CN1748317A - 具有在端部区域处于稳定磁状态的磁写入线的mram单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于提供和使用磁存储器的方法和系统。磁存储器包括多个磁存储器单元、多条磁写入线和多个磁偏置结构。所述多条磁写入线具有多个端部区域。所述多个磁偏置结构连接到所述多条磁写入线的多个端部区域。

Description

具有在端部区域处于稳定磁状态的磁写入线的MRAM单元

相关申请的交叉引用

本申请按照35USC 119(e)的规定要求2003年2月5日提交的、序列号为60/444,886的临时专利申请的优先权。

本申请涉及2003年6月11日提交的、序列号为10/459,133的、名称为“利用磁写入线的MRAM存储器”的未审结的美国专利申请，该美国专利申请要求2002年12月9日提交的、序列号为60/431,742的并且转让给本申请的受让人的临时申请的优先权。

技术领域

本发明涉及磁存储器，更具体地，涉及一种用于提供磁随机存取存储器(magnetic random access memory，MRAM)的方法和系统，该磁随机存取存储器优选具有高密度、非易失性，并且结合了具有改进的写入效率的、易于制造的和对电迁移具有更好可靠性的写入线(write-lines)。

背景技术

近来，磁随机存取存储器(MRAM)在非易失性存储器和易失性存储器方面的潜在应用已重新激发了人们对薄膜MRAM的兴趣。图1显示了传统的MRAM 1的一部分。传统的MRAM包括传统的相互垂直的导线10和12、传统的磁存储单元11以及传统的晶体管13。传统的MRAM 1利用传统的磁隧道结(magnetic tunneling junction，MTJ)堆叠11作为存储器单元。使用传统的MTJ堆叠11能够使所设计的MRAM单元具有高集成度、高速度、低读取功率和对软件错误率(soft error rate，SER)的免疫力。使用导线10和12将数据写入到磁存储器件11中。MTJ堆叠11位于10与12之间的交叉点。传统的导线10和12分别被称为传统的字线10和传统的位线12。但是这些名称是可互换的。也可以使用诸如行线、列线、数字线和数据线的其它名称。

传统的MTJ堆叠11主要包括具有可变磁矢量(未明确显示)的自由层(free layer)1104、具有固定磁矢量(未明确显示)的固定层(pinnedlayer)1102和在两个磁层1104与1102之间的绝缘体1103。绝缘体1103通常具有足够小的厚度，以允许电荷载流子在磁层1102与1104之间隧穿。层膜1101通常是籽晶层(seed layer)与反铁磁层的组合，该反铁磁层强耦合到(strongly coupled to)固定的磁层。

通过对传统的MTJ堆叠11施加磁场而将数据存储到传统的MTJ堆叠11中。选择所施加磁场的方向，以将自由层1104的可变磁矢量移动到所选的方向上。在写入期间，在传统的位线12中流动的电流I₁和在传统的字线10中流动的电流I₂在自由层1104上产生两个磁场。响应电流I₁和I₂所产生的磁场，自由层1104中的磁矢量被确定在特定的、稳定的方向上。这个方向取决于I₁和I₂的方向和幅度以及自由层1104的性能和形状。一般地，写入零(0)要求I₁或者I₂的方向与写入一(1)时的不同。通常，指定对准的方向(aligned orientation)为逻辑1或0，而未对准的方向(misaligned orientation)则相反，即，分别为逻辑0或1。

存储的数据是通过使电流从一个磁层到另一个磁层流过传统的MTJ单元而被读取或感知的。在读取期间，传统的晶体管13被导通，并且小的隧穿电流流过传统的MTJ单元。测量流过传统的MTJ单元11的电流量或跨过传统的MTJ单元11的电压降以确定存储器单元的状态。在某些设计中，传统的晶体管13由二极管所代替或者被完全省略，传统的MTJ单元11与传统的字线10直接接触。

尽管上述传统的MTJ单元11可以利用传统的字线10和传统的位线12来写入，但是本领域的普通技术人员会轻易地认识到，I₁或者I₂的幅度对于大多数设计而言是在几毫安的量级。因此，本领域的普通技术人员也会认识到，对于许多存储器应用而言需要更低的写入电流。

