的那些材料比具有平面内磁各向异性的那些材料更适合于降低功率和增加容量。这是因为垂直磁化具有在自旋扭矩磁化反转时被超过的较低能量势垒，并且垂直磁化层(或膜)的高磁各向异性有利于保持通过增加容量而小型化的存储介质的热稳定性。
为了将STT-MRAM作为竞争性存储器应用于各种应用，存在以下问题。例如，在车载STT-MRAM中，需要确保在诸如-40℃至125℃的温度的宽范围内的操作，并且同时尤其满足低温下的写入电压和高温下的信息保持，具有温度相关性的MTJ元件的所需规范非常高。存在如专利文献1中那样针对每个温度控制适合于MTJ元件的写入脉冲宽度的方法，但是由于功耗和写入时间波动，所以存储器操作变得复杂。
在要公开的技术的方面中，两个或更多个不同的MTJ(材料、处理和尺寸)存在于例如同一存储器宏中。不同的MTJ被设置在不同的字线上，由此通过反映所监测的温度的字线选择来切换供使用的MTJ。结果，通过切换多个MTJ元件(针对高温、针对低温)以在相对于STT-MRAM的操作温度的相应温度下形成最佳操作条件，提供适于宽温度范围的STT-MRAM而不改变存储器的操作条件。
1.实施例
图1是示出根据实施方式的存储装置的示意性配置的示例的示图。存储装置100包括存储器宏1。存储器宏1包括存储单元阵列2、检测电路7和选择电路8。
存储单元阵列2包括多个存储单元3。多个存储单元3在X轴方向和Y轴方向上布置成阵列。如稍后参见图2所描述的，一个存储单元3包括一个磁存储元件。在这个意义上，存储单元阵列2还可以被称为包括多个磁存储元件的存储器设备阵列。
图2是描绘存储单元阵列的示意性配置的示例的示图。存储单元阵列2除了磁存储元件30之外还包括半导体衬底60和配线。配线的实例包括位线BL、字线WL和感测线SL。例如，半导体衬底60是诸如硅衬底的半导体衬底。
存在从存储单元阵列2(即，多个磁存储元件30)延伸到选择电路8(图1)的多条位线BL、多条字线WL和多个感测线SL。位线BL和字线WL是彼此交叉的两种类型的地址配线。与位线BL相对应地设置感测线SL。在该示例中，位线BL在X轴方向上延伸，并且字线WL在Y轴方向上延伸。
磁存储元件30设置在半导体衬底60上(在该实例中，在Z轴正方向侧)。每个磁存储元件30与位线BL和字线WL之间的交叉点相关联(例如，靠近)设置。磁存储元件30的一个端子连接到位线BL。例如，磁存储元件30的上电极(未示出)电连接到位线BL。磁存储元件30的其他端子连接到稍后将描述的选择晶体管40。例如，磁存储元件30的下电极(未示出)连接到选择晶体管40。
注意，“连接”可以指电连接。另一个元件可以插入在彼此连接的元件之间，只要元件的功能不丧失。
半导体衬底60包括多个选择晶体管40和元件隔离区50。元件隔离区50提供电隔离区。选择晶体管40形成在由元件隔离区50隔离的区中。多个选择晶体管40中的每一个对应于一个磁存储元件30并且被提供以选择磁存储元件30。
如图2中由虚线围绕和指示的，一个存储单元3包括相应的磁存储元件30和选择晶体管40。图2示意性地示出了与包括在存储单元阵列2中的多个存储单元3中的四个存储单元3对应的部分。在一个存储单元3中，磁存储元件30和选择晶体管40连接在相应的位线BL与感测线SL之间。
所示出的选择晶体管40是FET并且包括源极区41、漏极区42和栅极区。设置用于栅极区域的栅电极连接到字线WL。在图2中示出的示例中，字线WL包括栅极电极。源极区41与感测线SL连接。漏极区42与磁存储元件30的另一端连接。在该实例中，源极区41与相邻的选择晶体管40的源极区41共同形成。
磁存储元件30在Z轴方向上连接在选择晶体管40的漏极区42和位线BL之间。例如，经由接触层(过孔等)建立连接。
位线BL、字线WL和感测线SL连接到选择电路8(图1)，使得可以通过向磁存储元件30施加电压来使期望的电流流动。在写入信息时，经由对应于期望存储单元的位线BL和感测线SL施加用于使电流流过磁存储元件30的电压。电压被施加到对应于期望存储单元(即，选择晶体管40的栅电极)的字线WL，并且选择晶体管40导通(导通状态)，由此电流流过磁存储元件30。电流流过磁存储元件30，并且通过自旋扭矩磁化反转写入(存储)信息。在读出信息时，将电压施加到与期望的存储单元(即，选择晶体管40的栅电极)对应的字线WL，并且检测在位线BL与感测线SL之间流动的电流(即，流过磁存储元件30的电流)。电流的检测意味着电阻的幅度的检测，并且通过该检测读出信息。
图3是示意性地描绘磁存储元件的示意性配置的实例的截面图。磁存储元件30是垂直磁化型STT-MRAM并且具有堆叠结构。Z轴方向对应于堆叠方向(垂直方向)。X轴方向和Y轴方向对应于层的延伸方向(平面方向)。
磁存储元件30包括底层31、磁化固定层32、绝缘层33、存储层34、上隧道势垒层35、上磁化固定层36以及覆盖层37。在该实例中，底层31、磁化固定层32、绝缘层33、存储层34、上隧道势垒层35、上磁化固定层36以及覆盖层37以该顺序在Z轴正方向上堆叠。尽管通过自旋扭矩磁化反转使存储层34的磁化方向反转，但是磁化固定层32和上磁化固定层36的磁化布置不反转，并且存储层34、磁化固定层32和上磁化固定层36处于彼此反平行状态。在这样的自旋转移矩存储器中，“0”和“1”的信息由存储层34的磁化与上部磁化固定层36的磁化之间的相对角度定义。
