JP2002203388A - Mram装置における、望ましくないプログラミングを阻止する方法 - Google Patents
Mram装置における、望ましくないプログラミングを阻止する方法Info
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Abstract
いるメモリセルのプログラミング不能を、確実に且つ簡
単に阻止できるような、MRAM装置における望ましく
ないプログラミングを阻止する方法を提供する。 【解決手段】 ビット線BL2を流れる電流IBL2 は、
ビット線BL3とワード線WL1との交差部にあるMT
Jメモリセルl3 に散乱磁場を発生させる。そこで、本
発明では、この散乱磁場の影響を抑制するため、ビット
線BL3に適当な補償電流IBL3 を流し、この補償電流
IBL3 により発生する補償磁場によって、MTJメモリ
セルl3 における散乱磁場を打ち消すようになってい
る。
Description
ルド内のメモリセルがワード線またはプログラミング線
とビット線との間の少なくとも1つの面内にあるMRA
M装置(MRAM構造;MRAM=magnetoresistiver
Speicher磁気抵抗メモリ)における、望ましくないプロ
グラミングを阻止する方法であって、選択対象のメモリ
セルに属するワード線とビット線にプログラミング電流
を送り、プログラミング電流が、選択対象のメモリセル
に隣接している少なくとも1つのメモリセルにも、そこ
で散乱磁場として作用する磁場を発生させるようにした
前記方法に関するものである。
垂直に延びているビット線BLとの間にあって、その交
差部に配置されるいわゆるMTJメモリセル(MTJ=
Magnetic Tunnel Junctionまたはmagnetischer Tunnelu
ebergang)1を示す斜視図である。
向に磁化される磁性層)WMLと、トンネルバリアー層
TLと、硬磁性層(磁化方向の固定された磁性層)HM
Lとから成る多層系から構成されている。そして、硬磁
性層HML内での磁化方向に対し、軟磁性層WMLの磁
化方向を変化(または回転)させることにより、情報の
蓄積を行うものである。
に必要な磁場は、ワード線WL内の電流IWLとビット線
BL内の電流IBLとによって発生させる。これらの磁場
は、ワード線WLとビット線BLとの交差部において重
畳する。すなわち、両磁性層WML・HML内での磁化
方向が等しいか、互いに平行であると、MTJメモリセ
ル1は、低抵抗RC を有する。これに対し、両磁性層W
ML・HML内での磁化方向が等しくないか、互いに反
平行(非平行)であると、MTJメモリセル1は高抵抗
RC となる(図6の等価回路を参照)。
に示した矢印↑または↓は、この抵抗変化を表してい
る。また、この抵抗変化は、情報の蓄積に利用される。
また、この構成では、電流IWL・IBLの少なくとも一方
の方向を切換えることができれば、軟磁性層WML内の
磁化方向を回転または変化させることが十分に可能であ
る。
直に延びているワード線WLとの間にある、抵抗RC と
してのMTJメモリセル1を、概略的に示す説明図であ
り、図5に示したMTJメモリセルの等価回路図であ
る。
MRAM装置(MRAM構造)では、それぞれ中間にM
TJメモリセルを備えた複数の金属化系(Metallisieru
ngssysteme)を積層させれば、かなり高い記憶密度を得
ることができる。
アレイバリエーションが可能である。これを図7ないし
図9に概略的に示した。図7に示したバリエーションで
は、個々のMTJメモリセル(抵抗によって示してい
る)は、マトリックス(マトリックス構造)において、
ワード線WLとビット線BLとの間に、直接に位置して
いる。このようなMRAM装置では、かなり寄生的な効
果が生じる。これは、選択されたメモリセルでは(黒塗
りした抵抗を参照)、選択されたワード線または選択さ
れたビット線と接続されているメモリセルによる散乱電
流の発生を回避できないからである。
は、それぞれダイオード(図8)またはトランジスタ
(図9)が、個々のMTJメモリセルに対して直列に配
置されている。このアレイバリエーションは、かなりコ
スト高であり、特に図9のバリエーションにおいて顕著
である。これは、ビット線BLに加えて、プログラミン
グ線PRL,ゲート線GL,ソース線SLを設ける必要
があるからである。
