JP2001229665A - スタックされたmtjセル・メモリの検出方法および装置 - Google Patents

スタックされたmtjセル・メモリの検出方法および装置

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JP2001229665A
JP2001229665A JP2000374139A JP2000374139A JP2001229665A JP 2001229665 A JP2001229665 A JP 2001229665A JP 2000374139 A JP2000374139 A JP 2000374139A JP 2000374139 A JP2000374139 A JP 2000374139A JP 2001229665 A JP2001229665 A JP 2001229665A
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memory
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Peter K Naji
ピーター・ケイ・ナジ
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    • G11C2211/5615Multilevel magnetic memory cell using non-magnetic non-conducting interlayer, e.g. MTJ

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  • Semiconductor Memories (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリ・サイズを大きくせずにメモリ容量を
増やし、かつ、安価で組み込みおよび使用が容易である
スタックされたメモリを提供する。 【構成】 スタックされたメモリ内の各セルの状態を読
み出す装置および方法であって、各セルを有するアドレ
ス可能なアレイ内のセル・スタックを構成し、直列に接
続された電流端子と共にスタックされたMTJメモリ・
セルを含み、かつ、電子スイッチを通って電流源に結合
した第1および第2電流端子を含む。各スタックは2n
個のメモリ・レベルを含む。アドレスされたスタックの
両端の電圧降下が検出される。2n個のメモリ・レベル
に等しい参照電圧が与えられ、検出された電圧降下が参
照電圧と比較され、アドレスされたスタック内のメモリ
・レベルが決定される。エンコーディング装置が使用さ
れ、電圧降下をデジタル出力に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のメモリ・レ
ベルを有するメモリ・セルのスタック、および、メモリ
・セルのスタックにおけるメモリ・レベルを読み取るた
めの装置に関する。
【0002】
【発明の背景】今日の電子デバイス業界では、より多数
かつ大容量のメモリが要求されている。多くのポータブ
ル電子デバイスのために、メモリ数の増加を可能にしつ
つ、他方でデバイス内で使用されるメモリ・サイズを削
減するという要求が常に存在する。一般的には、電子デ
バイス内で使用されるメモリは、2次元のセル・アレイ
であり、アレイ内の各セルが、行と列との接続によって
個々にアドレス可能である。いったんアドレスされる
と、個々のセルのメモリ状態は、検出装置によって容易
に検出されるが、それは使用されている特定のタイプの
メモリ・セルにより決定される。難題は、メモリ容量と
直接関連してメモリ・サイズが大きくなることから、容
量を増やすためにはサイズを大きくせざるを得ないこと
である。すなわち、容量が2倍になると、メモリのサイ
ズが2倍になる。メモリ容量がほぼ指数関数的に増大す
るにつれて、明らかにこれは深刻な問題となる。
【0003】1999年7月27日に付与された「Magn
etic Memory Unit Having Four States and Operating
Method Therefor」という名称の 米国特許番号5,93
0,164に関し、スタックされた磁気トンネル接合メ
モリ・セルが、多重状態を達成するために使用される。
磁気トンネル接合メモリ・セルおよび構造は、本発明の
背景であり、引用してここに組み込む。
【0004】したがって、この問題を克服し、かつ、安
価で組み込みおよび使用が容易な装置を提供することが
非常に望まれる。
【0005】
【好適な実施例の詳細な説明】図1において、磁気トン
ネル接合(MTJ:Magnetic Tunnel Junction)10の
単純化した断面図が、その一般的な作用を説明する目的