用作隧道势垒层(隧道绝缘层)的绝缘层33和上隧道势垒层35被设置在存储层34与磁化固定层32和上磁化固定层36中的每一个之间，并且配置MTJ元件。底层31形成在磁化固定层32下方，并且覆盖层37形成在上磁化固定层36上。
绝缘层33和上隧道势垒层35的材料的实例包括MgO(氧化镁)。材料不限于MgO，并且例如，可以使用各种绝缘体、电介质和半导体如Al2O3(氧化铝)、AlN(氮化铝)、SiO2、Bi2O3、MgF2、CaF、SrTiO2、AlLaO3和Al-N-O。
存储层34由具有磁矩的铁磁体制成，其中，磁化方向在垂直于层表面的方向(Z轴方向)上自由变化。磁化固定层32和上磁化固定层36由具有磁矩的铁磁体制成，其中，磁化固定在垂直于层表面的方向上。
通过具有单轴(例如，Z轴方向)各向异性的存储层的磁化方向来存储信息。通过在垂直于层表面的方向上施加电流以引起自旋扭矩磁化反转来执行写入。对于其磁化方向通过自旋注入反转的存储层34，磁化固定层32经由绝缘层33设置，并且上部磁化固定层36经由上部隧道势垒层35设置，并且这些固定层用作存储层34的存储信息(磁化方向)的基准。
存储层34、磁化固定层32和上磁化固定层36的材料的实例包括Co-Fe-B。因为磁化固定层32和上磁化固定层36是信息的基准，所以要求这些层的磁化方向不会由于记录或读取而改变。然而，磁化方向不一定需要被固定在特定方向上，并且矫顽力可被制成大于存储层34的矫顽力，层厚度(或膜厚度)可被制成大于存储层34的层厚度，或磁阻尼常数可被制成较大以使磁化方向比存储层的磁阻尼常数较不可能移动。在固定磁化的情况下，磁化固定层32或者上部磁化固定层36可通过使诸如PtMn或者IrMn的反铁磁体与磁化固定层32或者上部磁化固定层36接触或者经由诸如Ru的非磁性体磁耦合与该反铁磁体接触的磁性体来间接固定。
在实施方式中，调整存储层34的组成，使得由存储层34中的垂直磁化层接收的有效退磁场的大小小于饱和磁化量(在下文中，也称为“饱和磁化量Ms”)。如上所述，选择存储层34的铁磁材料Co-Fe-B成分，并且减少由存储层34接收的有效退磁场的大小以便小于存储层34的饱和磁化量Ms。这使存储层34的磁化指向垂直于层表面的方向。
在实施方式中，使用氧化镁层作为绝缘层33和上隧道势垒层35可以增加磁阻比(MR比)。通过以这种方式增加MR比，可以提高自旋注入的效率，并且可以降低使存储层34的磁化方向反转所需的电流密度。此外，绝缘层33和上隧道势垒层35的材料可替换为金属材料作为中间层，并且可通过巨磁阻(GMR)效应执行自旋注入。
根据上述磁存储元件30，磁存储元件30的存储层34被配置为使得存储层34接收的有效退磁场的大小小于存储层34的饱和磁化量(也称为饱和磁化量Ms)。存储层34接收的退磁场较低，并且可减小使存储层34的磁化方向反转所需的写入电流的量。这是因为存储层34具有垂直磁各向异性，所以能够施加垂直磁化STT-MRAM的反转电流，这在退磁场方面是有利的。
另一方面，因为可以在不减小存储层34的饱和磁化量Ms的情况下减小写入电流的量，所以可以通过将存储层34的饱和磁化量Ms设置为足够的量来确保存储层34的热稳定性。此外，因为磁化固定层32和上部磁化固定层36具有堆叠铁磁体钉扎结构，所以可以使这些固定层抵抗外部磁场变慢、阻断由这些固定层引起的漏磁场、并且通过多个磁性层的层间耦合增强磁化固定层32和上部磁化固定层36的垂直磁各向异性。由于可以如此充分地确保热稳定性(即，信息保持能力)，所以可以配置具有优异的特性平衡的磁存储器装置30。
如上所述，通过具有单轴各向异性的存储层34的磁化方向来存储(写入)信息。通过在垂直于层表面的方向(Z轴方向)上施加电流以引起自旋扭矩磁化反转来执行写入。
这里，将简要描述自旋扭矩磁化反转。电子具有两种类型的自旋角动量。这可被定义为向上动量和向下动量。在非磁性体中，动量的数量相同，在铁磁体中，动量的数量彼此不同。将考虑两个铁磁体层的磁矩的方向处于反平行状态并且使电子从下部磁体移动到上部磁体的情况。此处，下部磁体是磁化固定层32或者其磁方向由于高矫顽力等被固定的上部磁化固定层36，并且上部磁体是存储层34。已经穿过磁化固定层32或上部磁化固定层36的电子是自旋极化的，即，向上和向下电子的数量存在差异。当非磁性体的厚度足够薄并且到达另一磁体(即，在极化松弛并且获得正常非磁性体中的非极化状态(具有相同数量的向上和向下电子)之前的存储层34)时，自旋极化的符号反转，使得一些电子反转，即，自旋角动量的方向反转以降低系统的能量。此时，由于需要节省系统的总角动量，所以与由于电子已经改变方向而导致的角动量的总变化相等的反应也被施加到磁性的磁矩。在电流(即，单位时间内通过的电子的数量)较小的情况下，存储层34的磁矩中产生的角动量变化也较小，因为改变方向的电子的总数也较小。然而，随着电流增加，在单位时间内可给出大量的角动量变化。角动量的时间变化是扭矩，并且当扭矩超过某个阈值时，存储层34的磁矩开始反转，并且由于其单轴各向异性在旋转180度时变得稳定。即，发生从反平行状态至平行状态的反转。
在磁化平行状态下，当电流沿电子从存储层34发送至磁化固定层32或上磁化固定层36的方向反向流动时，在自旋反转的电子在被磁化固定层32或上磁化固定层36反射时进入存储层34时施加扭矩，并且电子可被反转至反平行状态。然而，此时，引起反转所需的电流量大于从反平行状态反转至平行状态的情况下的电流量。尽管难以直观地理解从平行状态至反平行状态的反转，但是可认为不能执行反转，因为磁化固定层32和上磁化固定层36被固定，并且存储层34被反转以节省整个系统的角动量。以这种方式，通过使等于或大于对应于每个极性的特定阈值的电流在从磁化固定层32或上部磁化固定层36到存储层34的方向上或者在相反方向上流动来记录0/1信息。