置におけるメモリセルフィールドを、図7ないし図9に
示したアレイバリエーションのいずれを用いて構築する
にしても、対応するビット線BLとワード線WL(図9
のアレイバリエーションではプログラミング線PRL)
とによってメモリセルをプログラミングする場合、選択
メモリセルのそれぞれに、電流IBLまたは(ワード線内
の)IWLを印加せねばならない。そして、その結果、こ
れらの電流から生じる磁場によって、両線の交差個所に
おいて、選択MTJメモリセルをプログラミングするこ
とができる。
あり、ワード線WL1とビット線BL1, BL2, BL
3との交差個所を示す説明図である。ここで、電流IWL
がワード線WL1を流れ、電流IBL2 がビット線BL2
を流れるとすると、たとえば電流IBL2 によって発生し
た磁場HBL2 の影響は、ビット線BL2とワード線WL
1との交差個所にあるMTJメモリセルl2 だけに及ぶ
のではない。すなわち、この磁場HBL2 は、図10に概
略的に示したように、ビット線BL1・BL3とワード
線WL1との間にある、MTJメモリセルl1 ・l3 に
も作用する。
選択MTJメモリセルの横にある(近接する)MTJメ
モリセルが、選択されたワード線またはビット線内の電
流による散乱磁場により、適切にプログラミングされな
いことが十分に起こりうる。これは、プログラミング障
害またはプログラム撹乱と呼ばれる。
系のメモリセル)を形成しているMRAM装置に言える
ことである。すなわち、複数レベルの導体軌道と、その
間にあるMTJメモリセルとを備えた、一般的に望まし
い、目標とする高密度メモリアレイに対して特に言える
ことである。このようなメモリセルアレイでは、この種
のプログラミング障害またはプログラム撹乱は極めて望
ましくないものである。
決するために成されたものである。そして、その課題
(目的)は、MRAM装置における、望ましくないプロ
グラミングを阻止する方法において、散乱磁場による、
選択メモリセルに隣接しているメモリセルのプログラミ
ング不能を、確実に且つ簡単に阻止できる前記方法を提
供することである。
めに、本発明の方法は、メモリセルフィールド内のメモ
リセルがワード線またはプログラミング線とビット線と
の間の少なくとも1つの面内にあるMRAM装置におけ
る、望ましくないプログラミングを阻止する方法であっ
て、選択対象のメモリセルに属するワード線とビット線
とにプログラミング電流を送り、プログラミング電流
が、選択対象のメモリセルに隣接している少なくとも1
つのメモリセルにも、そこで散乱磁場として作用する磁
場を発生させるようにした前記方法において、ワード線
あるいはプログラミング線、またはビット線、または前
記隣接している少なくとも1つのメモリセルの別個の線
に、散乱磁場に反作用する補償磁場を提供する補償電流
を流す方法である。
象のビット線の次の次のビット線に印加するようにして
もよい。なお、この場合には、補償電流をプログラミン
グ電流よりも弱く設定することが好ましい。
ワード線またはビット線に複数の面内で印加するように
してもよい。さらに、補償電流の強さを、自動調整回路
により制御するようにしてもよい。
ば、冒頭で述べた種類の方法において、ワード線,プロ
グラミング線またはビット線、または隣接している少な
くとも1つのメモリセルの別個の線に、散乱磁場に反作
用する(散乱磁場を打ち消す)ような補償磁場を発生さ
せる(提供する)補償電流を流すことによって解決され
る。
いてプログラミング対象であるメモリセルに隣接してい
るメモリセルに対する散乱磁場の影響を、補償磁場を用
いて回避するようになっている。
ット線またはワード線、あるいは隣接しているメモリセ
ルのプログラミング線、または危険性のあるメモリセル
の横に延びている別個の線(ソース線等)に、補償電流
を直接的に流すことにより発生させる。従って、本発明
の方法によれば、危険性のあるメモリセルでのプログラ
ミング障害またはプログラム撹乱を確実に防止できる。
メモリセル)に適用すると特に有利である。というの
は、多層系のメモリセルでは、個々の層が互いに近接し
ているために、散乱磁場の発生が特に問題となるからで
ある。
数のメモリセルを有するMRAM装置に対するプログラ
ミング方法であって、選択メモリセルに関わるプログラ
ム配線に電流を流して磁場を発生させることで、その選
択メモリセルのメモリ内容を書き換えるプログラミング
