JP2003109374A - Write-in circuit for magnetic memory device - Google Patents

Write-in circuit for magnetic memory device

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JP2003109374A
JP2003109374A JP2001302806A JP2001302806A JP2003109374A JP 2003109374 A JP2003109374 A JP 2003109374A JP 2001302806 A JP2001302806 A JP 2001302806A JP 2001302806 A JP2001302806 A JP 2001302806A JP 2003109374 A JP2003109374 A JP 2003109374A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress overshoot caused in the current flowing in a write-in line and a bit line at the time of writing-in of data. SOLUTION: A current is supplied by improving current supply capability in a plurality of stages at the time of rise of a pulse type current by a current generating means generating a pulse type current instead of generating a rectangular current pulse as a write-in current and an assist current, and a pulse being an originally prescribed current value (prescribed value) I is generated finally. When a current is supplied in two stages, switch elements 53, 54 provided respectively in constant current sources 51, 52 and at the output side of the constant current sources 51, 52 are used, and the switch element 53 is made conductive before the switch element 54 is done so.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性メモリ装
置の書き込み回路に関し、特に、磁気抵抗素子を用いた
メモリセルを有する磁気メモリ装置に適した書き込み回
路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a write circuit for a non-volatile memory device, and more particularly to a write circuit suitable for a magnetic memory device having a memory cell using a magnetoresistive element.

【0002】[0002]

【従来の技術】強磁性体などの磁性体において、その磁
化の方向や磁化の有無などによってその電気抵抗が変化
する磁気抵抗効果が知られており、そのときの電気抵抗
値の変化率を磁気抵抗比(MR比;Magneto-Resistance
Ratio)という。磁気抵抗比が大きい材料としては、巨
大磁気抵抗(GMR;Giant Magneto-Resistance)材料
や超巨大磁気抵抗(CMR;Colossal Magneto-Resista
nce)材料があり、これらは一般に、金属、合金、複合
酸化物などである。例えば、Fe,Ni,Co,Gd,
Tbおよびこれらの合金や、LaXSr1-XMnO9,L
XCa1-XMnO9などの複合酸化物などの材料があ
る。また一般に、強磁性体は、外部から印加された磁場
によってその強磁性体内に発生した磁化が外部磁場を取
り除いた後にも残留する(これを残留磁化という)、と
いう特性を有している。
2. Description of the Related Art In a magnetic material such as a ferromagnetic material, a magnetoresistive effect is known in which the electric resistance changes depending on the direction of magnetization and the presence or absence of magnetization. Resistance ratio (MR ratio; Magneto-Resistance)
Ratio). Giant Magneto-Resistance (GMR) materials and Colossal Magneto-Resista (CMR) materials are used as materials having a large magnetic resistance ratio.
nce) materials, which are generally metals, alloys, complex oxides, and the like. For example, Fe, Ni, Co, Gd,
Tb and their alloys, La X Sr 1-X MnO 9 , L
There are materials such as composite oxide such as a X Ca 1-X MnO 9 . In general, a ferromagnetic substance has a characteristic that the magnetization generated in the ferromagnetic substance by an externally applied magnetic field remains even after the external magnetic field is removed (this is called remanent magnetization).

【0003】そこで、磁気抵抗材料として強磁性体を用
いてその強磁性体の残留磁化を利用すれば、磁化方向や
磁化の有無により電気抵抗値を選択して情報を記憶する
不揮発性メモリを構成することができる。このような不
揮発性メモリは、磁気メモリ(MRAM(磁気ランダム
アクセスメモリ);Magnetic Random Access Memory)
と呼ばれている。
Therefore, if a ferromagnetic material is used as the magnetoresistive material and the residual magnetization of the ferromagnetic material is utilized, a non-volatile memory for storing information by selecting an electric resistance value depending on the magnetization direction and the presence / absence of magnetization is constructed. can do. Such a nonvolatile memory is a magnetic memory (MRAM: Magnetic Random Access Memory).
is called.

【0004】近年、開発が進められているMRAMの多
くは、巨大磁気抵抗材料の強磁性体の残留磁化で情報を
記憶しており、磁化方向の違いによって生じる電気抵抗
値の変化を検出することにより、記憶した情報を読み出
す方式を採用している。また、書込み用配線に電流を流
して誘起される磁場により強磁性体メモリセルの磁化方
向を変化させることで、メモリセルに情報を書き込み、
また、その情報を書き換えることができる。
Most of the MRAMs that have been developed in recent years store information by the residual magnetization of a ferromagnetic material of a giant magnetoresistive material, and can detect a change in electric resistance value caused by a difference in magnetization direction. Therefore, a method of reading the stored information is adopted. In addition, by writing a current in the memory cell by changing the magnetization direction of the ferromagnetic memory cell by a magnetic field induced by applying a current to the write wiring,
Also, the information can be rewritten.

【0005】MRAMのメモリセルとしては、トンネル
絶縁膜(トンネル電流が流れる程度の厚さの電気絶縁
膜)を2つの強磁性体層で挟んだ構造をもつトンネル磁
気抵抗素子(TMR;Tunnel Magneto-Resistance、あ
るいはMTJ;Magnetic TunnelJunction)が、高い磁
気抵抗変化率(MR比)を備えており、もっとも実用化
に近いデバイスとして期待されている。このようなメモ
リセルとして、従来、2つの面内磁化膜の間にトンネル
絶縁膜を挟み込んだ構成のものが検討されていた。しか
しながら、面内磁化膜を使用したメモリセルの場合、メ
モリセルの微小化に伴って、MR比が低下し、必要な書
き込み電流が増加し、また、動作点(メモリセルの磁気
特性を示すヒステリシスループ)の移動が起こるなど
の、解決すべき課題があることが分かっている。これに
対し、特開平11−213650号公報においては、2
枚の垂直磁化膜の間にトンネル絶縁膜である非磁性層を
挟み込んだ構成のものが提案されている。垂直磁化膜を
使用することにより、メモリセルを微小化した場合であ
っても、MR比の低下や書き込み電流の増加が抑えら
れ、また、ヒステリシスループにおけるシフトも抑えら
れ、優れた特性を有するメモリセルが得られるようにな
る。2枚の垂直磁化膜のうち一方は、常に磁化方向が同
じ方向である検出層であり、他方は、記録された情報に
基づいて磁化の方向が反転するメモリ層である。検出層
とメモリ層とは、使用する磁性材料の組成等を異ならせ
て形成される。検出層とメモリ層の磁化方向が平行であ
るか反平行であるかにより、検出層とメモリ層との間の
電気抵抗が変化し、これを検出することで、記録されて
いる情報を読み出すことができる。以下の説明において
磁気抵抗素子の磁化方向あるいは磁化方向の反転とは、
メモリ層の磁化方向あるいは磁化方向の反転のことを指
す。
As a memory cell of an MRAM, a tunnel magnetoresistive element (TMR; Tunnel Magneto-) having a structure in which a tunnel insulating film (an electric insulating film having a thickness such that a tunnel current flows) is sandwiched between two ferromagnetic layers. Resistance, or MTJ (Magnetic Tunnel Junction), has a high rate of change in magnetoresistance (MR ratio), and is expected as a device that is most practical. As such a memory cell, one having a structure in which a tunnel insulating film is sandwiched between two in-plane magnetized films has been conventionally studied. However, in the case of a memory cell using an in-plane magnetized film, the MR ratio is reduced and the required write current is increased with the miniaturization of the memory cell, and the operating point (hysteresis indicating the magnetic characteristics of the memory cell is It is known that there are issues that need to be solved, such as movement of loops). On the other hand, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-213650, 2
A structure has been proposed in which a non-magnetic layer that is a tunnel insulating film is sandwiched between a plurality of perpendicularly magnetized films. By using the perpendicular magnetization film, even if the memory cell is miniaturized, a decrease in MR ratio and an increase in write current can be suppressed, and a shift in a hysteresis loop can also be suppressed. You can get cells. One of the two perpendicularly magnetized films is a detection layer whose magnetization direction is always the same, and the other is a memory layer whose magnetization direction is reversed based on the recorded information. The detection layer and the memory layer are formed by using different compositions of magnetic materials to be used. The electric resistance between the detection layer and the memory layer changes depending on whether the magnetization directions of the detection layer and the memory layer are parallel or anti-parallel, and by detecting this, the recorded information can be read. You can In the following description, the magnetization direction of the magnetoresistive element or the reversal of the magnetization direction means
It refers to the magnetization direction of the memory layer or the reversal of the magnetization direction.