假设垂直磁化STT-MRAM的反向电流是Ic_perp，满足：
平行→反平行Ic_perp＝(A·α·Ms·V/g(0)/P)(Hk-4πMs)
反平行→平行Ic_perp＝-(A·α·Ms·V/g(π)/P)(Hk-4πMs)。
另一方面，当面内磁化STT-MRAM的反向电流是Ic_para时，满足：
平行→反平行Ic_para＝(A·α·Ms·V/g(0)/P)(Hk+2πMs)
反平行→平行Ic_para＝-(A·α·Ms·V/g(π)/P)(Hk+2πMs)。
在以上公式中，A是常数，α是阻尼常数，Ms是饱和磁化，V是元件体积，g(0)P和g(π)P是分别对应于在平行状态和反平行状态下自旋扭矩传输至配对磁性层的效率的系数，并且Hk是磁各向异性(非专利文献1)。在以上公式中，当在垂直磁化类型的情况下的(Hk-4πMs)与在面内磁化类型的情况下的(Hk+2πMs)相比较时，可以理解，垂直磁化类型更适合于减小记录电流。
通过使用隧道磁阻(TMR)效应读出信息。即，在磁存储元件30中，电极之间的电阻的幅度根据磁化固定层32或上磁化固定层36的磁化方向与存储层34的磁化方向之间的关系(例如，平行或反平行)而改变。通过利用电流检测来检测电阻，读出存储层34的磁化方向，即，写入(存储)在存储层34中的信息。读出时的电流远小于写入时的电流，并且不影响存储层34的磁化方向。由此，能够以非破坏性的方式读出信息。
磁存储元件30的特性根据环境而改变。环境的实例包括温度、光、磁场和冲击。直接或间接指示这种环境的值被称为“环境值”。例如，在表示温度作为环境的值的情况下，环境值可以是温度本身，或者可以是由温度传感器等检测的电流值或电压值。磁存储元件30具有根据环境值而改变的特性。特性的实例是相对于环境值的保持性能，并且例如由如上所述的磁各向异性Hk或保持力(Oe)的指数表示。当环境值为温度时，保持是热稳定性的保持。在下文中，除非另有说明，环境值是温度。特性的另一实例是写入信息或读出信息所需的电压，例如，施加至位线BL、感测线SL、字线WL等的电压(包括选择晶体管40的驱动电压)。该电压可以指一定范围内的电压，这种电压也称为电压Vc。特性的另一实例是电阻变化率TMR。
根据公开的技术，可以获得实际保持，在不改变操作条件的情况下，即，在相同的操作条件下，可以获得宽温度范围内的电阻变化率TMR等。这里的操作条件是与从磁存储元件30读取信息和向磁存储元件30写入信息相关的操作的条件。操作条件的实例是上述的电压Vc。相同的操作条件意味着电压Vc的大小(范围)、施加周期(脉冲宽度)等以及由于这些条件引起的功耗等基本上相同(例如，在设计误差、变化等的范围内)。
在本实施例中，存储装置100包括具有彼此不同的特性的多个磁存储元件30。将描述两种类型的磁存储元件30，即，磁存储元件30-1(第一磁存储元件)和磁存储元件30-2(第二磁存储元件)作为具有不同特性的多个磁存储元件30的实例。
图4和图5是各自示意性地描绘磁存储元件的特性的实例的截面图。各图的横轴示意性地表示温度，各图的纵轴示意性地表示保持度。操作条件相同。在附图中，实际的保持范围(上限和下限)由一对虚线表示。
图4示出磁存储元件30-1的特性。磁存储元件30-1在温度T11至温度T12的范围中具有实际的保持等。温度T11例如可以为-40℃以下。图5示出了磁存储元件30-2的特性。磁存储元件30-2在温度T21至温度T22的范围中具有实际的保持等。温度T22可以是例如125℃或更高。温度T21高于温度T11并且等于或低于温度T12。温度T22高于温度T12。通过根据温度选择性地使用如上所述的磁存储元件30-1和磁存储元件30-2，可以在从温度T11到温度T22的宽温度范围(例如，-40℃至125℃)中获得实际保持，而不改变操作条件。这里，将保持描述为磁存储元件30的特性的实例，但是电压Vc和电阻变化率TMR也可以这种方式描述。在这种情况下，曲线图的纵轴可以对应于电压Vc或电阻变化率TMR。
当磁存储元件30-1和磁存储元件30-2彼此比较时，磁存储元件30-1是适用于在相对低温下使用的低温的MTJ元件。磁存储元件30-2是适于在相对高的温度下使用的用于高温的MTJ元件。磁存储元件30-1被设计为具有相对低的RA(电阻面积积)和小的热稳定性，使得可以比磁存储元件30-2更容易地执行低温下的写入。磁存储元件30-2被设计为具有相对高的RA和高的热稳定性，使得可以比磁存储元件30-1更容易地执行高温下的写入。
通过改变磁存储元件30的材料、处理条件、尺寸等来实现具有不同特性的磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。例如，可以通过改变每个层的材料来获得不同的特性。也可以通过改变诸如膜形成和蚀刻的处理条件来获得不同的特性。也可以通过改变各层的层厚度或面积来获得不同的特性。磁存储元件30-2可以在材料、处理条件和尺寸中的至少一个方面与磁存储元件30-1不同。
图6是示意性地描绘了磁存储元件的布置的实例的截面视图。配线层L1至L6被例示为设置在选择晶体管40上方(Z轴正方向侧)的配线层。配线层L1、配线层L2、配线层L3、配线层L4、配线层L5以及配线层L6在Z轴正方向上以该顺序堆叠。虽然未用参考标号表示，但是也示出了用于连接各个配线层的通孔等。