图2显示了具有较低写入电流的传统磁存储器1’的一部分。在美国专利No.5,659,499、美国专利No.5,940,319、美国专利No.6,211,090、美国专利No.6,153,443和美国专利申请公布No.2002/0127743中描述了类似的系统。这些参考文献所公开的传统系统和用于制备传统系统的传统方法将位线和字线在不面对MTJ单元11’的三个表面上用软磁覆层(soft magnetic cladding layer)包裹起来。图2中所描述的传统存储器的许多部分与图1中所描述的相似，因此采用相似的标记。图2中所描述的系统包括传统的MTJ单元11’、传统的字线10’和位线12’。传统的字线10’由两部分组成：铜芯(copper core)1001和软磁覆层1002。类似地，传统的位线12’由两部分组成：铜芯1201和软磁覆层1202。

相对于图1中的设计，软磁覆层1002和1202能够将与I₁和I₂相关的磁通量聚集到MTJ单元11’上，并能够减小不面对MTJ单元11’的表面上的磁场。因此，软磁覆层1002和1202将磁通量聚集到构成MTJ单元11’的MTJ上，使得自由层1104更易于编程。

尽管这种方案理论上可行，但本领域的普通技术人员会轻易地认识到，难以控制分别位于传统的线10’和12’的垂直侧壁上的软磁覆层1002和1202部分的磁性能。本领域的普通技术人员还会认识到，制备传统字线10’和传统位线12’的过程是复杂的。形成分别包括覆层1002和1202的传统字线10’和传统位线12’需要大约9个薄膜沉积步骤，5个光刻步骤，6个蚀刻步骤和1个化学机械抛光(chemical mechanicalpolishing，CMP)步骤。另外，没有一个过程能够与其它的CMOS过程共用。需要严格控制某些过程，诸如CMP过程和少数的薄膜沉积和蚀刻过程，以获得所设计的性能。因为器件制备在其上的晶片表面是不平的，并且要去除的部分在沟槽深处，所以需要将写入线10’和12’布置得还算稀疏以适应光刻过程。结果，如果将软磁覆层1202和1002用于线10’和12’，就会牺牲芯片上存储器件的密度和容量。这种复杂的制备方法对于按比例缩小尺寸以提高密度(scaling to higher densities)提出了重大的挑战。因此，非常期望提供一种可升级的(scalable)、易于制备的并且提供高写入效率的MRAM架构(architecture)。

图1和图2中所描述的传统设计的传统写入线10、10’、12和12’的其它方面限制了可缩放性(scalability)。在这些传统的设计中，传统写入线10、10’、12和12’主要由铝或铜制成。铝和铜的电流密度限制是在1×10⁶A/cm²或更小的量级。因为减小线宽以增加存储器密度，所以电迁移电流密度限制对按比例缩小尺寸提出了严重的挑战。

其它的传统系统试图提出不同的解决方案，其中每一种方案都有它的缺陷。举例来说，美国专利申请公布No.2002/0080643提出，在写入操作之后，对写入线施加反向电流以阻止电迁移。但这些传统的方法通过减小存储器的速度和增加复杂性而损害了性能。因此，也非常期望有一种由在电迁移方面具有高可靠性的材料制成的写入线，该写入线允许对于高密度存储器阵列具有容易的可缩放性。

可用于更小的或更有效率的存储器的传统细位线具有缺点。更细的传统位线具有更高的电阻。这会不利地影响整个存储器阵列的性能。然而，有很多克服这一问题的传统方法。一种普遍的作法是将存储器阵列中的长位线分解成由厚金属制成的全局位线(global bit lines)，并将全局位线连接到由更薄的金属制成的本地位线(local bit lines)，因此具有更高的电阻。在美国专利No.6,335,890和美国专利申请公布No.2002/0034117中公开了这种设计的例子。然而，仍然没有克服上述的其它问题，诸如电迁移。