【0006】図6は、MRAMのメモリセルアレイの構
成の一例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the memory cell array of the MRAM.

【0007】1個のメモリセルは、可変抵抗として表現
された磁気抵抗素子(メモリ素子)11と、磁気抵抗素
子11に一端が接続するトランジスタ12とを備えてい
る。トランジスタ12は、典型的にはMOS(Metal-Oxi
de-Semiconductor)電界効果トランジスタによって構成
されており、その他端は接地されている。このようなメ
モリセルが複数個、2次元にマトリクス状に配置するこ
とにより、メモリセルアレイを構成している。ここで図
示横方向の並びを行、縦方向の並びを列と呼ぶことにす
ると、図示したものでは、メモリセルアレイにおける3
行×3列分の領域が示されている。各行ごとに行方向に
延びるビット線BL1〜BL3が設けられ、各列ごとに
列方向に延びるワード線WL1〜WL3が設けられてい
る。各メモリセルにおいて、磁気抵抗素子11の一端は
対応する行のビット線に接続し、トランジスタ12のゲ
ートは対応する列のワード線に接続する。
One memory cell includes a magnetoresistive element (memory element) 11 represented as a variable resistance, and a transistor 12 having one end connected to the magnetoresistive element 11. The transistor 12 is typically a MOS (Metal-Oxi).
de-Semiconductor) field effect transistor, and the other end is grounded. A plurality of such memory cells are two-dimensionally arranged in a matrix to form a memory cell array. Here, when the arrangement in the horizontal direction in the drawing is called a row and the arrangement in the vertical direction is called a column, in the illustrated arrangement, 3 in the memory cell array are used.
A region of rows × 3 columns is shown. Bit lines BL1 to BL3 extending in the row direction are provided for each row, and word lines WL1 to WL3 extending in the column direction are provided for each column. In each memory cell, one end of the magnetoresistive element 11 is connected to the bit line of the corresponding row, and the gate of the transistor 12 is connected to the word line of the corresponding column.

【0008】図示破線で示すのは、各メモリセルへのデ
ータの書き込みを行うための書き込み線WWL1〜WW
L3であり、この書き込み線は、列ごとに設けられてい
る。後述するように、メモリセル内の磁気抵抗素子11
へのデータの記録時には、書き込み線上にパルス状に書
き込み電流を流すこととなり、書き込み線上でパルス状
の書き込み電流の向きに応じて、二値の記録“0”及び
“1”のいずれかが磁気抵抗素子11に書き込まれるこ
とになる。そこで、書き込み線WWL1〜WWL3ごと
に、パルス状の書き込み電流を発生する信号源21と、
書き込み線上における信号源21からの書き込み電流の
流れる向きを決定する書き込みスイッチ13とが設けら
れている。各信号源21には、電源回路14から電力が
供給されている。
The broken lines shown in the figure indicate write lines WWL1 to WW for writing data to each memory cell.
L3, and the write line is provided for each column. As will be described later, the magnetoresistive element 11 in the memory cell
At the time of recording data on the write line, a write current is made to flow in a pulsed manner on the write line. Depending on the direction of the pulsed write current on the write line, either binary recording “0” or “1” is magnetic. It is written in the resistance element 11. Therefore, for each of the write lines WWL1 to WWL3, a signal source 21 that generates a pulsed write current,
A write switch 13 that determines the direction in which a write current from the signal source 21 flows on the write line is provided. Power is supplied from the power supply circuit 14 to each signal source 21.

【0009】書き込みスイッチ13は、スイッチ素子と
してのトランジスタT1〜T4を備えている。トランジ
スタT1,T2は相互に直列に接続し、トランジスタT
2が接地側となるように、信号源21の出力と接地点と
に間に挿入されている。同様に、トランジスタT3,T
4は相互に直列に接続し、トランジスタT4が接地側と
なるように、信号源21の出力と接地点とに間に挿入さ
れている。各書き込み線WWL1〜WWL3はいずれも
列の他端で折り返す構成であり、対応するトランジスタ
T1,T2の相互接続点とトランジスタT3,T4の相
互接続点との間に接続されている。トランジスタT1,
T4が導通状態でトランジスタT2,T3が遮断状態で
あれば、信号源21からの書き込み電流は書き込み線上
において図示反時計回りに流れ、トランジスタT1,T
4が遮断状態でトランジスタT2,T3が導通状態であ
れば図示時計回りに書き込み電流が流れる。このため、
書き込みスイッチ13により、信号源21から双方向に
書き込み電流を流すことができる。
The write switch 13 includes transistors T1 to T4 as switching elements. The transistors T1 and T2 are connected in series with each other, and
It is inserted between the output of the signal source 21 and the ground point so that 2 is on the ground side. Similarly, the transistors T3 and T
4 are connected in series with each other and are inserted between the output of the signal source 21 and the ground point so that the transistor T4 is on the ground side. Each of the write lines WWL1 to WWL3 is configured to be folded back at the other end of the column, and is connected between the interconnection point of the corresponding transistors T1 and T2 and the interconnection point of the transistors T3 and T4. Transistor T1,
When T4 is conductive and the transistors T2 and T3 are off, the write current from the signal source 21 flows counterclockwise in the drawing on the write line, and the transistors T1 and T3 are turned on.
If the transistor 4 is cut off and the transistors T2 and T3 are conductive, the write current flows clockwise in the figure. For this reason,
The write switch 13 allows a write current to flow from the signal source 21 in both directions.