在图6所示的实例中，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2被布置在具有不同高度的位置处。具体地，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2被设置在不同的配线层之间。在该实例中，磁存储元件30-1被设置在配线层L3和配线层L4之间。磁存储元件30-2被设置在配线层L5与配线层L6之间。位线BL、感测线SL和字线WL分别设置在不同的配线层中，在该示例中，设置在配线层L6、配线层L3和配线层L2中。
在字线WL的延伸方向上，即，在Y轴方向上，多个磁存储元件30-1被布置为彼此相邻，并且磁存储元件30-2被布置为彼此相邻。在X轴方向上，交替地布置多个磁存储元件30-1和多个磁存储元件30-2。
图7是描绘存储单元阵列的等效电路的实例的图。例示三个位线BL、三个感测线SL和两个字线WL。两条字线WL之一连接到磁存储元件30-1所连接到的选择晶体管40的栅电极。另一字线WL连接到选择晶体管40的栅电极，磁存储元件30-2连接到该选择晶体管40的栅电极。即，多条字线WL的每一个排他地连接到磁存储元件30-1所连接到的选择晶体管40的栅电极以及磁存储元件30-2所连接到的选择晶体管40的栅电极。磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以由位线BL、感测线SL和字线WL排他地选择。
描述返回图1。检测电路7检测环境值，并生成表示检测结果的信号。检测电路7所生成的信号被称为检测信号TH。检测信号TH的实例包括表示检测的环境值与预定值之间的大小关系的信号以及表示检测的环境值的范围的信号。
如上所述，这里假定环境值是温度。在这种情况下，检测电路7可以是检测存储器宏1(更具体地，存储单元阵列2)的温度的温度检测电路。各种已知的方法可以用于温度检测。例如，可以在存储单元阵列2中设置用于温度检测的配线(电阻器)、二极管等。根据温度变化引起的电气特性的变化来检测温度。检测电路7在检测光、磁场、冲击等的情况下，也可以是光学检测电路、磁检测电路、冲击检测电路等。各种已知的方法可以用于检测。
在以下描述中，假设检测信号TH是表示检测温度与预定温度之间的幅度关系的信号。预定温度是用于在磁存储元件30-1和磁存储元件30-2之间切换的参考(阈值)，并且被称为切换温度TS。例如，检测信号TH是表示检测温度等于或低于切换温度TS的值(即，低温)或者表示检测温度大于(高于)切换温度TS的值(即，高温)的信号。可以确定切换温度TS具有滞后现象。
切换温度TS被设置为在磁存储器装置30-1具有实际保持的温度范围与磁存储器装置30-2具有实际保持的温度范围之间的边界处的温度，或者在这些温度范围重叠的范围内的温度。在上述图4和图5的示例中，磁存储元件30-1在温度T11至温度T12的范围内具有实际保持，并且磁存储元件30-2在温度T21至温度T22的范围内具有实际保持。由此，切换温度TS被设定为温度T12以下且温度T21以上。
检测电路7输出所生成的检测信号TH。由检测电路7输出的检测信号TH被输入到选择电路8。
选择电路8经由位线BL、感测线SL、字线WL等连接到存储单元阵列2。选择电路8的连接有在X轴方向延伸的配线的部分也称为选择电路81，并且在附图中示出。在Y轴方向延伸的配线所连接的部分也称为选择电路82并且在附图中示出。选择电路8从包括在存储单元阵列2中的多个磁存储元件30(多个存储单元3中的磁存储元件30)中选择期望的磁存储元件30。通过对位线BL、字线WL和感测线SL施加电压等来进行选择(配线的激活)。选择电路8可以具有与各种已知的存储器选择电路相同的配置。
在本实施例中，选择电路8基于检测电路7的检测结果、更具体地基于检测信号TH排他地选择磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。根据温度来切换磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。具体而言，在检测信号TH表示低温的情况下，选择电路8选择磁存储元件30-1。当检测信号TH表示高温时，选择电路8选择磁存储元件30-2。
图8是示意性地描绘磁存储元件的切换的实例的图。在温度T11至切换温度TS的范围内(即，在低温下)选择磁存储元件30-1。在切换温度TS到温度T22的范围内(即，在高温下)选择磁存储元件30-2。如上所述，磁存储元件30-1在低温下的操作条件与磁存储元件30-2在高温下的操作条件相同。因此，可以在从温度T11到温度T22的宽温度范围内获得实际保持，同时保持相同的操作条件。即，即使在读取或写入特性由于MTJ元件的温度依赖性而波动的情况下，也可以通过适当地切换多个MTJ元件而将MTJ元件特性保持在可以由相同设计的选择晶体管40处理的操作条件内的所有使用温度。
图9是描述在存储装置中执行的处理的实例的流程图。例如，响应于从存储装置100读/写信息的请求，开始该处理。将不重复与到目前为止所描述的内容重叠的内容的详细描述。
在步骤S1中，检测电路7例如检测温度，并且生成并输出检测信号TH。在步骤S2中，检测信号TH被输入到选择电路8。在步骤S3中，选择电路8根据检测信号TH选择磁存储元件30。磁存储元件30-1和磁存储元件30-2被排他地选择。在步骤S4中，选择电路8从所选择的磁存储元件30读取信息并将信息写入到所选择的磁存储元件30。