で示される。MTJ10は、磁気材料の第1層11と、
磁気材料の第2層12と、これらの間に挟まれた薄い絶
縁層13を含む。電流読み取り端子14は電気的に層1
1に接続され、電流読み取り端子15は層12に電気的
に接続される。層11は、その内部の磁界が一般的にベ
クトル16と平行かつ同方向に存在するように設けられ
る。同様に、層12は、その内部の磁界が一般的にベク
トル17と平行かつ同方向に存在するように設けられ
る。本説明の便宜上、ベクトル16は常に図示された方
向(図1のページの右向き)を保持し、ベクトル17
は、右または左のいずれか一方向を指すように切り替え
可能であると仮定する。
【0006】デジット線20は、層12に隣接して配置
されているので、そこを電流が通過する時に、層12内
に磁界が生じてベクトル17の方向を変える。電流の方
向は、生じた磁界の方向を決定し、その結果、その方向
にベクトル17が設けられる。いくつかのアプリケーシ
ョンにおいては、層12に隣接して位置し、かつ、図の
前後に伸びるように示されたビット線21のような磁界
の第2のソースを提供することが便利であろう。かかる
アプリケーションでは、デジット線20およびビット線
21の双方の電流が、層12内でベクトル17を切り替
える必要がある。プログラミングまたは「書き込み」モ
ードにおいて、この二つの線を持つ実施例は、セルの2
次元のアレイ内で特定のセルをアドレスするために便利
である。
【0007】一般にMTJ10は2つのメモリ状態を有
するが、その1つはベクトル16,17が同一方向で、
端子14と端子15との間の抵抗が最小となるものであ
り、他の1つはベクトル16,17が反対方向で、端子
14と端子15との間の抵抗が最大となるものである。
概して、最大および/または最小の抵抗を変化させる方
法はいろいろあるが、一般に、標準的な方法は、層13
の厚さを変化させる方法、および/または、層11,1
2,13の水平領域を変化させる方法のいずれかであ
る。MTJに関するさらなる情報は、1998年3月3
1日に付与された「Multi-Layer Magnetic Tunneling J
unction Memory Cells」という名称の 米国特許番号
5,702,831に記載されており、引用してここに
組み込む。
【0008】図2に関し、磁気トンネル接合のスタック
25の単純化した断面図が、その作用を説明するために
示されている。第1磁気層26が、電流伝達要素27の
上に配置される。薄い絶縁層28が層26の上面上に形
成され、第2磁気層29が絶縁層28の上面上に形成さ
れる。電気的導体層30が層29の上面上に形成され
る。第3磁気層31が層30の上面上に形成され、磁気
層31の上面上に薄い絶縁層32が形成され、第4磁気
層33が絶縁層32の上面上に形成される。層26,2
8,29は第1MTJセル34を形成し、層31,3
2,33は第2MTJセル35を形成する。第2電流伝
達要素(ビット線)36は、第4磁気層33の上に電気
的接触を有して配置される。
【0009】デジット線37は、電流伝達要素27の下
に配置され(図2に示す)、プログラミング・スタック
25に磁界の一部を供給するために、要素27から絶縁
される。デジット線37は、末端(セルのアレイの外部
境界に隣接)に形成された接触を有する基板またはそれ
と同様のものの上に非常に容易に堆積させることができ
るので、便宜上示されたように、製造およびアドレス内
に配置されることを特筆すべきである。例えば、電流伝
達要素27,36と結合するスイッチング・トランジス
タ38の構成におけるメタライゼーション段階の間に、
デジット線37を形成できる。そして、薄い絶縁層が堆
積され、説明したように、スタック25を薄い絶縁層上
に容易に形成することができる。
【0010】前述のように、磁気層26は、便宜上図示
のような状態に固定された磁気ベクトルを有する。磁気
層29,31は、切替え可能な磁気ベクトルを有する
が、それらは外部磁界(ビット線36およびデジット線
37内の電流のコンビネーションにより生ずる)によっ
て、同一方向および逆方向状態の間で切替え可能であ
る。一般に、MTJ34内の高抵抗または低抵抗は、層
26における磁気ベクトルに対応する層29内の磁気ベ
クトルの位置によって決定される。同様に、MTJ35
内の高抵抗または低抵抗は、層33における磁気ベクト
ルに対応する層31内の磁気ベクトルの位置によって決
定される。同様の方法で、さらに層を追加して、スタッ
クに追加のMTJを提供することができる。
【0011】さらに図3に関し、本発明に従って、接続
された磁気トンネル接合のスタック40の概略図が示さ
れる。スタック40は、単純化した抵抗記号で表される
3つのMTJ41,42,43を含む。スタック40の