方法において、選択メモリセルの近傍に位置するメモリ
セルに関わるメモリ線に補償電流を流す工程を含み、こ
の補償電流によって、選択メモリセルのメモリ線から発
生する磁場を、選択メモリセル以外のメモリセルの位置
において小さくするような補償磁場を発生させる方法で
ある。
ルに関わるプログラム配線に適切な電流(プログラミン
グ電流)を流して磁場を発生させ、この磁場によって、
選択メモリセル(プログラミングの対象となるメモリセ
ル)のメモリ内容(抵抗値)を更新する方法である。
に書き込みを行うための配線(ビット線やワード線、プ
ログラミング線等)のことである。また、メモリセルに
関わるプログラム配線とは、そのメモリセルのために配
置されているプログラム配線のことである。
ルの近傍に位置する非選択のメモリセルに関わるメモリ
線に、補償電流を流すようになっている。そして、この
補償電流によって、散乱磁場を、選択メモリセル以外の
メモリセルの位置において小さくするような、補償磁場
を発生するようになっている。ここで、散乱磁場とは、
選択メモリセルのプログラム配線から発生し、他のメモ
リセルに漏れる磁場のことである。
配線のことであり、上記のプログラム配線や、メモリ内
容の読み取るための配線、調整等を行うための配線を含
むものである。メモリ線としては、例えば、上記したビ
ット線やワード線、プログラミング線、メモリセルにお
けるトランジスタのゲート線やソース線等を挙げられ
る。
響を補償磁場によって低減できるため、非選択メモリセ
ルのメモリ内容を書き換えてしまうことを回避できる。
このため、プログラミングエラー(正しくない(不本意
な)プログラミング)を低減させることが可能となる。
接するメモリセル(隣接メモリセル)に対する散乱磁場
の影響を回避するために、この隣接メモリセルにさらに
隣接するメモリセル(対向メモリセル)に関わるメモリ
線に、補償電流を流すようにしてもよい。この方法で
は、隣接メモリセルを挟んで散乱磁場の発生源(プログ
ラム配線)とほぼ等距離にある対向メモリセルのメモリ
線によって補償磁場を発生させられるため、散乱磁場の
影響を抑制することが容易となる。
ングのための電流よりも弱く設定することが好ましい。
これにより、補償磁場を小さくできるので、補償磁場に
よって対向メモリセル(およびその周囲のメモリセル)
を不本意にプログラミングしてしまうことを回避でき
る。
避するために、複数の非選択メモリセルに関わる複数の
メモリ線に、補償電流を流すようにしてもよい。このよ
うな方法は、MRAM装置が多層構造(メモリセルを積
層させている構造)にある場合に、特に有効である。
おける各部位に対する散乱磁場をセンサーで測定し、測
定値に基づいて、補償電流を流すメモリ線、および、補
償電流の値(強さ・方向)を、自動調整回路によって決
定(制御)するようにしてもよい。
るMRAM装置は、プログラム配線であるワード線とビ
ット線との交点にメモリセルを有し、ワード線とビット
線とでメモリセルを挟む構造であってもよい。また、ワ
ード線とビット線とが、格子状に配置されているもので
もよい。また、上記のプログラミング方法は、メモリセ
ルとしてMTJメモリセルを有するMRAM装置に対
し、好適に使用することが可能である。
を用いて詳細に説明する。図1は、MTJメモリセルの
プログラミング障害が本発明の第1実施形態に従ってい
かに低減されるかを説明する概略図である。図2は、M
TJメモリセルのプログラミング障害が本発明の第2実
施形態に従っていかに低減されるかを説明する概略図で
ある。図3は、多層系の斜視図である。図4は、多層系
のプログラミング障害が本発明の第3実施形態に従って
いかに低減されるかを説明する概略図である。なお、図
1〜4および既に説明した図5〜9においては、互いに
対応している部品には同じ符号を使用する。
と同様に、図面を簡潔にするため、磁場を円形に示して
いる。なお、通常、ビット線およびワード線用のケーブ
ルの横断面は長方形であり、しかも、ビット線およびワ
ード線を流れる電流によって、種々の磁場が重畳した状
態となる。このため、実際のMRAM装置においては、
複雑な磁場分布が発生する。しかしながら、このような
複雑な磁場分布においても、基本的には、磁場分布を円
形とした場合と同様の条件が存在することとなる。
と同様に、MTJメモリセルl2 が、ビット線BL2と