【0010】図7は、メモリセルの構成の一例を示す断
面図である。図では、列方向に並ぶ2個のメモリセルが
示されている。
FIG. 7 is a sectional view showing an example of the structure of a memory cell. In the figure, two memory cells arranged in the column direction are shown.

【0011】半導体基板30上に素子分離領域31が形
成されるとともに、トランジスタ12のドレイン領域3
2およびソース領域33が設けられ、ドレイン領域32
およびソース領域33に挟まれた領域において、ゲート
絶縁膜34を介して、トランジスタ12のゲート電極を
兼ねるワード線35(図6におけるワード線WL1〜W
L3に対応)が形成されている。図示した例では、2個
のトランジスタ12がソース領域33を兼用する形態と
なっており、このようなトランジスタ12を覆うよう
に、層間絶縁膜36,37および38がこの順で設けら
れている。層間絶縁膜38は、特に薄く形成されてい
る。ソース領域33は、プラグ39を介して、層間絶縁
膜36上に形成された接地線40に接続し、ドレイン領
域32は、プラグ41を介して、層間絶縁膜38上に形
成された磁気抵抗素子11に下面に接続している。磁気
抵抗素子11は、図示した例では、特開平11−213
650号公報に記載されたような、一方が検出層であり
他方がメモリ層である2層の垂直磁化膜の間に非磁性層
であるトンネル絶縁膜を挟持した構成のものである。ま
た、層間絶縁膜38の下には、層間絶縁膜37に彫り込
まれるように、書き込み線42(図6における書き込み
線WWL1〜WWL3に対応)が形成されている。隣接
する磁気抵抗素子11間の領域を埋めるように層間絶縁
膜43が形成されており、磁気抵抗素子11の上面は、
層間絶縁膜43上に形成されて図示左右方向に延びるビ
ット線44(図6におけるビット線BL1〜BL3に対
応)に接続している。さらに、層間絶縁膜43やビット
線44を覆うように、保護膜を兼ねる層間絶縁膜45が
形成されている。
The element isolation region 31 is formed on the semiconductor substrate 30, and the drain region 3 of the transistor 12 is formed.
2 and the source region 33 are provided, and the drain region 32
In the region sandwiched between the source region 33 and the source region 33, the word line 35 (the word lines WL1 to W in FIG. 6) that also serves as the gate electrode of the transistor 12 is provided via the gate insulating film 34.
(Corresponding to L3) is formed. In the illustrated example, the two transistors 12 also serve as the source region 33, and the interlayer insulating films 36, 37 and 38 are provided in this order so as to cover the transistor 12. The interlayer insulating film 38 is formed particularly thin. The source region 33 is connected to the ground line 40 formed on the interlayer insulating film 36 via the plug 39, and the drain region 32 is formed on the interlayer insulating film 38 via the plug 41. 11 is connected to the lower surface. In the illustrated example, the magnetoresistive element 11 is disclosed in JP-A-11-213.
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 650, a tunnel insulating film which is a non-magnetic layer is sandwiched between two layers of perpendicularly magnetized films, one of which is a detection layer and the other of which is a memory layer. A write line 42 (corresponding to the write lines WWL1 to WWL3 in FIG. 6) is formed below the interlayer insulating film 38 so as to be engraved in the interlayer insulating film 37. The interlayer insulating film 43 is formed so as to fill the region between the adjacent magnetoresistive elements 11, and the upper surface of the magnetoresistive element 11 is
The bit lines 44 (corresponding to the bit lines BL1 to BL3 in FIG. 6) formed on the interlayer insulating film 43 and extending in the left-right direction in the drawing are connected. Further, an interlayer insulating film 45 which also serves as a protective film is formed so as to cover the interlayer insulating film 43 and the bit line 44.

【0012】図6に示したメモリセルアレイにおけるメ
モリセルへのデータの書き込みは、データを書き込もう
とするメモリセル(選択されたメモリセル)が属する列
の書き込み線に、書き込み値(“0”または“1”)に
応じた極性(向き)の書き込み電流をパルス状に流して
磁気抵抗素子の膜面に対して垂直な書き込み磁界を発生
するとともに、そのメモリセルが属する行のビット線に
アシスト電流をパルス状に流して磁気抵抗素子の膜面に
対して水平なアシスト磁界を発生させ、書き込み磁界と
アシスト磁界との和磁界によって、選択されたメモリセ
ルのみにデータが書き込まれるようにして行われる。書
き込み磁界はメモリ層の磁化方向を決定する磁界とな
り、アシスト磁界はメモリ層の磁化方向反転に必要な書
き込み磁界の大きさを低減するように働く磁界となる。
書き込み磁界だけあるいはアシスト磁界だけでは磁気抵
抗素子において磁化方向反転が起こらないように、書き
込み電流及びアシスト電流の大きさは定められる。上述
したように、パルス状の書き込み電流は信号源21で生
成され、書き込み線上での書き込み電流の極性は書き込
みスイッチ13によって決定される。
When writing data to a memory cell in the memory cell array shown in FIG. 6, the write value ("0" or "0" is written to the write line of the column to which the memory cell (selected memory cell) to which the data is to be written belongs. 1 "), a write current of a polarity (direction) corresponding to 1") is applied in a pulsed manner to generate a write magnetic field perpendicular to the film surface of the magnetoresistive element, and an assist current is applied to the bit line of the row to which the memory cell belongs. It is carried out in a pulsed manner to generate an assist magnetic field horizontal to the film surface of the magnetoresistive element, and the sum magnetic field of the write magnetic field and the assist magnetic field is used to write data only to the selected memory cell. The write magnetic field serves as a magnetic field that determines the magnetization direction of the memory layer, and the assist magnetic field serves as a magnetic field that acts to reduce the magnitude of the write magnetic field necessary for reversing the magnetization direction of the memory layer.
The magnitudes of the write current and the assist current are determined so that the magnetization direction reversal does not occur in the magnetoresistive element only with the write magnetic field or the assist magnetic field. As described above, the pulsed write current is generated by the signal source 21, and the polarity of the write current on the write line is determined by the write switch 13.