上部の読み取り電流端子44は、電気的にMTJ41に
接続され、スタック40の下部の読み取り電流端子45
は、電気的にMTJ43に接続される。読み取り電流端
子44は、さらに電流源46に接続され、それが端子4
7を通って外部電力源に接続され、さらに信号電圧(V
s)出力端子に順番に接続される。読み取り電流端子4
5は、電子スイッチ50を通って接地またはこれと同様
の電流帰還または共通端子に接続される。
【0012】スイッチ50はいかなる種類のデバイスで
あってもよく、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)、
MOS電界効果トランジスタ、pn接合ダイオード、ポ
リシリコン・タイオード、またはそれらと同様のもの等
を含む。スイッチ50は、スタック40をオンにするた
めに用いられる制御端子51を有するが、これによって
電流が電流源46からそこを通って流れる。そして、ス
タック40における電圧降下が端子Vsで測定される。
特に図2に関し、サポート27は、例えば、スタック2
5を形成する前にその中に組み立てられたスイッチ50
を有する半導体基板などであってよい。ここで、スタッ
ク内のメモリ・セルまたはMTJの数がメモリ・レベル
の数を決定するが、これはn個のセルが2n個のメモリ
・レベルを提供するという法則により達成され得ること
に注意すべきである。すなわち、3つのMTJを含むス
タック40では、23個または8個のメモリ・レベルが
提供される。
【0013】さらに図4に関し、セルが異なる抵抗を有
するメモリ・スタックと共に使用するために、本発明に
従って、単純化したアナログ−デジタル変換器が図示さ
れる。ADC55は、3つの比較器56,57,58を
含み、各々がMTJのスタックからVs出力信号を受け
るために接続された負入力端子を有する。各比較器5
6,57,58の正入力端子は、電圧参照源VR1
R2,VR3にそれぞれ接続される。この例示した3つに
おいて、2n−1個の参照電圧が、2n個のメモリ・レベ
ルに対して用いられる。この説明を単純化するために、
2つのMTJスタック、または4つのレベルの比較器が
示される。比較器56,57,58の出力は符号器60
に接続され、これが3ビット出力を2ビットに変換し、
出力端子m0,m1でそれらを供給する。
【0014】ADC55の動作例として、図2の2つの
MTJを使用する場合を例にとると、層26,29,3
1,33内の4つの全ての磁気ベクトルが同方向に揃っ
た状態であるときは、この磁気状態におけるMTJ34
の抵抗はR1、および、この状態におけるMTJ35の
抵抗はR2である。層26,29内の磁気ベクトルが逆
方向であるときは、この磁気状態におけるMTJ34の
抵抗はR1+ΔR2である。R1はR2と等しくなく、
R1+ΔR1はR2+ΔR2と等しくないことは明らかで
ある。MTJ34,35および符号器60の出力に関す
る抵抗の表を以下に示す。
【0015】
【表1】
【0016】適正な検出および比較を達成するために、
生成され、かつ入力VR1,VR2,V R3に供給される参照
電圧は、例えば、以下のとおりである。
【0017】VR1 はR1+R2+ΔR1/2に等しい。
【0018】VR2 はR1+R2+ΔR1+(ΔR1−ΔR
2)/2に等しい。
【0019】VR3 はR1+R2+ΔR2+ΔR1/2に等
しい。
【0020】上記の参照電圧は、例示または最低限のも
のであって、多種の可能な抵抗(例えば、上記の例にお
いて、R1+R2、R1+ΔR1+R2、R1+R2+ΔR
2、およびR1+ΔR1+R2+ΔR2等)間で差異が生
じる可能性があれば、いかなる参照電圧であっても構わ
ないと理解されるであろう。したがって、本例におい
て、第1参照電圧は、R1+R2とR1+R2+ΔR2と
の間に明らかに存在し、第2参照電圧は、R1+R2+Δ
R2とR1+ΔR1+R2との間に明らかに存在し、第3
参照電圧は、R1+ΔR1+R2とR1+ΔR1+R2+Δ
R2との間に明らかに存在する。
【0021】図5に関し、本発明に従って、単純化した
スタック・メモリ100の特定の実施例についての概略
図が示される。メモリ100は、単純化した形で示され
ており、説明の過程を容易にするために、単に2×2×
2のメモリ・セルのアレイが用いられる。しかしなが
ら、比較回路および符号回路、あるいは、セル・スタッ
クをプログラムすることによる制約によってのみ制限さ
れるスタッキングを伴って、実際にはいかなる数のセル
で、使用できると理解すべきである。この特定の実施例
において、メモリ100は、2つのセル102,103
の第1スタック101と、2つのセル105,106の
第2スタック104と、2つのセル108,109の第
3スタック107と、2つのセル111,112の第4