ワード線WL1との交差部においてプログラミングされ
るべきものとする。このプログラミングは、ワード線W
L1のプログラミング電流I WLとビット線BL2のプロ
グラミング電流IBL2 とによって発生する磁場を重畳さ
せることにより成される。
線BL2内を図面の面内へ向けて流れるプログラミング
電流IBL2 によって発生する、磁場HBL2 だけを図示し
た。この電流IBL2 は、ビット線BL2とワード線WL
1との交差部において、MTJメモリセルl2 の層系内
に、強い平行磁場成分を発生させる。これにより、ワー
ド線電流IWLにより提供される磁場とともに、いわゆる
MTJメモリセルl2がプログラミングされる。
は、ビット線BL1およびビット線BL3とワード線W
L1との交差部の領域にも散乱磁場を発生させる。この
散乱磁場により、前記交差部にあるMTJメモリセルl
1 ・l3 は、望ましくない影響を受け、その結果、プロ
グラミング障害または「プログラム撹乱(Program Dist
urbs)」が発生する。
ルl2 に隣接しているMTJメモリセルl1 ・l3 の領
域での平行磁場成分が、プログラミング対象であるMT
Jメモリセルl2 の領域での平行磁場成分よりもかなり
小さいにもかかわらず、発生する。
るMTJメモリセルl1 ・l3 の領域でのプログラミン
グ障害を防止するため、補償磁場を使用することができ
る。このため、図1に概略的に図示したように、たとえ
ばビット線BL3により、適当な補償電流IBL3 を送
る。そして、この補償電流IBL3 により発生する補償磁
場によって、MTJメモリセルl3 における平行磁場成
分はほぼ解消される。同じことがMTJメモリセルl1
に対しても言える。
れるビット線BLの横に延びている別個の線SL(図9
に示されているソース線SL)によって、補償磁場を発
生させてもよい。
示す。この実施形態では、図1の実施形態の場合と同様
に、ビット線BL2を流れるプログラミング電流
IBL2 、がMTJメモリセルl1 ・l3 の領域に散乱磁
場を発生させる。そして、この実施形態では、ビット線
BL4、また、場合によっては、ビット線BL4とこれ
に隣接するビット線(図示せず)とに電流を印加し、こ
の電流により、電流IBL2 によるビット線BL3内の散
乱磁場を減少させる。これにより、ビット線BL2内の
プログラミング電流IBL2 により、ビット線BL3とワ
ード線WL1との間にあるMTJメモリセルl3 に対す
る、プログラミング障害の発生を防止するようになって
いる。
ビット線BL4内の電流IBL4 は、MTJメモリセルl
3 内の平行散乱磁場成分が完全に消失するほどの大きさ
ではないことが好ましい。これは、補償磁場を発生させ
るための電流IBL4 によって、ビット線BL4とワード
線WL1との間にあるMTJメモリセルl4 をプログラ
ミングしてしまうことを回避するためである。すなわ
ち、この電流IBL4 は、プログラミング電流IBL2 によ
って生じるMTJメモリセルl3 内の散乱磁場を弱化さ
せられるような大きさであることが好ましい。弱化させ
るだけでも、実際の使用に対しては十分に効果がある。
1, BL2, BL3が、ワード線WL1&2およびワー
ド線WL3&4といかに協働するのか、を示す説明図で
ある。すなわち、MTJメモリセルl1 ,l2 ,l3 ,
l4 は、それぞれ、ビット線BL1とワード線WL1&
2との間、ワード線WL1&2とビット線BL2との
間、ビット線BL2とワード線WL3&4との間、およ
び、ワード線WL3&4とビット線BL3との間にあ
る。
明図である。図4に示した実施形態(多層系メモリセル
に関する実施形態)においても、ワード線WL1とビッ
ト線BL2との間にあるMTJメモリセルl2 が、ワー
ド線WL1およびビット線BL2内のプログラミング電
流によりプログラミングされるとする。
けるプログラミング障害は、図1の実施形態の場合と同
様に、ビット線BL3内の適当な補償電流IBL3 によっ
て阻止される。すなわち、この補償電流IBL3 によって
発生する補償磁場により、MTJメモリセルl3 の領域
での平行散乱磁場成分(電流IBL2 による磁場成分)を
補償するようになっている。
ド線WL1とビット線BL5との間に位置するMTJメ
モリセルl5 の状況である。MTJメモリセルl5 は、
ビット線BL2に対し、なるほどMTJメモリセルl 3