如上所述，例如，根据温度排他地选择(切换)两种类型的磁存储器装置30，即，磁存储器装置30-1和磁存储器装置30-2，并且执行信息的读取和写入。与仅使用一种类型的磁存储元件30的情况相比，可以在宽的温度范围上读取和写入信息。由于不需要改变操作条件，所以易于应用于温度变化。
将描述在存储单元阵列2包括两种类型的磁存储元件30(磁存储元件30-1和磁存储元件30-2)的情况下制造存储单元阵列2的方法。存储单元阵列2的制造方法包括制备半导体衬底60的步骤(衬底制备步骤)、形成配线的步骤、以及堆叠和形成配线和磁存储元件30(磁存储元件30-1和磁存储元件30-2)使得磁存储元件30位于配线层之间的步骤(堆叠和形成步骤)。在堆叠和形成步骤中，顺序地形成包括位线BL、感测线SL和字线WL的配线层(例如，配线层L1至配线层L6)。此时，磁存储元件30形成在配线层之间。磁存储元件30的叠层结构例如通过在真空设备中从底层31到盖层37顺序地沉积每个层来获得。此外，磁存储元件30通过诸如蚀刻的处理形成图案。例如，磁存储元件30通过离子铣削等形成为柱形。
通过在如上所述的图6中的不同配线层之间提供磁存储元件30-1和磁存储元件30-2，在不同的定时形成磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。在图6所示的实例中，当形成位于下侧的磁存储元件30-1时，之后形成的磁存储元件30-2尚不存在，并且变得易于确保磁存储元件30-1的横向方向上的空间。因此，例如，可以防止可能由柱形成产生的异物粘附至相邻元件等，并且可以降低短风险等。
2.变形例
在上述实施例中，已经描述了其中磁存储元件30-1和磁存储元件30-2连接到彼此不同的字线WL的示例。然而，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以连接到不同的位线BL(和感测线SL)。
图10是描绘存储单元阵列的等效电路的实例的图。三个位线BL中的中心位线BL(和感测线SL)连接到磁存储元件30-1(以及选择晶体管40连接到磁存储元件30-1)。两侧的位线BL(和感测线SL)连接到磁存储元件30-2(以及选择晶体管40连接到磁存储元件30-2)。也就是说，多条位线BL的每一个专门连接到磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。磁存储元件30-1和磁存储元件30-2也可以由位线BL、感测线SL和字线WL排他地选择。
在上述实施例中，已经描述了其中磁存储元件30-1和磁存储元件30-2被设置在具有不同高度的位置的实例。然而，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以被布置在相同的高度处。
图11是示意性地描绘磁存储元件的布置的实例的截面图。磁存储元件30-1和磁存储元件30-2被设置在相同的高度。具体地，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2被设置在相同的配线层之间。在该示例中，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2两者都被设置在配线层L3和配线层L4之间。磁存储元件30-1和磁存储元件30-2在相同的工艺中形成，这是有效的。
在上述实施例中，已经描述了存储装置100包括一个存储器宏1的实例。然而，存储装置100可以包括多个存储器宏1。在这种情况下，不同类型的磁存储元件30可以被布置在不同存储器宏1的存储单元阵列2中。
图12是描述存储装置的示意性配置的实例的示图。在该实例中，存储装置100包括两个存储器宏1和切换单元150。存储器宏1被称为存储器宏1-1和存储器宏1-2，使得可以彼此区分存储器宏1。存储器宏1-1和存储器宏1-2包括不同类型的磁存储元件30。例如，磁存储元件30-1被布置在存储器宏1-1的存储单元阵列2中，并且磁存储元件30-2被布置在存储器宏1-1的存储单元阵列2中。切换单元150控制存储器宏1-1和存储器宏1-2中的每一个的选择电路8，以根据环境值切换磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。环境值作为例如来自存储器宏1-1或存储器宏1-2中的检测电路7的检测信号TH被给予切换单元150。
在上述实施例中，已经描述了使用具有不同特性的两种类型的磁存储元件30-1和磁存储元件30-2的实例。然而，可以使用具有不同特性的三种或更多种类型的磁存储元件30。例如，在使用三种磁存储元件30的情况下，由检测电路7生成的检测信号TH可以是指示低温、中温和高温这三种类型的任意一种的信号。选择电路8可以基于检测信号TH排他地选择三种类型的磁存储元件30。
包括在存储单元阵列2中的磁存储元件30-1的数量和磁存储元件30-2的数量可以相同或不同。在后一种情况下，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以被配置为仅在存储单元阵列2的部分区域中是可切换的。
磁存储元件30的堆叠结构不限于图3中所描绘的实例。例如，磁存储元件30不必包括上隧道势垒层35或上磁化固定层36。本发明不限于该配置，并且可采用MTJ的各种已知的堆叠结构。