【0013】アシスト電流としてパルス状の電流を発生
するための信号源22が設けられている。選択された行
のビット線にパルス状のアシスト電流を流すために、各
ビット線の一端には、信号源22とそのビット線を接続
するためのスイッチ素子としてのトランジスタ15が設
けられ、他端には、その他端でビット線を接地するため
のスイッチ素子としてのトランジスタ16が設けられて
いる。トランジスタ15,16は、典型的には、MOS
電界効果トランジスタによって構成される。信号源22
には、電源回路14から電力が供給されている。
A signal source 22 for generating a pulsed current as an assist current is provided. In order to pass a pulsed assist current to the bit line in the selected row, one end of each bit line is provided with a transistor 15 as a switch element for connecting the signal source 22 and the bit line, and the other end. Is provided with a transistor 16 as a switch element for grounding the bit line at the other end. The transistors 15 and 16 are typically MOS
It is composed of a field effect transistor. Signal source 22
Is supplied with power from the power supply circuit 14.

【0014】磁気抵抗素子を含むメモリセルをマトリク
ス状に配置したメモリセルアレイを有する磁気メモリ装
置の場合、選択されたメモリセルのみに情報を書き込む
ために、2種類の電流を必要とする。そのうちの一方
は、磁気抵抗素子の磁化方向に平行/反平行な磁界成分
を誘起するものであって、書き込むべき二値の情報
(“0”または“1”)に応じて極性が反転する電流で
あり、本明細書では、このような電流を書き込み電流と
呼ぶ。他方の電流は、書き込み電流による情報の記録を
支援する磁界を誘起する電流であって、アシスト電流と
呼ばれる。アシスト電流は、書き込むべき情報に応じて
極性が反転する必要がないか、あるいは極性は反転する
が上述した書き込み電流に比べて誘起する磁界の方向が
磁気抵抗素子の磁化方向に対して直交する方向である電
流である。ここでは図示しないが、場合によっては、2
種類の電流の双方が、書き込むべき電流に応じて極性が
反転するとともに、同様の方向の磁界を誘起するもので
あることがある。その場合は、双方が書き込み電流とい
うことになる。図示した例では、書き込み電流は列方向
に流れ、アシスト電流は行方向に流れているが、行と列
の関係はもちろん逆になっていてもよい。
In the case of a magnetic memory device having a memory cell array in which memory cells including magnetoresistive elements are arranged in a matrix, two types of currents are required to write information only in the selected memory cell. One of them is for inducing a magnetic field component parallel / anti-parallel to the magnetization direction of the magnetoresistive element, and the polarity of which is inverted according to binary information (“0” or “1”) to be written. Therefore, in this specification, such a current is referred to as a write current. The other current is a current that induces a magnetic field that assists the recording of information by the write current, and is called an assist current. The polarity of the assist current does not need to be inverted depending on the information to be written, or the polarity is inverted, but the direction of the magnetic field induced compared to the write current described above is orthogonal to the magnetization direction of the magnetoresistive element. Is the current. Although not shown here, in some cases, 2
Both types of currents may have opposite polarities depending on the current to be written and also induce magnetic fields in similar directions. In that case, both are write currents. In the illustrated example, the write current flows in the column direction and the assist current flows in the row direction, but the relationship between the row and the column may of course be reversed.

【0015】このようなメモリセルアレイにおいて、各
ビット線BL1〜BL3の一端には、読み出し回路20
が設けられている。読み出し回路20は、ワード線WL
1〜WL3によって選択された列のメモリセルからその
メモリセルに書き込まれたデータを読み出すものであ
る。具体的には、トランジスタ15,16の全てをオフ
状態とし、ワード線によって特定の列のトランジスタ1
2をオン状態とし、読み出し回路20側から対象とする
メモリセルの磁気抵抗素子11の抵抗値を読み出し、そ
の結果に基づいて“0”および“1”のいずれが記録さ
れているかを判定する。この場合、磁気抵抗素子11の
抵抗値の絶対値を測定するのではなく、たとえば読み出
し回路20内に参照セルを設け、その参照セルと磁気抵
抗素子11の抵抗との大小を比較して“0”および
“1”のいずれであるかを判定する。参照セルには、磁
気抵抗素子11において記録値が“0”のときの抵抗値
と記録値が“1”であるときの抵抗値との中間となる抵
抗値が設定されるようにする。そして、参照セルと磁気
抵抗素子11の双方に所定電流を流し、そのときに参照
セルおよび磁気抵抗素子11の双方の両端に発生する電
圧を検出し、両者の電圧を比較することによって、参照
セルの抵抗値の方が大きいか、磁気抵抗素子11の抵抗
値の方が大きいかを判定し、磁気抵抗素子11に記録さ
れたデータを判別する。
In such a memory cell array, the read circuit 20 is provided at one end of each of the bit lines BL1 to BL3.
Is provided. The read circuit 20 uses the word line WL
The data written in the memory cell of the column selected by 1 to WL3 is read out. Specifically, all the transistors 15 and 16 are turned off, and the transistor 1 of a specific column is set by the word line.
2 is turned on, the resistance value of the magnetoresistive element 11 of the target memory cell is read from the read circuit 20 side, and whether "0" or "1" is recorded is determined based on the result. In this case, instead of measuring the absolute value of the resistance value of the magnetoresistive element 11, for example, a reference cell is provided in the read circuit 20, and the reference cell and the resistance of the magnetoresistive element 11 are compared to determine “0”. "" Or "1" is determined. In the reference cell, a resistance value that is intermediate between the resistance value when the recorded value is “0” and the resistance value when the recorded value is “1” in the magnetoresistive element 11 is set. Then, a predetermined current is caused to flow through both the reference cell and the magnetoresistive element 11, the voltages generated at both ends of the reference cell and the magnetoresistive element 11 at that time are detected, and the voltages of both are compared to obtain the reference cell. It is determined whether the resistance value of 1 is larger or the resistance value of the magnetoresistive element 11 is larger, and the data recorded in the magnetoresistive element 11 is determined.

【0016】ここで各信号源21,22について説明す
る。
The signal sources 21 and 22 will now be described.

【0017】行方向及び列方向に多数配列した磁気抵抗
素子のうち選択された磁気抵抗素子に対して記録が確実
に行われるとともに、選択されなかった磁気抵抗素子に
対しては誤った磁化反転が起こらないようにするため、
書き込み電流及びアシスト電流は、それぞれ、所定の大
きさ(電流値)で所定の継続時間を有するものである必
要がある。特に、電流値が規定値より過度に小さい場合
には確実な記録が保証されず、逆に電流値が過度に大き
い場合には、選択されていない磁気抵抗素子における磁
化の反転が引き起こされる。
Recording is surely performed on a selected magnetoresistive element among a plurality of magnetoresistive elements arranged in the row direction and the column direction, and erroneous magnetization reversal is performed on the non-selected magnetoresistive elements. To prevent it from happening
The write current and the assist current must each have a predetermined magnitude (current value) and a predetermined duration. In particular, if the current value is excessively smaller than the specified value, reliable recording is not guaranteed, and conversely, if the current value is excessively large, reversal of magnetization in the unselected magnetoresistive element is caused.