と同じ間隔を持っている。しかし、MTJメモリセルl
5 には、ビット線BL2に流れるプログラミング電流I
BL2 のために、MTJメモリセルl3 の場合よりもかな
り強い平行磁場成分が作用する。そして、その結果、M
TJメモリセルl5 におけるプログラミング障害の危険
は、MTJメモリセルl3 の場合よりもかなり大きい。
明によれば簡単に阻止できる。すなわち図4に示したよ
うに、適当な補償電流IBL5 をビット線BL5を通じて
送ることで、電流IBL2 に基づくMTJメモリセルl5
内の散乱磁場を解消させるような補償磁場を発生させる
ことが可能である。
方法に従って、多層系内で電流補償を行うことがどのよ
うな意味を持っているかが明瞭に見て取れる。もちろ
ん、補償目的のために、他の線によって補償電流を送っ
てもよい。
点で改善がみられるならば、選択線に隣接している線を
通じて、選択メモリセル内でのプログラミング過程をも
支援する電流を送るようにしてもよい。さらに、個々の
補償電流を自動調整回路により整合させて、たとえばM
RAM装置の製造の際のプロセス変動の影響をなくす
(あるいは減少させる)ようにしてもよい。
を、図9に示したソース線SLやプログラミング線PR
Lに補償電流を流すことによって、補償磁場を発生させ
るようにしてもよい。また、ビット線,ソース線,プロ
グラミング線以外の他の線を用いて補償磁場を発生させ
るようにしてもよい。また、図1等に示したビット線B
L2の発生する平行磁場成分は、メモリセルl 2 の層に
平行な成分であってもよい。
るMRAM装置に対するプログラミング方法であって、
選択メモリセルに関わるプログラム配線に電流を流して
磁場を発生させることで、その選択メモリセルのメモリ
内容を書き換えるプログラミング方法において、選択メ
モリセルの近傍に位置するメモリセルに関わるメモリ線
に補償電流を流す工程を含み、この補償電流によって、
選択メモリセルのメモリ線から発生する磁場を、選択メ
モリセル以外のメモリセルの位置において小さくするよ
うな補償磁場を発生させるプログラミング方法である、
ということもできる。
し、以下のように表現することもできる。すなわち、メ
モリセルを、選択メモリセルの適当なビット線BLとワ
ード線WL(あるいは図9のアレイバリエーションでは
プログラミング線PRL)によってプログラミングする
場合、図7ないし図9のアレイバリエーションのうちど
のバリエーションをMRAM装置のメモリセルフィール
ドの構築のために使用するかに関係なく、それぞれ電流
IBLまたはIWLを(ワード線に)印加させねばならず、
その結果これらの電流から生じる磁場が両線の交差個所
において選択MTJメモリセルをプログラミングさせら
れる。また、図10は、この過程を概略的に示すもので
あり、ワード線WL1とビット線BL1, BL2, BL
3との交差個所を示している。
線またはワード線あるいは隣接しているメモリセルのプ
ログラミング線または危険性のあるメモリセルの横に延
びている別個の線にじかに流れている補償電流により発
生させるように設定してもよい。
磁場分布が発生するが、この複雑な磁場分布において
は、円形の磁場に関し説明する場合と基本的には同様の
条件が存在していることに変わりはない また、図1の実施形態に関し、以下のように表現するこ
ともできる。すなわち、この実施形態では、図10の装
置の場合と同様に、MTJメモリセルl2 がビット線B
L2とワード線WL1との交差部においてプログラミン
グされるが、これは、ワード線WL1のプログラミング
電流IWLとビット線BL2のプログラミング電流IBL2
とによって発生する磁場が重畳することにより生じる。
また、ビット線BL2を流れる電流IBL2 は、ビット線
BL1・BL3とワード線WL1との交差部の領域に散
乱磁場を発生させ、MTJメモリセルl1 ・l3 のプロ
グラミング障害を発生させるが、この障害は、この隣接
しあうMTJメモリセルl 1 ・l3 の領域での平行磁場
成分がプログラミング対象であるMTJメモリセルl2
の領域での平行磁場成分よりもかなり小さいにもかかわ
らず、発生する。
のように表現することもできる。すなわち、この実施形
態では、図1の実施形態の場合と同様に、ビット線BL
2を流れるプログラミング電流IBL2 がMTJメモリセ
ルl1 ・l3 の領域に散乱磁場を発生させ、ビット線B