3.应用实例
上述存储装置100可以用于不同目的。例如，通过安装在电子装置上来使用存储装置100。电子装置的实例包括游戏装置、诸如智能电话或平板终端等移动装置、笔记本PC、可穿戴装置、音乐装置、视频装置以及数码相机。存储装置100可以用作便携式数据单元、固定数据单元等。
包括多种类型的磁存储元件30(例如，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2)的磁头也是应用的实例。本发明还可以应用于配备有磁头的硬盘驱动器、磁传感器装置等。磁头可以具有例如与上述检测电路7和选择电路8相似的配置(检测单元、选择单元等)，并且这些单元可以排他地选择磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。
4.效果的实例
例如，上述技术规定如下。将要公开的技术之一是存储装置100。如参见图1至图9等所描述的，存储装置100包括多个磁存储元件30和从多个磁存储元件30中选择所期望的磁存储元件30的选择电路8。多个磁存储元件30包括具有根据环境值而改变的特性的磁存储元件30-1(第一磁存储元件)和具有与磁存储元件30-1的特性不同的特性的磁存储元件30-2(第二磁存储元件)。选择电路8基于环境值的检测结果排他地选择磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。
根据上述的存储装置100，通过排他地选择(即，切换并使用具有不同特性的不同类型的磁存储元件30-1和磁存储元件30-2)，与仅使用一种类型的磁存储元件30的情况相比，可以适应更宽范围的环境值。可以促进对环境改变的应用。
磁存储元件30-2可以在材料、处理条件和尺寸中的至少一个方面与磁存储元件30-1不同。例如，可以以这种方式获得具有彼此不同的特性的磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。
环境值可包括指示温度(直接或间接)的值、指示磁场的值、指示光的值和指示冲击的值中的至少一个。可以促进对由这样的不同环境值表示的环境变化的应用。
如参见图4、图5、图8等等所描述的，选择电路8可以在环境值等于或小于预定值(例如，温度等于或低于切换温度TS)的情况下选择磁存储元件30-1，并且在环境值大于预定值(例如，温度高于切换温度TS)的情况下选择磁存储元件30-2。在那种情况下，在环境值等于或小于预定值的情况下用于将信息写到磁存储元件30-1的操作条件(例如，电压Vc)和在环境值大于预定值的情况下用于将信息写到磁存储元件30-2的操作条件可以是相同的。由于不需要改变操作条件，所以便于应用于环境变化。
如参见图6等所描述的，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以被设置在不同的配线层之间。例如，在制造时，当形成一个磁存储元件30时，易于确保横向方向上的空间，并且可降低短风险等。
如参见图11等所描述的，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以被设置在相同的配线层之间。例如，在制造时，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以在相同的工艺中有效地制造。
如参见图1、图2、图6、图7等等所描述的，存储装置100可以进一步包括多条位线BL、多条感测线SL、多条字线WL以及多个选择晶体管40。多条位线BL可从多个磁存储元件30(从存储单元阵列2)延伸到选择电路8。多条感测线SL可以从多个磁存储元件30延伸到选择电路8。多条字线WL可以与多条位线BL相交并且从多个磁存储元件30延伸到选择电路8。多个选择晶体管40中的每一个可对应于一个磁存储元件30而设置。多个磁存储元件30中的每个可以与多条位线BL和多条字线WL的交点相关联地布置。彼此对应的磁存储元件30和选择晶体管40可以连接在对应的位线BL和感测线SL之间。选择晶体管40的栅电极可以连接到对应的字线WL。多条字线WL的每一个可以排他地连接到磁存储元件30-1所连接到的选择晶体管40的栅电极以及磁存储元件30-2所连接到的选择晶体管40的栅电极。或者，如参见图10等所描述的，多条位线BL的每一个可以排他地连接到磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。例如，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以以这种方式排他地选择。
如参见图12等所描述的，磁存储元件30-1和磁存储元件30-2可以被布置在不同的存储单元阵列2中(例如，存储器宏1-1的存储单元阵列2和存储器宏1-2的存储单元阵列2)。磁存储元件30-1和磁存储元件30-2的这种布置也是可能的。
参见图1至9等描述的存储单元阵列2也是将要公开的技术之一。存储单元阵列2包括具有根据环境值而改变的特性的磁存储元件30-1、具有与磁存储元件30-1的特性不同的特性的磁存储元件30-2、以及能够排他地选择磁存储元件30-1和磁存储元件30-2的配线(位线BL、感测线SL和字线WL)。这样的存储单元阵列2还可以促进如上所述的环境变化的应用。用于制造存储单元阵列2的方法也是将要公开的技术之一。用于制造存储单元阵列2的方法包括：形成具有根据环境值而改变的特性的磁存储元件30-1；形成具有与磁存储元件30-1的特性不同的特性的磁存储元件30-2；以及形成能够排他地选择磁存储元件30-1和磁存储元件30-2的配线(位线BL、感测线SL和字线WL)。