【0018】従来、信号源21,22としては、例え
ば、図8(a)に示すように、所定の電流を発生する定
電流源81と、定電流源81の出力に設けられたスイッ
チ素子82からなるものが使用されていた。スイッチ素
子82のオン/オフすることで、所定の大きさであって
かつ所定の継続時間を有する矩形パルス状の書き込み電
流あるいはアシスト電流が発生する。なお、書き込み電
流を発生する信号源21の場合、書き込みスイッチ13
内のトランジスタT1〜T4がスイッチ素子82を兼ね
るようにしてもよい。
Conventionally, as the signal sources 21 and 22, for example, as shown in FIG. 8A, a constant current source 81 for generating a predetermined current, and a switch element 82 provided at the output of the constant current source 81. Was used. By turning on / off the switch element 82, a rectangular pulse write current or an assist current having a predetermined magnitude and a predetermined duration is generated. In the case of the signal source 21 that generates a write current, the write switch 13
The transistors T1 to T4 therein may also serve as the switch element 82.

【0019】しかしながら、上述した従来の信号源2
1,22を使用した場合、メモリセルアレイ内での寄生
容量や、書き込み線やビット線の抵抗成分、インダクタ
ンス成分などの影響により、メモリセルアレイ内での実
際の書き込み電流、アシスト電流のパルス電流波形に、
図8(b)に示すようなオーバーシュートが発生する。
本発明者らの検討によれば、このオーバーシュートの電
流波高値は、本来の規定された電流値Iの1.5倍程度
ともなる。選択された磁気抵抗素子に確実に記録を行
い、かつ、選択されていない磁気抵抗素子への誤記録を
防止するために、オーバーシュートの波高値に対して許
容値が定められ、その許容値は規定された電流値(規定
値)Iの1.2倍程度である。すると、規定値Iの1.
5倍もの波高値を有するオーバーシュートは、磁気抵抗
素子における誤記録や書き込み不良の原因となるおそれ
がある。
However, the above-mentioned conventional signal source 2 is used.
When 1 and 22 are used, the pulse current waveforms of the actual write current and assist current in the memory cell array are affected by the parasitic capacitance in the memory cell array, the resistance component of the write line and the bit line, and the influence of the inductance component. ,
Overshoot occurs as shown in FIG.
According to the study by the present inventors, the current peak value of this overshoot is about 1.5 times the originally specified current value I. In order to reliably perform recording on the selected magnetoresistive element and to prevent erroneous recording on the non-selected magnetoresistive element, an allowable value is set for the peak value of overshoot, and the allowable value is It is about 1.2 times the specified current value (specified value) I. Then, the prescribed value I of 1.
An overshoot having a peak value of 5 times may cause erroneous recording or writing failure in the magnetoresistive element.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、データ書き込み時に書き込み電流及び/またはアシ
スト電流に発生するオーバーシュートを抑制することが
できる、磁気メモリ装置の書き込み回路を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a write circuit for a magnetic memory device, which can suppress overshoot occurring in a write current and / or an assist current when writing data. .

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の磁気メモリ装置
の書き込み回路は、パルス状の電流によって誘起される
磁界に応じて情報が書き込まれる磁気抵抗素子をメモリ
セルごとに有する磁気メモリ装置における書き込み回路
において、パルス状の電流を発生させる電流発生手段
は、パルス状の電流の立ち上がり時において複数段階で
電流供給能力を高めることを特徴とする。
A write circuit of a magnetic memory device according to the present invention is a write circuit in a magnetic memory device having a magnetoresistive element for writing information according to a magnetic field induced by a pulsed current for each memory cell. In the circuit, the current generating means for generating the pulsed current is characterized in that the current supply capability is increased in a plurality of stages when the pulsed current rises.

【0022】上述したように、磁気メモリ装置において
は、一般に、磁気抵抗素子の磁化方向に平行/反平行な
磁界成分を誘起し書き込むべき二値の情報に応じて極性
が反転するパルス状の電流である書き込み電流を発生す
る第1の信号源と、書き込み電流による磁気抵抗素子へ
の情報の記録を支援する磁界を誘起するパルス状の電流
であるアシスト電流を発生する第2の信号源とが設けら
れるが、少なくとも第1の信号源及び第2の信号源の一
方をパルス状の電流の立ち上がり時において複数段階で
電流供給能力を高めることを特徴とする電流発生手段に
より構成することが好ましい。第1の信号源及び第2の
信号源の両方をこのような電流発生手段で構成すること
がさらに好ましい。
As described above, in the magnetic memory device, in general, a pulsed current in which a magnetic field component parallel / antiparallel to the magnetization direction of the magnetoresistive element is induced and the polarity is inverted according to binary information to be written. A first signal source for generating a write current and a second signal source for generating an assist current which is a pulsed current for inducing a magnetic field for assisting recording of information in the magnetoresistive element by the write current. Although provided, it is preferable that at least one of the first signal source and the second signal source is configured by current generation means characterized in that the current supply capability is increased in a plurality of steps at the rise of the pulsed current. It is further preferable that both the first signal source and the second signal source are constituted by such current generating means.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の
書き込み回路の基本的な動作原理を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the basic operating principle of the write circuit of the present invention will be described.

【0024】本発明では、書き込み電流やアシスト電流
として矩形の電流パルスを発生する代わりに、パルス状
の電流を発生させる電流発生手段によって、パルス状の
電流の立ち上がり時において複数段階で電流供給能力を
高めることとする。例えば、パルス状の電流の立ち上が
り時において複数段階で電流を流し、最終的には本来の
規定された電流値(規定値)Iとなるパルスを生成す
る。このように構成すると、最初の段階での電流値を規
定値Iよりも小さくすることができるので、矩形波電流
パルスを用いる場合に比べてオーバーシュートを小さく
することができる。そしてこのオーバーシュートがある
程度収まった時点で第2の段階の電流値とする。第2の
段階での電流の増分も、当然、規定値Iより小さいか
ら、この第2の段階でのオーバーシュートも矩形波電流
パルスを用いる場合に比べて小さい。このように複数段
階に分けることにより、全体としてオーバーシュートの
電流波高値を従来の矩形波電流パルスを用いる場合比べ
て小さくすることができ、磁気メモリ装置の書き込み回
路として、選択された磁気抵抗素子に確実に記録を行
い、かつ、選択されていない磁気抵抗素子への誤記録を
確実に防止できる書き込み回路とすることができる。
In the present invention, instead of generating a rectangular current pulse as a write current or an assist current, a current generating means for generating a pulsed current is used to increase the current supply capability in multiple stages at the rise of the pulsed current. I will raise it. For example, when the pulsed current rises, the current is supplied in a plurality of stages, and finally a pulse having the originally specified current value (specified value) I is generated. With this configuration, the current value at the initial stage can be made smaller than the specified value I, so that the overshoot can be made smaller than in the case of using the rectangular wave current pulse. Then, when the overshoot is suppressed to some extent, the current value in the second stage is set. Since the current increment in the second stage is naturally smaller than the specified value I, the overshoot in the second stage is smaller than that in the case of using the rectangular wave current pulse. By dividing into a plurality of stages in this way, the current peak value of the overshoot can be made smaller as compared with the case of using the conventional rectangular wave current pulse, and the selected magnetoresistive element can be used as the write circuit of the magnetic memory device. Thus, it is possible to provide a writing circuit capable of surely recording and surely preventing erroneous recording on a non-selected magnetoresistive element.