因此，需要一种用于提供可升级的、有效的、低电流的磁存储器的系统和方法，该系统和方法提高了制备的简易性以及对电迁移的可靠性。本发明即针对这样的需求。

发明内容

本发明给出了一种用于提供和使用磁存储器的方法和系统。磁存储器包括多个磁存储器单元、多条磁写入线和多个磁偏置结构。所述多条磁写入线具有多个端部区域(end regions)。所述多个磁偏置结构连接到所述多条磁写入线的多个端部区域。

依据此处所公开的系统和方法，本发明提供了一种磁存储器，该磁存储器具有提高的效率、对电迁移提高的可靠性和提高的磁稳定性，同时更易于制备。

附图说明

图1是传统磁存储器的一部分的三维视图，该传统磁存储器包括位于位线与字线交叉点的MTJ单元。

图2是传统磁存储器的一部分的三维视图，该传统磁存储器包括位于位线与字线交叉点的MTJ单元，其中位线与字线具有磁性覆层以提高写入效率。

图3显示了包括MTJ MRAM单元和磁写入线的架构的横截面图。

图4显示了依据本发明具有提高的磁稳定性的MRAM的一个实施例。

图5A显示了依据本发明具有提高的磁稳定性的MRAM的第二实施例。

图5B显示了依据本发明具有提高的磁稳定性的MRAM的另一个

实施例。

图6A显示了依据本发明的MRAM的另一个实施例。

图6B-6E显示了用于偏置具有不同形状的结构的磁写入线的端部区域。

具体实施方式

本发明涉及磁存储器的一种改进。下面的说明能够使本领域的普通技术人员实施和使用本发明，并且是以专利申请及其权利要求的形式提供的。对于本领域的技术人员而言，对优选实施例的各种修改是显而易见的，并且此处的一般原理可以应用到其它的实施例中。因此，本发明并非意在限制于所显示的实施例，而是涵盖与此处所述的原理和特征相一致的最宽范围。

序列号为10/459,133的、名称为“利用磁写入线的MRAM存储器”的、转让给本申请受让人的未审结的美国专利申请描述了一种MRAM架构，该MRAM架构即针对传统MRAM器件中遇到的许多问题。申请人在此以引用方式结合了上述未审结的申请。图3显示了MRAM 70的一部分的一个实施例，该MRAM 70的一部分包括上述未审结的申请中所描述的基本结构。图3中所示的MRAM 70包括具有磁元件90的磁单元71，该磁元件90优选为MTJ堆叠90。MRAM 70包括形成在衬底80中的选择器件81，磁写入线82，位线83，导电立柱(conductivestud)87，连接立柱(connecting stud)96和地线97。选择器件8l优选的是包括栅极84、源极85和漏极86的FET晶体管。MTJ堆叠也包括具有固定磁矢量(未显示)的固定层92、隧穿层(tunneling layer)93、具有可变磁矢量(未显示)的自由层94和导电盖层(conductive capping layer)95。导电盖层95优选的是非磁间隔层(nonmagnetic spacer layer)95。MTJ堆叠包括含有籽晶层以及优选的反铁磁层的多个层膜(未明确显示)。

磁写入线82包括软磁材料，并通过非磁间隔层95与MTJ堆叠90的自由层94分隔开。在一个实施例中，写入线83也是磁性的。磁写入线82优选基本上或完全由软磁材料组成。此外，至少与覆层相对的芯包括软磁层。软磁材料优选包括钴、镍、铁和/或其合金。由于磁写入线82与自由层94之间的小间隔，所以自由层94的磁矢量静磁强耦合(strongly coupled magnetostatically)到磁写入线82的磁矢量。这样的静磁耦合促进了自由层磁矢量的转动幅度。因此，提高了写入效率。

尽管上述未审结的申请中所述的MRAM架构对于其预期目的而言运行良好，但是本领域的普通技术人员会轻易地意识到，磁写入线82可能在磁写入线82的端部区域遭受磁不稳定性。由于与磁写入线82的端部表面相关的退磁场(demagnetizing field)，导致磁写入线82的端部区域的磁状态与中间部分的不同。而且，磁写入线82的端部区域的磁状态可能是不稳定的。因此，磁写入线82的端部区域的写入效率与中间部分的写入效率不同，并且端部区域的写入效率可能会从一个写入操作变化到另一个写入操作，这是MRAM器件的设计和操作的主要问题。因此期望有一种MRAM架构，该MRAM架构针对写入效率而利用磁写入线结构，但是没有与磁不稳定相关的问题。