L4と場合によってはさらに隣接するビット線とに電流
が印加され、この電流は、ビット線BL3内の電流I
BL2 による散乱磁場を減少させて、ビット線BL2内の
プログラミング電流IBL2 により、ビット線BL3とワ
ード線WL1との間にあるMTJメモリセルl3 にプロ
グラミング障害が発生しないようにする。また、図2の
実施形態では、補償磁場を提供するビット線BL4内の
電流IBL4 は、MTJメモリセルl3 内の平行散乱磁場
成分が完全に消失するほどの大きさではないことが好ま
しいが、これは、ビット線BL4とワード線WL1との
間にあるMTJメモリセルl4 もプログラミングされる
からである。また、この形態では、電流IBL4 によっ
て、プログラミング電流IBL2によって生じるMTJメ
モリセルl3 内の散乱磁場を弱化させる「にすぎな
い」。弱化させても実際の使用に対しては十分である。
ける、望ましくないプログラミングを阻止する方法であ
って、補償電流により、散乱磁場に反作用する補償磁場
を提供するようにした、MRAM装置における、望まし
くないプログラミングを阻止する方法である、と表現す
ることもできる。
深い関連性のある(例えば、ビット線の近くに配置さ
れ、ビット線と1対1対応しているような)ソース線
(制御線)SLが、ビット線と平行に配設されている。
このような別個の線SLを、補償電流を流すために使用
することも可能である。
セルフィールド内のメモリセルがワード線またはプログ
ラミング線とビット線との間の少なくとも1つの面内に
あるMRAM装置における、望ましくないプログラミン
グを阻止する方法であって、選択対象のメモリセルに属
するワード線とビット線とにプログラミング電流を送
り、プログラミング電流が、選択対象のメモリセルに隣
接している少なくとも1つのメモリセルにも、そこで散
乱磁場として作用する磁場を発生させるようにした前記
方法において、ワード線あるいはプログラミング線、ま
たはビット線、または前記隣接している少なくとも1つ
のメモリセルの別個の線に、散乱磁場に反作用する補償
磁場を提供する補償電流を流す方法である。
象のビット線の次の次のビット線に印加するようにして
もよい。なお、この場合には、補償電流をプログラミン
グ電流よりも弱く設定することが好ましい。
ワード線またはビット線に複数の面内で印加するように
してもよい。さらに、補償電流の強さを、自動調整回路
により制御するようにしてもよい。
グラミング対象であるメモリセルに隣接しているメモリ
セルに対する散乱磁場の影響を、補償磁場を用いて回避
するようになっている。
ット線またはワード線、あるいは隣接しているメモリセ
ルのプログラミング線、または危険性のあるメモリセル
の横に延びている別個の線に、補償電流を直接的に流す
ことにより発生させる。従って、本発明の方法によれ
ば、危険性のあるメモリセルでのプログラミング障害ま
たはプログラム撹乱を確実に防止できる。
メモリセル)に適用すると特に有利である。というの
は、多層系のメモリセルでは、個々の層が互いに近接し
ているために、散乱磁場の発生が特に問題となるからで
ある。
数のメモリセルを有するMRAM装置に対するプログラ
ミング方法であって、選択メモリセルに関わるプログラ
ム配線に電流を流して磁場を発生させることで、その選
択メモリセルのメモリ内容を書き換えるプログラミング
方法において、選択メモリセルの近傍に位置するメモリ
セルに関わるメモリ線に補償電流を流す工程を含み、こ
の補償電流によって、選択メモリセルのメモリ線から発
生する磁場を、選択メモリセル以外のメモリセルの位置
において小さくするような補償磁場を発生させる方法で
ある。
置する非選択のメモリセルに関わるメモリ線に、補償電
流を流すようになっている。そして、この補償電流によ
って、散乱磁場を、選択メモリセル以外のメモリセルの
位置において小さくするような、補償磁場を発生するよ
うになっている。
響を補償磁場によって低減できるため、非選択メモリセ
ルのメモリ内容を書き換えてしまうことを回避できる。
このため、プログラミングエラー(正しくない(不本意
な)プログラミング)を低減させることが可能となる。
接するメモリセル(隣接メモリセル)に対する散乱磁場
の影響を回避するために、この隣接メモリセルにさらに
隣接するメモリセル(対向メモリセル)に関わるメモリ
線に、補償電流を流すようにしてもよい。この方法で