スタック110とを含む。
【0022】スタック101,104,107,110
の下部電流端子は、それぞれスイッチ115,116,
117,118を経て、本実施例では接地である電流帰
還に接続される。スイッチ115,117のゲートまた
は制御端子は、共に第1読み取り(行)入力端子119
に接続され、スイッチ116,118のゲートまたは制
御端子は、共に第2読み取り(行)入力端子120に接
続される。スタック101,104の上部電流端子は、
ビット線121に接続される。ビット線121は、スイ
ッチ125を経てデータ線126に接続され、ビット線
122は、スイッチ127を経てデータ線126に接続
される。スイッチ125のゲートは、第3読み取り
(列)信号に接続され、スイッチ127のゲートは、第
4読み取り(列)信号に接続される。データ線126
は、ビット線読み取り電流源128、および、Vs入力
として比較器130に接続される。比較器130は、実
質上図4のアナログ−デジタル変換器(ADC)55と
類似であり、3つの参照電圧入力、すなわち、スタック
当り2n(すなわち22または4)のメモリ・レベルに対
して2n−1個(本例では3個)の参照電圧を有する。
【0023】したがって、スタック101内に格納され
た情報を読み取るためには、例えば、ターミナル119
を通って読み取り信号をスイッチ115のゲートに供給
すると同時に、読み取り信号をスイッチ125のゲート
に供給することによって、スタック101がアドレスさ
れる。このプロセスにおいて、スタック101が、そし
てスタック101だけが、ビット線読み取り電流源12
8によってソースされた読み取り電流を通し、スタック
101の両端電圧が比較器130によってサンプルされ
る。同様に、スタック104は、読み取り信号をスイッ
チ116,125に供給することによってアドレスさ
れ、スタック110は、読み取り信号をスイッチ11
8,127に供給することによりアドレスされる。8つ
のセル内に格納された情報は比較器130に伝達され、
そこでデジタル信号にエンコードされる。
【0024】ビット線の一端は、ビット線プログラム電
流源/シンク140に接続され、ビット線122の一端
は、ビット線プログラム電流源/シンク142接続され
る。ここで、電流源/シンク回路は、付加した線、そし
て、指定の電流源/シンクを通って電流をいずれか一方
向に供給するために構成され、切り替え可能であると理
解すべきである。ビット線プログラム電流源/シンク1
41は、データ線126に接続され、ビット線プログラ
ム電流源/シンク140またはビット線のプログラム電
流源/シンク142と協働し、プログラムまたは書き込
みモードにおいてビット線121またはビット線122
のいずれか一方を通って、プログラム電流または書き込
み電流を供給する。さらに、第1デジット線145は、
スタック101,107のプログラム可能な層の下に配
置され(図2参照)、一方、第2デジット線146は、
スタック104,110のプログラム可能な層の下に配
置される。デジット線145,146の各々の一端は、
デジット線プログラム電流源/シンク147に接続され
る。デジット線145の他端は、スイッチ148を通っ
て第2デジット線プログラム電流源/シンク149に接
続され、デジット線146の他端は、スイッチ150を
通ってデジット線プログラム電流源/シンク149に接
続される。
【0025】スタック101内にデータを書き込むため
に、例えば、スイッチ125が閉じられ、ビット線プロ
グラム電流源/ソース140と141との間のビット線
121に電流が流れる。また、スイッチ148が閉じら
れ、デジット線プログラム電流源/ソース147と14
9との間のデジット線146に電流が流れる。図1に関
して述べたように、ビット線およびデジット線内の電流
の方向は、磁気ベクトルの位置を決定すると同時に、セ
ル内に格納される情報を決定する。したがって、プログ
ラム電流源/シンク140,141,142,147,
149が構成され、ビット線121,122およびデジ
ット線145,146を通っていずれか一方向に電流を
流す。プログラム電流源/ソース内で電流が流れる方向
は、プログラム電流源/シンク140,141,14
2,147,149への入力データ(DATA)m0お
よびデータ(DATA)m1(図5に160,161,
164,165,166で示される)の論理値によって
決定される。同様の方法で、スタック104はスイッチ
125,150を閉じることによってプログラムされ、
スタック107はスイッチ127,148を閉じること
によってプログラムされ、スタック110はスイッチ1
27,150を閉じることによってプログラムされる。
【0026】スタックのセルのそれぞれは、「1」また