因此，非常期望提供一种MRAM架构，该MRAM架构利用磁写入线结构以提高写入效率，但是磁性更加稳定。

本发明给出了一种用于提供和使用磁存储器的方法和系统。磁存储器包括多个磁存储器单元、多条磁写入线和多个磁偏置结构。所述多条磁写入线具有多个端部区域。所述多个磁偏置结构连接到所述多条磁写入线的多个端部区域。偏置结构的位置和形状取决于形成偏置结构所用的材料。例如，如果偏置结构包括硬磁材料(hard magneticmaterial)，则偏置结构优选地位于磁写入线的端部。如果偏置结构是反铁磁交换偏置突出部分(antiferromagnetic exchange bias tabs)，则偏置结构可以放在磁写入线的端部的上面或下面。如果通过将字线的端部成型(shape)来制备偏置结构，则偏置结构优选位于磁写入线的端部。

本发明将以特定类型的磁存储器单元、特定的材料以及特定的元件构造来说明。但是，本领域的普通技术人员会轻易地意识到，该方法和系统对于与本发明不一致的其它的磁存储器单元和其它的材料及构造也是有效的。本领域的普通技术人员还会轻易地意识到，尽管本发明是以磁位线来说明的，但是该方法和系统与磁写入线、数字线、或仅仅写入线是相容的。类似地，本发明是以MRAM单元为背景说明的。但是，本领域的普通技术人员会意识到，本发明可与不和本发明一致的其它磁器件相结合使用。此外，本发明是以金属氧化物半导体(metal-oxide semiconductor，MOS)器件和磁隧道结(MTJ)器件为背景说明的。但是，本领域的普通技术人员会轻易地意识到，本发明并不限于这样的器件。相反，其它的适当器件，例如双极结型晶体管器件(bipolar junction transistor devices)和自旋阀巨磁阻存储器元件(spin-valve giant magnetoresistive memory elements)，也可以通过对本发明的存储器架构进行修改或不进行修改而使用。因此，依据本发明的方法和系统更普遍地适用于期望提高磁稳定性的磁器件。而且，本发明是以某些偏置结构为背景说明的。但是，本领域的普通技术人员会轻易地意识到，可使用与本发明不一致的额外的和/或其它的偏置结构，以及此处所描述的偏置结构的组合。

图4显示了依据本发明具有提高的磁稳定性的MRAM 100的一部分的一个实施例。MRAM 100的许多元件与图3所示的MRAM 70类似。因此，这些元件被类似地标记。例如，MRAM 100包括优选为字线的磁写入线82’，这与磁写入线82类似。图4中还显示了四个具有磁写入线82’的MRAM单元71’。两个MRAM单元71’共享单个源极83’并且具有额外的栅极88。因此，每对单元71’具有两个选择器件81A和81B。此外，各对单元71’由隔离结构98分隔开。此外，MRAM 100包括含有硬磁材料的偏置结构110和120。因此，磁写入线82'在每个端部与硬磁材料偏置结构110和120相连。

在所示的实施例中，磁写入线82'与四个MTJ单元71’相关联。但是，在可选的实施例中，磁写入线82'可与其它数量的磁单元相关联。硬磁材料的偏置结构110和120形成在写入线的两端。硬磁偏置材料的偏置结构110和120可包括诸如CoCr、CoPt或CoCrPt的冶金的单层(single layer of metallurgy)。在另一个实施例中，可使用诸如Cr、W、Ti或这些元素的合金的内涂层和/或保护层(under-and/or overcoat)，以提高CoCr、CoPt或CoCrPt膜的性能。