包括磁存储元件30-1和磁存储元件30-2的磁头也是要公开的技术之一。该磁头被配置成能够排他地选择磁存储元件30-1和磁存储元件30-2。在其上安装存储装置100的电子设备也是将要公开的技术之一。这样的磁头或电子设备还可以促进如上所述的环境变化的应用。
在本公开中描述的效果仅是实例，并且不限于公开的内容。可存在其他效果。
尽管给出了关于本公开的实施方式的以上描述，但本公开的技术范围不局限于上述实施方式，并且在不背离本公开的范围的情况下可以做出各种修改。
本技术还可采取以下配置。
(1)一种存储装置，包括：
多个磁存储元件；以及
选择电路，该选择电路从该多个磁存储元件中选择期望的磁存储元件，其中
该多个磁存储元件包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及
第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性，以及
该选择电路基于该环境值的检测结果排他地选择该第一磁存储元件和该第二磁存储元件。
(2)根据(1)的存储装置，其中，
该第二磁存储元件与该第一磁存储元件在材料、处理条件和尺寸中的至少一种方面不同。
(3)根据(1)或(2)的存储装置，其中，
该环境值包括指示温度的值、指示磁场的值、指示光的值、以及指示冲击的值中的至少一个。
(4)根据(1)至(3)中任一项的存储装置，其中，
当该环境值等于或小于预定值时，该选择电路选择该第一磁存储元件，并且当该环境值大于该预定值时，该选择电路选择该第二磁存储元件。
(5)根据(4)的存储装置，其中，
当该环境值等于或小于该预定值时用于将信息写入到该第一磁存储元件的操作条件与当该环境值大于该预定值时用于将信息写入到该第二磁存储元件的操作条件相同。
(6)根据(1)至(5)中任一项的存储装置，其中，
该第一磁存储元件和该第二磁存储元件设置在不同的配线层之间。
(7)根据(1)至(5)中任一项的存储装置，其中，
该第一磁存储元件和该第二磁存储元件设置在相同的配线层之间。
(8)根据(1)至(7)中任一项的存储装置，进一步包括：
从该多个磁存储元件延伸到该选择电路的多条位线；
多条感测线，该多条感测线从该多个磁存储元件延伸到该选择电路；
多条字线，该多条字线与该多条位线相交并且从该多个磁存储元件延伸到该选择电路；以及
多个选择晶体管，每个该选择晶体管被设置为对应于该磁存储元件中的一个，其中
该多个磁存储元件中的每个磁存储元件与该多条位线和该多条字线的交叉点相关联地布置，
彼此对应的该磁存储元件和该选择晶体管连接在该多条位线中的对应位线和该多条感测线中的对应感测线之间，
该选择晶体管的栅极电极连接至该多条字线中的对应字线，以及
该多条字线中的每条字线排他地连接到该第一磁存储元件连接到的该选择晶体管的栅极电极和该第二磁存储元件连接到的该选择晶体管的栅极电极。
(9)根据(1)至(7)中任一项的存储装置，进一步包括：
从该多个磁存储元件延伸到该选择电路的多条位线；
多条感测线，该多条感测线从该多个磁存储元件延伸到该选择电路；
多条字线，该多条字线与该多条位线相交并且从该多个磁存储元件延伸到该选择电路；以及
多个选择晶体管，每个该选择晶体管被设置为对应于该磁存储元件中的一个，其中
该多个磁存储元件中的每个磁存储元件与该多条位线和该多条字线的交叉点相关联地布置，
彼此对应的该磁存储元件和该选择晶体管连接在该多条位线中的对应位线和该多条感测线中的对应感测线之间，
该选择晶体管的栅极电极连接至该多条字线中的对应字线，以及
该多条位线中的每一条位线排他地连接至该第一磁存储元件和该第二磁存储元件。
(10)根据(1)至(9)中任一项的存储装置，其中，
该第一磁存储元件和该第二磁存储元件设置在不同的存储单元阵列中。
(11)一种存储单元阵列，包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；
第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性；以及
能够排他地选择第一磁存储元件和第二磁存储元件的配线。
(12)一种用于制造存储单元阵列的方法，该方法包括：
形成具有根据环境值而改变的特性的第一磁存储元件；
形成第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性；以及
形成能够排他地选择该第一磁存储元件和该第二磁存储元件的配线。
(13)一种磁头，包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及
第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性，
该磁头被配置成能够排他地选择该第一磁存储元件和该第二磁存储元件。
(14)一种电子设备，该电子设备上安装有存储装置，其中，
该存储装置包括：
多个磁存储元件；以及
选择电路，该选择电路从该多个磁存储元件中选择期望的磁存储元件，
该多个磁存储元件包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及