は「0」にプログラムされ得る。スタックの両方のセル
が「0」にプログラムされ、または両方のセルが「1」
にプログラムされたときは、01または10のプログラ
ムを比較するために非常に強い磁界が必要である。典型
的なプログラミング・シーケンスにおいては、スタック
101の両方のセルが「0」を格納するためにプログラ
ムされ、スイッチ148が閉じられ、デジット線プログ
ラム電流源/シンク147内の端子160に適切なデー
タm0論理を与えること、および、デジット線プログラ
ム電流源/シンク149内の端子161に逆のデータm
0論理を与えることによって、「0」を示す電流値がデ
ジット線146に与えられる。同時に、スイッチ125
が閉じられ、ビット線プログラム電流源/シンク140
の端子164に希望するデータm1論理を与えること、
および、ビット線プログラム電流源/シンク141の端
子165に逆のデータm1論理を与えることによって、
電流がビット線121に与えられる。この方法で、セル
101,102のそれぞれが「0」を格納するためにプ
ログラムされる。同様の方法で、他のスタック104,
107,110のそれぞれにおける各セルがアドレスさ
れ、「0」を格納するためにプログラムされる。
【0027】同一のプログラミング・シーケンスにおい
て、スタック101の両方のセルが「1」を格納するた
めにプログラムされ、多くのスイッチが同一の位置で残
るが、デジット線プログラム電流源/シンク147の端
子160上でデータm0論理を逆の状態に切り替えるこ
と、および、デジット線プログラム電流源/シンク14
9の端子161上で逆データm0論理を供給することに
よって、「1」を示す電流値がデジット線146に供給
される。
【0028】スタック101をプログラムするために、
例えば、「01」データにつき、本実施例では2段階の
プロセスが用いられる。第1段階は、「0」を示す10
1,102の各セルをプログラムするために、上記で用
いたのと同じ方法を用いる。第2段階では、同一のスイ
ッチ・セッティングが用いられ、より小さい電流が、ビ
ット線プログラム電流源/シンク140,141によっ
てビット線121に供給されるが、00プログラミング
の方向については逆方向である。逆方向電流は、00プ
ログラミングの間使用される状態に関して、端子16
4,165のデータm1論理を逆の状態に切り替えるこ
とによって達成される。同様の方法で、他のスタック1
04,107,110のそれぞれにおける各セルがアド
レスされ、「01」を格納するためにプログラムされ
る。
【0029】スタック101をプログラムするために、
例えば、「10」データにつき、本実施例では2段階の
プロセスが再び用いられる。第1段階は、「1」を示す
101,102の各セルをプログラムするために、上記
で用いたのと同じ方法を用いる。第2段階では、同一の
スイッチ・セッティングが用いられ、より小さい電流
が、ビット線プログラム電流源/シンク140,141
によってビット線121に供給されるが、11プログラ
ミングの間に使用される状態に関しては逆方向である。
同様の方法で、他のスタック104,107,110の
それぞれにおける各セルがアドレスされ、「10」を格
納するためにプログラムされる。
【0030】したがって、スタックされたメモリが開示
され、実際にはいかなる数のセルも垂直にスタックで
き、プログラムおよび格納されたデータを読み取るため
の個々のスタックをアドレスするために接続された装置
とともに、スタックをアレイ内にアレンジすることがで
きる。セルは垂直にスタックされるので、追加のチップ
・スペースを取ることなく、メモリの容量を2倍、3倍
等にすることができる。また、スタックされたメモリ
は、ほとんど追加の装置を要することなく容易にプログ
ラムすることができ、比較器回路および参照電圧を含
む、電圧を検出および比較する装置さえ追加すれば読み
取ることができる。
【0031】以上、本発明の特定の実施例を示して説明
したが、当業者によってさらなる変更や改善がなされる
ことが予想される。それゆえ、本発明は、示された特定
の方法に限定されるものではなく、本発明の目的および
範囲から逸脱しない全ての変更が、特許請求の範囲に含
まれていることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 磁気トンネル接合およびその作用を示す単純
化した断面図である。
【図2】 磁気トンネル接合のスタックおよびその作用
を示す単純化した断面図である。
【図3】 本発明に従った、磁気トンネル接合のスタッ
クの概略図である。
【図4】 本発明に従った、変換器の概略図である。
【図5】 本発明に従った、検出装置を伴うスタックさ