对于每个硬磁材料的偏置结构110和120，‘Mr’和‘t’的乘积应当不小于‘Ms’和‘d’的乘积，‘Mr’是形成偏置结构110和120的硬磁材料的剩余磁化(remnant magnetization)，‘t’是硬磁材料110和120的厚度，‘Ms’是写入线82’的饱和磁化(saturation magnetization)，‘d’是写入线82’的厚度。满足这些条件，写入线82的端部区域的磁矢量就被与它临近的硬磁材料的偏置结构110和120所稳定。通过外加磁场将硬偏置材料的偏置结构110和120的磁化方向对准到磁写入线82’的优选磁化方向上。每一个硬磁材料的偏置结构110和120都包括硬磁材料，因此具有非常难以改变的磁矢量。在优选的实施例中，磁矢量在小于2000奥斯特(Oersted)的磁场中并不改变。硬磁材料的偏置结构110和120的磁矢量优选与磁写入线82’的磁矢量对准。

因此，使用硬磁材料的偏置结构110和120可稳定磁写入线82’的磁化。特别地，磁写入线82'和端部的磁化被定向在与磁写入线的其余部分相同的方向上。因此，降低了磁写入线82的磁化不稳定并提高了性能。

图5A显示了依据本发明具有提高的磁稳定性的MRAM 200的一部分的另一个实施例。MRAM 200的许多元件与图3中所示的MRAM70类似。因此，这些元件被类似地标记。例如，MRAM 200包括优选为字线的磁写入线82”，这与磁写入线82类似。图5A中还显示了四个具有磁写入线82”的MRAM单元71”。在所示的实施例中，磁写入线82”与四个MTJ单元71”相关联。但是，在可选的实施例中，磁写入线82”可与其它数量的磁单元相关联。磁写入线82”与偏置结构210和220相连接。因此，磁写入线82”在每个端部与反铁磁交换偏置突出部分210和220相连。

MRAM 200包括依据本发明形成的、连接到磁写入线82”的磁单元71”，磁写入线82”在两个端部之上具有反铁磁交换偏置突出部分210和220。交换偏置突出部分210和220优选通过将一个或更多反铁磁性层图形化以留下反铁磁交换偏置突出部分210和220而形成。结果，反铁磁交换偏置突出部分210和220仅覆盖了磁写入线82”的端部区域。反铁磁交换偏置突出部分210和220产生界面交换相互作用(interfacial exchange interaction)，该界面交换相互作用在字线82”的端部区域导致了有效的偏置磁场。通过定向反铁磁交换偏置突出部分210和220的反铁磁材料，使该有效的偏置磁场沿着磁写入线82”的长轴定向。在一个实施例中，通过沉积过程来提供反铁磁材料的方向。在另一个实施例中，通过将磁写入线82”和反铁磁材料加热到反铁磁材料的有序化温度(ordering temperature)之上来提供反铁磁材料的方向。然后在外部施加的单向磁场下将反铁磁材料和磁写入线82”冷却。对于这一实施例，用于反铁磁交换偏置突出部分210和220的反铁磁材料具有在MRAM 200的工作温度之上的奈耳温度(N6el temperature(s))。

图5A中显示的MRAM 200具有位于磁写入线82之上的反铁磁交换偏置突出部分210和220。但是，本领域的普通技术人员会轻易地意识到，反铁磁交换偏置突出部分210和220可交换耦合到磁写入线82的下表面。在这一实施例中，在磁写入线82”之前提供用于形成反铁磁交换偏置突出部分210和220的反铁磁材料。因此，磁写入线82”的下表面会交换耦合到反铁磁交换偏置突出部分210和220，以产生所期望的偏置效果。而且，在一些实施例中，由反铁磁交换偏置突出部分210和220所导致的在磁写入线82”端部处的交换偏置，可以与用于固定MTJ堆叠90”的固定层92”的磁化的交换偏置处于不同的方向。在这一实施例中，可将具有不同冻结温度(blocking temperature)的反铁磁材料用于反铁磁交换偏置突出部分210和220以及固定固定层92”的磁化的反铁磁层(未显示)。对每种反铁磁材料在不同温度下的磁退火可用于将交换偏置固定在优选方向上。