第二磁存储元件，该第二磁存储元件具有与该第一磁存储元件的特性不同的特性，以及
该选择电路基于该环境值的检测结果排他地选择该第一磁存储元件和该第二磁存储元件。
参考标号列表
1 存储器宏
2 存储单元阵列
3 存储单元
7 检测电路
8 选择电路
30 磁存储元件
30-1 磁存储元件(第一磁存储元件)
30-2 磁存储元件(第二磁存储元件)
31 底层
32 磁化固定层
33 绝缘层
34 存储层
35 上部隧道势垒层
36 上部磁化固定层
37 盖层
40 选择晶体管
41 源极区
42 漏极区
50 元件隔离区域
60 半导体衬底
100 存储装置
150 切换单元
L1 配线层
L2 配线层
L3 配线层
L4 配线层
L5 配线层
L6 配线层
WL 字线
BL 位线
SL 感测线

Claims (14)

1.一种存储装置，包括：
多个磁存储元件；以及
选择电路，从所述多个磁存储元件中选择期望的磁存储元件，其中
所述多个磁存储元件包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及
第二磁存储元件，具有与所述第一磁存储元件的特性不同的特性，以及
所述选择电路基于所述环境值的检测结果排他地选择所述第一磁存储元件和所述第二磁存储元件。
2.根据权利要求1所述的存储装置，其中，
所述第二磁存储元件与所述第一磁存储元件在材料、加工条件和尺寸中的至少一种方面不同。
3.根据权利要求1所述的存储装置，其中，
所述环境值包括指示温度的值、指示磁场的值、指示光的值、以及指示冲击的值中的至少一者。
4.根据权利要求1所述的存储装置，其中，
所述选择电路在所述环境值等于或小于预定值时，选择所述第一磁存储元件，并且在所述环境值大于所述预定值时，选择所述第二磁存储元件。
5.根据权利要求4所述的存储装置，其中，
当所述环境值等于或小于所述预定值时用于将信息写入到所述第一磁存储元件的操作条件与当所述环境值大于所述预定值时用于将信息写入到所述第二磁存储元件的操作条件相同。
6.根据权利要求1所述的存储装置，其中，
所述第一磁存储元件和所述第二磁存储元件设置在不同的配线层之间。
7.根据权利要求1所述的存储装置，其中，
所述第一磁存储元件和所述第二磁存储元件设置在相同的配线层之间。
8.根据权利要求1所述的存储装置，进一步包括：
从所述多个磁存储元件延伸到所述选择电路的多条位线；
多条感测线，从所述多个磁存储元件延伸到所述选择电路；
多条字线，与所述多条位线相交并且从所述多个磁存储元件延伸到所述选择电路；以及
多个选择晶体管，每个所述选择晶体管被设置为对应于所述磁存储元件中的一个，其中
所述多个磁存储元件中的每个磁存储元件与所述多条位线和所述多条字线的交叉点相关联地布置，
对应的所述磁存储元件和所述选择晶体管连接在对应的位线与所述感测线之间，
所述选择晶体管的栅极电极连接至对应的所述字线，以及所述多条字线中的每条字线排他地连接到所述第一磁存储元件连接的所述选择晶体管的栅极电极和所述第二磁存储元件连接的所述选择晶体管的栅极电极。
9.根据权利要求1所述的存储装置，进一步包括：
从所述多个磁存储元件延伸到所述选择电路的多条位线；
多条感测线，从所述多个磁存储元件延伸到所述选择电路；
多条字线，与所述多条位线相交并且从所述多个磁存储元件延伸到所述选择电路；以及
多个选择晶体管，每个所述选择晶体管被设置为对应于所述磁存储元件中的一个，其中，
所述多个磁存储元件中的每个磁存储元件与所述多条位线和所述多条字线的交叉点相关联地布置，
对应的所述磁存储元件和所述选择晶体管连接在对应的位线和对应的感测线之间，
所述选择晶体管的栅极电极连接至对应的字线，以及
所述多条位线中的每一条位线排他地连接至所述第一磁存储元件和所述第二磁存储元件。
10.根据权利要求1所述的存储装置，其中，
所述第一磁存储元件和所述第二磁存储元件设置在不同的存储单元阵列中。
11.一种存储单元阵列，包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；
第二磁存储元件，所述第二磁存储元件具有与所述第一磁存储元件的特性不同的特性；以及
能够排他地选择第一磁存储元件和第二磁存储元件的配线。
12.一种用于制造存储单元阵列的方法，所述方法包括：
形成具有根据环境值而改变的特性的第一磁存储元件；
形成第二磁存储元件，所述第二磁存储元件具有与所述第一磁存储元件的特性不同的特性；以及
形成能够排他地选择所述第一磁存储元件和所述第二磁存储元件的配线。
13.一种磁头，包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及
第二磁存储元件，具有与所述第一磁存储元件的特性不同的特性，
所述磁头被配置成能够排他地选择所述第一磁存储元件和所述二磁存储元件。
14.一种电子设备，在所述电子设备上安装有存储装置，其中
所述存储装置包括：
多个磁存储元件；以及
选择电路，所述选择电路从所述多个磁存储元件中选择期望的磁存储元件，
所述多个磁存储元件包括：
第一磁存储元件，具有根据环境值而改变的特性；以及
第二磁存储元件，具有与所述第一磁存储元件的特性不同的特性，以及
所述选择电路基于所述环境值的检测结果排他地选择所述第一磁存储元件和所述第二磁存储元件。
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