【0025】何段階に分けて電流値を供給させるか、で
あるが、あまり段階数を増やすと回路的に複雑になり、
また、オーバーシュートの許容値が規定値Iの概ね1.
2倍程度であることから、2段階とすることが好まし
い。もちろん、3段階以上としても構わない。
It depends on how many stages the current value is supplied, but if the number of stages is increased too much, the circuit becomes complicated,
Moreover, the allowable value of overshoot is approximately 1.
Since it is about double, it is preferable to have two stages. Of course, there may be three or more stages.

【0026】本発明では、このように、書き込み電流及
び/またはアシスト電流のパルス電流について、立ち上
がり時に複数段階で電流を供給するようにしている。こ
のような書き込み電流及び/またはアシスト電流を得る
ためには、図6に示した磁気メモリ装置における信号源
21及び/または信号源22として、そのようなパルス
電流を生成する回路を用いればよい。そこで、図1
(a)は、本発明に基づく書き込み回路の一例であっ
て、2段階で電流を供給させるとして信号源21,22
に使用できる回路の原理的な構成の一例を示し、また、
図1(b)は、図1(a)に示す回路を信号源として使
用した場合の、メモリセルアレイ内での書き込み電流や
アシスト電流の実際のパルス電流波形の一例を示してい
る。
In the present invention, the pulse current of the write current and / or the assist current is thus supplied in a plurality of stages at the rising time. In order to obtain such a write current and / or an assist current, a circuit that generates such a pulse current may be used as the signal source 21 and / or the signal source 22 in the magnetic memory device shown in FIG. Therefore, in FIG.
(A) is an example of a write circuit based on the present invention, and it is assumed that the signal sources 21 and 22 are supposed to supply current in two stages.
Shows an example of the basic configuration of the circuit that can be used for,
FIG. 1B shows an example of actual pulse current waveforms of a write current and an assist current in the memory cell array when the circuit shown in FIG. 1A is used as a signal source.

【0027】図1(a)に示す回路は、電流I1を与え
る定電流源51と、電流I2を与える定電流源52と、
定電流源51の出力に設けられたスイッチ素子53と、
定電流源52の出力に設けられたスイッチ素子54とを
有し、スイッチ素子53,54の出力側は端子55に共
通接続されている。上述した信号源21としてこの回路
を用いるのであれば、端子55は書き込みスイッチ13
に接続し、信号源22として用いるのであれば、端子5
5は各ビット線のトランジスタ15に接続する。ここで
電流I1と電流I2の和は、書き込み電流あるいはアシ
スト電流として規定された電流値(規定値)Iとなるよ
うにする。I1とI2は相互に等しくても等しくなくて
もよい。スイッチ素子53,55としては、例えば、ト
ランジスタなどを使用することができる。
The circuit shown in FIG. 1A has a constant current source 51 for supplying a current I1 and a constant current source 52 for supplying a current I2.
A switch element 53 provided at the output of the constant current source 51,
The switch element 54 is provided at the output of the constant current source 52, and the output sides of the switch elements 53 and 54 are commonly connected to the terminal 55. If this circuit is used as the signal source 21 described above, the terminal 55 is connected to the write switch 13
If used as the signal source 22, the terminal 5
5 is connected to the transistor 15 of each bit line. Here, the sum of the current I1 and the current I2 is set to a current value (specified value) I specified as a write current or an assist current. I1 and I2 may or may not be equal to each other. As the switch elements 53 and 55, for example, transistors or the like can be used.

【0028】そして図1(a)に示す回路により書き込
み電流あるいはアシスト電流用の電流パルスを発生する
場合、スイッチ素子53,54がいずれも遮断状態にあ
るとして、まず、スイッチ素子53を導通状態にし、そ
の後、所定の遅延時間を経てからスイッチ素子54を導
通状態とする。電流パルスを終わらせるためには、スイ
ッチ素子53,54を同時に遮断状態とする。このよう
にスイッチ素子53,54を操作すると、図1(b)に
示すように、まず電流I1が端子55から流れようと
し、それに伴うオーバーシュートが発生する。定常的に
流れるようになったときの電流値の1.5倍がオーバー
シュートの電流波高値であると仮定すると、I1≦0.
8・Iと設定することにより、電流I1を流したときの
オーバーシュートの電流波高値は1.2・I以下とな
り、オーバーシュートの許容値内に収まる。その後、こ
のオーバーシュートがある程度落ち着くだけの所定の遅
延時間の経過後、スイッチ素子54が導通状態となり、
電流I(=I1+I2)が端子55から流れようとす
る。このとき新たに発生するオーバーシュートは、電流
の増分I2に対応するものであり、I2が例えば0.4
・I程度より小さければ、オーバーシュートにおける電
流波高値は1.2・Iを超えることはなく、オーバーシ
ュートの許容値内に収まることになる。
When a current pulse for the write current or the assist current is generated by the circuit shown in FIG. 1A, it is assumed that both switch elements 53 and 54 are in the cutoff state, and the switch element 53 is first brought into the conductive state. After that, the switch element 54 is turned on after a predetermined delay time. In order to terminate the current pulse, the switch elements 53 and 54 are simultaneously turned off. When the switch elements 53 and 54 are operated in this way, as shown in FIG. 1B, first, the current I1 tends to flow from the terminal 55, and an overshoot accompanying it is generated. Assuming that the current peak value of overshoot is 1.5 times the current value when the current starts to flow steadily, I1 ≦ 0.
By setting 8 · I, the current peak value of the overshoot when the current I1 flows is 1.2 · I or less, which falls within the allowable overshoot value. Then, after a lapse of a predetermined delay time for the overshoot to settle to some extent, the switch element 54 becomes conductive,
The current I (= I1 + I2) tries to flow from the terminal 55. The overshoot newly generated at this time corresponds to the current increment I2, and I2 is, for example, 0.4.
・ If it is smaller than about I, the current peak value in overshoot does not exceed 1.2 · I and falls within the allowable overshoot value.