图5B显示了MRAM 200’的另一个实施例，该MRAM 200'使用反铁磁材料来提高MRAM 200’的磁稳定性。MRAM 200’的许多元件与图5A所示的MRAM 200类似。因此，这些元件被类似地标记。例如，MRAM 200’包括磁写入线82和反铁磁层210’。在MRAM 200’中，反铁磁交换材料210’具有与磁写入线82相同的尺寸，并且优选地放置在磁写入线82之上。但是，在此实施例中，包括反铁磁材料的偏置结构能够位于磁写入线82之下。反铁磁性材料210’覆盖字线以获得所期望的稳定性提高。在此实施例中，可使用与形成磁字线82相同的光刻过程来将反铁磁材料210’图形化。但是，在反铁磁交换突出部分210和220仅限于端部区域的情况下，可能需要降低交换强度。

使用交换偏置突出部分210和220和210’，可用交换偏置场来分别定向磁写入线82”和82的端部的磁矢量。结果，磁写入线82”和82端部的磁矩被稳定在与磁写入线82”和82其余部分的磁矢量相同的方向上。因此，提高了MRAM 200和200’的性能。

图6A显示了依据本发明的MRAM 300的另一个实施例。图6B-6E显示了磁写入线82””的端部区域的顶视图，该磁写入线82””用于偏置具有不同形状的结构。MRAM 300的许多元件与图3中所示的MRAM70类似。因此，这些元件被类似地标记。例如，MRAM 300包括磁写入线82””。MRAM 300包括偏置结构302和304，该偏置结构302和304实际上是通过将磁写入线82””的端部成型而形成的。因此，端部区域320和322、330和332以及340和342是图6A中所示的端部区域302和304的实施例。所以，端部区域320和322、330和332以及340和342优选通过与磁写入线82””其余部分相同的磁性材料而形成。在所示的实施例中，磁写入线82””与四个MTJ单元71””相关联。但是，在可选的实施例中，磁写入线82””可与其它数量的磁单元相关联。

在图6B所示的实施例中，磁写入线82””的端部沿着线82的长轴是锥形的(tapered)并且是对称的。在这一实施例中，磁写入线82的磁化不与磁写入线82””的端部表面310和312成直角。结果，端部表面310和312上的磁荷密度减小。此外，导致不稳定性的退磁场减小。

类似地，图6C、6D和6E具有分别由端部区域320和322、330和332以及340和342所形成的磁偏置结构。端部区域320和322、330和332以及340和342的形状减小了与磁写入字线82的端部表面320和322、330和332以及340和342分别相关的退磁场。但是，使用图6D和6E所示的实施例可能会在写入过程中对端部330、332、340和341附近的磁单元引入一些性能的不对称。此外，如果对磁写入线82””的宽度使用最小特征尺寸，则图6B所示的端部区域310和312比图6C所示的端部区域320和322更容易制备。

因此，MRAMs 100、200、200’和300具有提高的磁稳定性。MRAMs100、200、200’和300使用附加的偏置结构来偏置磁写入线端部处的磁矩。MRAMs 100、200和200’的偏置结构是硬磁材料和反铁磁材料。类似地，MRAM 300使用通过将磁写入线的端部区域成型而形成的偏置结构。因此，稳定了磁写入线的磁化。所以，提高了MRAMs 100、200、200’和300的性能。

本发明已公开了一种用于提供磁存储器的方法和系统，该磁存储器具有提高的写入效率、更好的可靠性、更简单的制备以及提高的磁稳定性。尽管已经依据所示的实施例来说明了本发明，但是本领域的普通技术人员会轻易地意识到，可能存在对实施例的变更，并且这些变更是在本发明的精神与范围之内。因此，本领域的普通技术人员可以进行许多修改，而不脱离随附的权利要求的精神与范围。

Claims (19)

1.一种磁存储器，包括：

多个磁存储器单元；

与所述多个磁存储器单元相连的多条磁写入线，所述多条磁写入线具有多个端部区域；和

连接到所述多个端部区域的多个磁偏置结构。

2.如权利要求1所述的磁存储器，其中所述多个磁偏置结构包括连接到所述多个端部区域的多个硬磁偏置结构。

3.如权利要求1所述的磁存储器，其中所述多条磁写入线包括多个顶部，其中所述多个磁偏置结构包括与所述多个顶部相接触的并且连接到所述多个端部区域的多个反铁磁偏置结构。