は、隣接メモリセルを挟んで散乱磁場の発生源(プログ
ラム配線)とほぼ等距離にある対向メモリセルのメモリ
線によって補償磁場を発生させられるため、散乱磁場の
影響を抑制することが容易となる。
ングのための電流よりも弱く設定することが好ましい。
これにより、補償磁場を小さくできるので、補償磁場に
よって対向メモリセル(およびその周囲のメモリセル)
を不本意にプログラミングしてしまうことを回避でき
る。
避するために、複数の非選択メモリセルに関わる複数の
メモリ線に、補償電流を流すようにしてもよい。このよ
うな方法は、MRAM装置が多層構造(メモリセルを積
層させている構造)にある場合に、特に有効である。
おける各部位に対する散乱磁場をセンサーで測定し、測
定値に基づいて、補償電流を流すメモリ線、および、補
償電流の値(強さ・方向)を、自動調整回路によって決
定(制御)するようにしてもよい。
るMRAM装置は、プログラム配線であるワード線とビ
ット線との交点にメモリセルを有し、ワード線とビット
線とでメモリセルを挟む構造であってもよい。また、ワ
ード線とビット線とが、格子状に配置されているもので
もよい。
明の第1実施形態に従っていかに低減されるかを説明す
るための説明図である。
明の第2実施形態に従っていかに低減されるかを説明す
るための説明図である。
害が、本発明の第3実施形態に従っていかに低減される
かを説明する概略図である。
モリセルの斜視図である。
ある。
図である。
示す図である。
ョンを示す図である。
との交差個所を示す説明図である。
抗 IBL,IBL1 ,IBL2 ビット線電流 IWL ワード線電流 HBL2 プログラミング磁場 L 別個の線 HK 補償磁場 WML 軟磁性層 HML 硬磁性層 TL トンネルバリアー層 GL ゲート線 PRL プログラミング線
Claims (6)
- 【請求項1】メモリセルフィールド内のメモリセル
(l;ll ,l2 .....)がワード線(WL)また
はプログラミング線(PRL)とビット線(BL)との
間の少なくとも1つの面内にあるMRAM装置におけ
る、望ましくないプログラミングを阻止する方法であっ
て、 選択対象のメモリセル(l2 )に属するワード線(WL
1)とビット線(BL2)とにプログラミング電流(I
WL,IBL2 )を送り、プログラミング電流(I WL,I
BL2 )が、選択対象のメモリセル(l2 )に隣接してい
る少なくとも1つのメモリセル(l3 ,l5 )にも、そ
こで散乱磁場として作用する磁場を発生させるようにし
た前記方法において、 ワード線あるいはプログラミング線(PRL)、または
ビット線(BL3,BL5)、または前記隣接している
少なくとも1つのメモリセル(l3 ,l5 )の別個の線
(SL)に、散乱磁場に反作用する補償磁場を提供する
補償電流を流すことを特徴とする方法。 - 【請求項2】補償電流を、選択対象のビット線(BL
2)の次の次のビット線(BL4)に印加することを特
徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】補償電流をプログラミング電流よりも弱く
設定することを特徴とする、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】補償電流を、多層系においてワード線また
はビット線に複数の面内で印加することを特徴とする、
請求項1から3までのいずれか1つに記載の方法。 - 【請求項5】補償電流の強さを自動調整回路により制御
することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか
1つに記載の方法。 - 【請求項6】複数のメモリセルを有するMRAM装置に
対するプログラミング方法であって、選択メモリセルに
関わるプログラム配線に電流を流して磁場を発生させる
ことで、その選択メモリセルのメモリ内容を書き換える
プログラミング方法において、 選択メモリセルの近傍に位置するメモリセルに関わるメ
モリ線に補償電流を流す工程を含み、 この補償電流によって、選択メモリセルのメモリ線から
発生する磁場を、選択メモリセル以外のメモリセルの位
置において小さくするような補償磁場を発生させること
を特徴とするプログラミング方法。
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