【0029】次に、上述のようにして立ち上がり部が2
段階となっているパルス状の書き込み電流及び/または
アシスト電流を発生する回路の具体例を説明する。
Next, as described above, the rising portion is set to 2
A specific example of a circuit for generating a pulsed write current and / or assist current in stages will be described.

【0030】(回路例1)図2に示した回路は、等価的
には電流I1,I2にそれぞれ対応する2つの定電流源
を設け、これらの定電流源をそれぞれ独立に制御できる
ようにしたものである。すなわち、基準となる電流I
REFを与える定電流源61の一端を接地し、この定電流
源61の他端にpチャネルMOS電界効果トランジスタ
62のドレインとゲートを接続し、トランジスタ62の
ソースは電源Vccに接続している。さらに2つのpチャ
ネルMOS電界効果トランジスタ63,65が設けられ
ており、これらのトランジスタのソースはいずれも電源
ccに接続している。トランジスタ63のゲートは、ス
イッチ素子64により、そのソースかトランジスタ62
のゲートかに接続するようになっている。同様に、トラ
ンジスタ65のゲートは、スイッチ素子66により、そ
のソースかトランジスタ62のゲートかに接続するよう
になっている。スイッチ素子64,66としては、例え
ばトランジスタから構成されたものを使用することがで
きる。
(Circuit example 1) The circuit shown in FIG. 2 is equivalently provided with two constant current sources corresponding to the currents I1 and I2, respectively, and these constant current sources can be independently controlled. It is a thing. That is, the reference current I
One end of a constant current source 61 that supplies REF is grounded, the other end of the constant current source 61 is connected to the drain and gate of a p-channel MOS field effect transistor 62, and the source of the transistor 62 is connected to a power supply V cc . . Further, two p-channel MOS field effect transistors 63 and 65 are provided, and the sources of these transistors are both connected to the power supply Vcc . The gate of the transistor 63 is connected to the source of the transistor 62 by the switching element 64.
It is designed to be connected to the gate. Similarly, the gate of the transistor 65 is connected to its source or the gate of the transistor 62 by the switch element 66. As the switch elements 64 and 66, for example, those composed of transistors can be used.

【0031】次に、図2に示した回路の動作を説明す
る。定電流源61は常に基準電流IRE Fを流し続けてお
り、電源電圧Vccによらず、トランジスタ62のゲート
・ソース間電圧はトランジスタ62のドレイン電流が電
流IREFであるような電圧である。スイッチ素子64が
トランジスタ62のゲートに接続している場合、トラン
ジスタ62のゲート・ソース間電圧がそのままトランジ
スタ63のゲートに印加されることとなる。ここでもし
トランジスタ63がトランジスタ62と同じ特性を有す
るものであれば、カレントミラー回路が形成され、トラ
ンジスタ63のドレイン電流もIREFとなる。実際に
は、トランジスタ63のドレインから所望の電流I1が
得られるように、トランジスタ63を設計する。トラン
ジスタ62,63を同一の半導体製造プロセスにおいて
同時に形成し、かつ両者のチャネル長を同じとする場合
であれば、トランジスタ62,63のチャネル幅の比が
電流I REFとI1との比に一致するようにすればよい。
これに対しスイッチ素子64がトランジスタ63のソー
スに接続している場合は、このトランジスタ63は遮断
状態となる。同様に、スイッチ素子66がトランジスタ
62のゲートに接続する場合には、トランジスタ65の
ゲート・ソース間電圧はトランジスタ62のゲート・ソ
ース間電圧と等しくなる。そこで、ドレイン電流が所望
の電流I2となるようにトランジスタ65を設計してお
くことにより、スイッチ素子66がトランジスタ62の
ゲートに接続しているときにはトランジスタ65のドレ
インから電流I2が得られる。ここでI1=I2であっ
ても、I1≠I2であってもよい。スイッチ素子66が
トランジスタ65のソースに接続している場合は、この
トランジスタ65は遮断状態となる。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 2 will be described.
It The constant current source 61 is always the reference current IRE FKeep flowing
Power supply voltage VccRegardless of the gate of transistor 62
・ The source-to-source voltage is the drain current of the transistor 62.
Flow IREFThe voltage is such that Switch element 64
If connected to the gate of transistor 62,
Transistor voltage between gate and source of transistor 62
It is applied to the gate of the star 63. Also here
Transistor 63 has the same characteristics as transistor 62
If so, a current mirror circuit is
The drain current of the transistor 63 is also IREFBecomes actually
Is the desired current I1 from the drain of transistor 63
The transistor 63 is designed to be obtained. Trang
In the same semiconductor manufacturing process
When they are formed at the same time and the channel lengths of both are the same
If so, the ratio of the channel widths of the transistors 62 and 63 is
Current I REFAnd I1.
On the other hand, the switch element 64 is the saw of the transistor 63.
This transistor 63 is cut off when connected to
It becomes a state. Similarly, the switch element 66 is a transistor
When connected to the gate of 62, the
The gate-source voltage is the gate-source voltage of the transistor 62.
It becomes equal to the inter-source voltage. Therefore, the drain current is desired
Design the transistor 65 so that the current I2 becomes
As a result, the switch element 66 becomes
When connected to the gate, the drain of the transistor 65
The current I2 is obtained from the in. Where I1 = I2
Alternatively, I1 ≠ I2 may be satisfied. Switch element 66
If connected to the source of transistor 65
The transistor 65 is turned off.

【0032】したがって、図2に示す回路により書き込
み電流あるいはアシスト電流を発生させる場合には、予
めスイッチ素子64,66をいずれもトランジスタ6
3,65のソース側にしておき、まず、スイッチ素子6
4をトランジスタ62のゲート側に切り替える。その結
果、トランジスタ63のドレインから電流I1が流れ始
める。そして所定の遅延時間の経過後、スイッチ素子6
6もトランジスタ62のゲート側に切り替える。それに
より、トランジスタ65のドレインから電流I2が流れ
始める。さらに所定の時間の経過後、スイッチ素子6
4,66を同時にトランジスタ63,65のソース側に
切り替え、電流I1,I2の出力を停止する。トランジ
スタ63,65のドレインを相互に接続してこの回路の
出力とすることにより、立ち上がり時に2段階で電流が
供給されるパルス電流が得られるから、これを書き込み
電流あるいはアシスト電流として用いればよい。
Therefore, when the write current or the assist current is generated by the circuit shown in FIG.
First, the switch element 6 is set to the source side of 3,65.
4 is switched to the gate side of the transistor 62. As a result, the current I1 starts to flow from the drain of the transistor 63. After the elapse of a predetermined delay time, the switch element 6
6 is also switched to the gate side of the transistor 62. As a result, the current I2 starts to flow from the drain of the transistor 65. After a further predetermined time, the switch element 6
4 and 66 are simultaneously switched to the source side of the transistors 63 and 65 to stop the output of the currents I1 and I2. By connecting the drains of the transistors 63 and 65 to each other to provide the output of this circuit, a pulse current to which a current is supplied in two steps at the time of rising can be obtained, and this may be used as a write current or an assist current.