4.如权利要求1所述的磁存储器，其中所述多条磁写入线包括多个底部，其中所述多个磁偏置结构包括与所述多个底部相接触的并且连接到所述多个端部区域的多个反铁磁偏置结构。

5.如权利要求1所述的磁存储器，其中所述多条磁写入线包括多个顶部，其中所述多个磁偏置结构从所述多个端部区域而形成，所述多个偏置结构的每一个都具有与相应磁写入线的多个顶部的一个顶部成角度的表面，所述角度与直角不同。

6.如权利要求1所述的磁存储器，其中所述多条磁写入线包括电连接到所述多个磁存储器单元的多条磁位线。

7.如权利要求6所述的磁存储器，其中所述多个磁存储器单元包括多个磁隧道结堆叠，所述多个磁隧道结堆叠的每一个都包括自由层、绝缘层和固定层，所述自由层和固定层是铁磁性的，所述绝缘层位于自由层与固定层之间，并具有允许电荷载流子在自由层与固定层之间隧穿的厚度。

8.如权利要求7所述的磁存储器，其中所述多条磁位线与所述自由层的间隔小于或等于三百埃。

9.如权利要求8所述的磁存储器，其中所述多个磁隧道结堆叠的每一个都包括在所述自由层与相应磁位线之间的非磁间隔层，所述非磁间隔层是导电的。

10.一种用于使用磁存储器的方法，包括以下步骤：

(a)在写入模式，写入多个存储器单元的第一部分，所述多个存储器单元连接到多条磁写入线，所述多条磁写入线具有多个端部区域，并将用于写入的电流承载到所述多个磁存储器单元的至少一个，多个磁偏置结构连接到所述多个端部区域；

(b)在读取模式，从所述多个存储器单元的第二部分读取。

11.一种用于提供磁存储器的方法，包括：

(a)提供多个磁存储器单元；

(b)提供与所述多个磁存储器单元相连的多条磁写入线，所述多条磁写入线具有多个端部区域；以及

(c)提供连接到所述多个端部区域的多个磁偏置结构。

12.如权利要求11所述的方法，其中提供所述磁偏置结构的步骤(c)还包括步骤：

(c1)提供连接到所述多个端部区域的多个硬磁偏置结构。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述多条磁写入线包括多个顶部，其中提供所述磁偏置结构的步骤(c)还包括步骤：

(c1)提供与所述多个顶部相接触的并且连接到所述多个端部区域的多个反铁磁偏置结构。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述多条磁写入线包括多个底部，其中提供所述磁偏置结构的步骤(c)还包括步骤：

(c1)提供与所述多个底部相接触的并且连接到所述多个端部区域的多个反铁磁偏置结构。

15.如权利要求11所述的方法，其中所述多条磁写入线包括多个顶部，其中提供所述磁偏置结构的步骤(c)还包括步骤：

(c1)从所述多个端部区域形成所述多个磁偏置结构，所述多个偏置结构的每一个都具有与相应磁写入线的多个顶部的一个顶部成角度的表面，所述角度与直角不同。

16.如权利要求11所述的方法，其中提供所述磁写入线的步骤(b)还包括步骤：

(b1)提供电连接到所述多个磁存储器单元的多条磁位线。

17.如权利要求16所述的方法，其中提供所述磁存储器单元的步骤(a)还包括步骤：

(a1)提供多个磁隧道结堆叠，所述多个磁隧道结堆叠的每一个都包括自由层、绝缘层和固定层，所述自由层和固定层是铁磁性的，所述绝缘层位于自由层与固定层之间，并具有允许电荷载流子在自由层与固定层之间隧穿的厚度。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述多条磁位线与所述自由层的间隔小于或等于三百埃。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述多个磁隧道结堆叠的每一个都包括在所述自由层与相应磁位线之间的非磁间隔层，所述非磁间隔层是导电的。

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