れたメモリの一実施例の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 43/08 H01L 27/10 447

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直列に接続された電流端子と共にスタッ
    クされた、複数のn個の磁気トンネル接合メモリ・セル
    (102,103,105,106,108,109,
    111,112)を含み、かつ、スタック内の第1セル
    の第1読み取り電流端子、および、電子スイッチ(11
    5,116,117,118)と結合された第2読み取
    り電流端子を含む、セル・スタック(101,104,
    107,110)を提供する段階であって、前記セル・
    スタックが2n個のメモリ・レベルを含む、セル・スタ
    ックを提供する段階と、 前記2n個のメモリ・レベルを表す複数の参照電流を提
    供する段階と、 前記セル・スタックの両端での電圧降下を検出する段階
    と、 前記検出された電圧降下を複数の参照電圧と比較して、
    前記セル・スタック内の複数のn個のセルのメモリ・レ
    ベルを決定する段階と、 前記決定されたメモリ・レベルをエンコードして、前記
    セル・スタックに出力信号を与える段階と、 から構成されることを特徴とするスタックされたメモリ
    (100)内の各セルの状態を読み出す方法。
  2. 【請求項2】 複数のセル・スタック(101,10
    4,107,110)を提供する段階であって、個々の
    セル・スタックが、直列に接続された電流端子と共にス
    タックされた複数のn個の磁気トンネル接合メモリ・セ
    ル(102,103,105,106,108,10
    9,111,112)を含み、個々のセル・スタック
    が、スタック内の第1セルの第1読み取り電流端子、お
    よび、電子スイッチ(115,116,117,11
    8)に結合された第2読み取り電流端子を含み、かつ個
    々のセル・スタックが2n個のメモリ・レベルを含む、
    複数のセル・スタックを提供する段階と、 独立してアドレス可能な個々のセル・スタックを有する
    セル・スタックのアレイ内に複数のセル・スタックを結
    合する段階と、 前記2n個のメモリ・レベルと等しい複数の参照電圧を
    提供する段階と、 前記アドレスされた個々のセル・スタックの前記第1読
    み取り電流端子へのアクセスを提供することによってア
    レイ内の個々のセル・スタックをアドレスする段階と、 前記アドレスされたセル・スタックを通って電流を与え
    ることにより前記アドレスされたセル・スタックの両端
    での電圧降下を検出する段階と、 前記検出された電圧降下を複数の参照電圧と比較して、
    前記アドレスされたセル・スタック内の複数のn個のセ
    ルの前記メモリ・レベルを決定する段階と、 前記アドレスされたセル・スタックのそれぞれに前記決
    定されたメモリ・レベルをエンコードして、前記アドレ
    スされたセル・スタックのそれぞれに出力信号を与える
    段階と、 から構成されることを特徴とするスタックされたメモリ
    (100)内の各セルの状態を読み出す方法。
  3. 【請求項3】 複数の磁気トンネル接合メモリ・セル
    (102,103,105,106,108,109,
    111,112)であって、各セルが切り替え可能な磁
    気層(12)と、第1読み取り電流端子(27)と、第
    2読み取り電流端子(36)とを有し、前記複数の磁気
    トンネル接合メモリ・セルのそれぞれが、第1メモリ状
    態内の第1抵抗と、第2メモリ状態内の第1抵抗とは異
    なる第2抵抗を有する、複数の磁気トンネル接合メモリ
    ・セルと、 直列に接続された前記電流端子と共にスタックされた前
    記複数の磁気トンネル接合メモリ・セルと、 電子スイッチ(115,116,117,118)と、 読み取り電流源と結合された前記複数の磁気トンネル接
    合メモリ・セル内の第1セルの第1読み取り電流端子、
    および、前記電子スイッチを通ってセル・スタックを画
    定するための読み取り電流帰還に結合された前記複数の
    磁気トンネル接合メモリ・セル内の最終セルの第2読み
    取り電流端子と、 複数の参照電圧レベルを与える参照装置と、 前記複数の磁気トンネル接合メモリ・セル内の前記第1
    セルの前記第1読み取り電流端子と、前記セル・スタッ
    クを通って与えられる電流で前記セル・スタックの両端
    で降下する電圧を検出し、かつ、前記セル・スタック内
    で各セルの状態を決定するための前記複数の参照電圧レ
    ベルと前記検出された電圧とを比較するための前記参照
    装置とに結合された電圧検出比較装置(130)と、 前記セル・スタックの両端で降下した前記電圧をデジタ
    ル出力信号に変換するための前記電圧検出比較装置に結
    合されたエンコーディング装置と、 から構成されることを特徴とするスタックされたメモリ
    (100)。
  4. 【請求項4】 複数のセル・スタックであって、各セル
    ・スタックが直列に接続された電流端子と共にスタック
    された複数の磁気トンネル接合メモリ・セル、読み取り
    電流源と結合された複数のセル・スタックのそれぞれに
    おける第1読み取り電流端子、および、電子スイッチを
    通って電流帰還に結合された前記複数のセル・スタック
    のそれぞれにおける最終セルの第2読み取り電流端子を
    含む、複数のセル・スタックと、 アレイ内に前記複数のセル・スタックを結合した回路で
    あって、前記回路が、前記関連するセル・スタックをプ
    ログラムするために前記複数のセル・スタック内に各セ
    ル・スタックと関連するデジット線と、前記関連するセ
    ル・スタック内の前記最終セルの前記第2読み取り電流
    端子の下に配置された各セル・スタックと関連するデジ
    ット線とを含む、回路と、 アドレスされたセル・スタックの前記第1読み取り電流
    端子にアクセスを提供することによって、前記アレイ内
    に個々のセル・スタックのそれぞれをアドレスすること
    が制御可能である前記セル・スタックのそれぞれと結合
    した前記回路および前記電子スイッチと、 複数の参照電圧レベルを与える参照装置と、 前記アドレスされたセル・スタックの第1セルの前記第
    1読み取り電流端子と、前記アドレスされたセル・スタ
    ックを通って与えられる電流で前記アドレスされたセル
    ・スタックの両端で降下する電圧を検出し、かつ、前記
    アドレスされたセル・スタック内で各セルの状態を決定
    するための前記複数の参照電圧レベルと前記検出された
    電圧とを比較するための前記参照装置とに結合された電
    圧検出比較装置と、 前記アドレスされたセル・スタックの両端で降下した前
    記電圧をデジタル出力信号に変換するための前記電圧検
    出比較装置に結合されたエンコーディング装置と、 から構成されることを特徴とするスタックされたメモ
    リ。
  5. 【請求項5】 複数のセル・スタックであって、各セル
    ・スタックが直列に接続された電流端子と共にスタック
    された複数の磁気トンネル接合メモリ・セル、読み取り
    電流源と結合された複数のセル・スタックのそれぞれに
    おける第1読み取り電流端子、および、電子スイッチを
    通って電流帰還に結合された前記複数のセル・スタック
    のそれぞれにおける最終セルの第2読み取り電流端子を
    含む、複数のセル・スタックと、 アレイ内に前記複数のセル・スタックを結合した回路で
    あって、前記回路が、前記関連するセル・スタックをプ
    ログラムするために前記複数のセル・スタック内に各セ
    ル・スタックと関連するデジット線と、前記関連するセ
    ル・スタック内の前記最終セルの前記第2読み取り電流
    端子の下に配置された各セル・スタックと関連するデジ
    ット線とを含む、回路と、 アドレスされたセル・スタックの前記第1読み取り電流
    端子にアクセスを提供することによって、前記アレイ内
    に個々のセル・スタックのそれぞれをアドレスすること
    が制御可能である前記セル・スタックのそれぞれと結合
    した前記回路および前記電子スイッチと、 複数の参照電圧レベルを与える参照装置と、および、 前記アドレスされたセル・スタックの第1セルの前記第
    1読み取り電流端子と、前記アドレスされたセル・スタ
    ックを通って与えられる電流で前記アドレスされたセル
    ・スタックの両端で降下する電圧を検出し、かつ、前記
    アドレスされたセル・スタック内で各セルの状態を決定
    するための前記複数の参照電圧レベルと前記検出された
    電圧とを比較するための前記参照装置とに結合された電
    圧検出比較装置と、 前記アドレスされたセル・スタックの両端で降下した前
    記電圧をデジタル出力信号に変換するための前記電圧検
    出比較装置に結合されたエンコーディング装置と、 から構成されることを特徴とするスタックされたメモ
    リ。
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