【0033】(回路例2)図3に示す回路は、等価的に
は電流I1,I2にそれぞれ対応する2つの定電流源を
設けるとともに、定電流源の出力側にスイッチ素子を設
けた構成のものである。すなわち、基準となる電流I
REFを与える定電流源61の一端を接地し、この定電流
源61の他端にpチャネルMOS電界効果トランジスタ
62のドレインとゲートを接続し、pトランジスタ62
のソースは電源Vccに接続している。さらに2つのpチ
ャネルMOS電界効果トランジスタ67,69が設けら
れており、これらのトランジスタのソースはいずれも電
源Vccに接続し、ゲートはトランジスタ62のゲートに
接続している。トランジスタ67,69のドレインは、
スイッチ素子68,70を介して電流を出力するように
なっている。スイッチ素子67,69としては、例えば
トランジスタから構成されたものを使用することができ
る。
(Circuit example 2) In the circuit shown in FIG. 3, two constant current sources equivalently corresponding to the currents I1 and I2 are provided, and a switch element is provided on the output side of the constant current source. It is a thing. That is, the reference current I
One end of a constant current source 61 that gives REF is grounded, and the drain and gate of a p-channel MOS field effect transistor 62 are connected to the other end of the constant current source 61, and the p-transistor 62 is connected.
Source is connected to the power supply Vcc . Further, two p-channel MOS field effect transistors 67 and 69 are provided, the sources of these transistors are both connected to the power supply V cc , and the gates thereof are connected to the gate of the transistor 62. The drains of the transistors 67 and 69 are
A current is output via the switch elements 68 and 70. As the switch elements 67 and 69, for example, those composed of transistors can be used.

【0034】次に、図3に示した回路の動作を説明す
る。定電流源61は常に基準電流IRE Fを流し続けてお
り、トランジスタ62のゲート・ソース間電圧は、トラ
ンジスタ62のドレイン電流が電流IREFであるような
電圧であり、トランジスタ67,69のゲート・ソース
間電圧も、このトランジスタ62のゲート・ソース間電
圧となる。そこで、このようなゲート・ソース間電圧が
印加されたときにそれぞれドレイン電流がI1,I2と
なるようにトランジスタ67,69を設計しておくこと
により、トランジスタ67,69はそれぞれ電流I1,
I2の定電流源として動作することになる。したがっ
て、スイッチ素子68,70の出力側を相互に接続して
この回路の出力とし、かつ、図1に関連して説明したの
と同様にスイッチ素子68,70を操作することによ
り、立ち上がり時に2段階で電流が供給されるパルス電
流が得られる。これを書き込み電流あるいはアシスト電
流として用いればよい。なお、電流パルスを終わらせる
ときには、スイッチ素子68,70を同時に遮断状態と
すればよい。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 3 will be described.
It The constant current source 61 is always the reference current IRE FKeep flowing
Therefore, the gate-source voltage of the transistor 62 is
The drain current of the transistor 62 is the current IREFAs is
Voltage, the gate and source of transistors 67 and 69
The voltage between the gate and source of this transistor 62
It becomes pressure. Therefore, such a gate-source voltage
When applied, the drain currents are I1 and I2, respectively.
Design the transistors 67 and 69 so that
Therefore, the transistors 67 and 69 have currents I1 and I1, respectively.
It will operate as a constant current source of I2. According to
And connect the output sides of the switch elements 68 and 70 to each other.
As the output of this circuit, and as described in connection with FIG.
By operating the switch elements 68 and 70 in the same manner as
Pulse current that is supplied in two steps when rising.
The flow is obtained. This is the write current or assist voltage.
It can be used as a flow. Note that the current pulse is terminated
Occasionally, the switch elements 68 and 70 are turned off at the same time.
do it.

【0035】(回路例3)図4に示した回路は、トラン
ジスタの実効的な抵抗値を変化させることにより、立ち
上がり時に2段階に分けて電流が供給されるパルス電流
を得ようとするものである。すなわち、基準となる電流
REFを与える定電流源61の一端を接地し、この定電
流源61の他端にpチャネルMOS電界効果トランジス
タ62のドレインとゲートを接続し、トランジスタ62
のソースは電源Vccに接続している。もう1つのpチャ
ネルMOS電界効果トランジスタ71が設けられてお
り、トランジスタ71のソースは電源Vccに接続し、ゲ
ートはトランジスタ62のゲートに接続している。トラ
ンジスタ71のドレインには、nチャネルMOS電界効
果トランジスタ72のドレインが接続し、トランジスタ
72のソースがこの回路の出力端子となっている。トラ
ンジスタ72のゲートには、スイッチ信号VSWが入力す
る。
(Circuit example 3) In the circuit shown in FIG. 4, the effective resistance value of the transistor is changed to obtain a pulse current to which the current is supplied in two stages at the time of rising. is there. That is, one end of the constant current source 61 that supplies the reference current I REF is grounded, and the drain and gate of the p-channel MOS field effect transistor 62 are connected to the other end of the constant current source 61, so that the transistor 62
Source is connected to the power supply Vcc . Another p-channel MOS field effect transistor 71 is provided, the source of the transistor 71 is connected to the power supply V cc , and the gate is connected to the gate of the transistor 62. The drain of the transistor 71 is connected to the drain of the n-channel MOS field effect transistor 72, and the source of the transistor 72 serves as the output terminal of this circuit. The switch signal V SW is input to the gate of the transistor 72.

【0036】次に、図4に示した回路の動作を説明す
る。定電流源61は常に基準電流IRE Fを流し続けてお
り、トランジスタ62のゲート・ソース間電圧は、トラ
ンジスタ62のドレイン電流が電流IREFであるような
電圧であり、トランジスタ71のゲート・ソース間電圧
も、このトランジスタ62のゲート・ソース間電圧とな
る。そこで、トランジスタ71は、このようなゲート・
ソース間電圧が印加された場合にそのドレイン電流が書
き込み電流あるいはアシスト電流の規定値Iとなるよう
に設計し、電流Iの定電流源として動作するようにして
おく。このような状態で、トランジスタ72のゲートに
対し、通常時(パルス電流を発生させないとき)にはト
ランジスタ72が遮断状態となるように、そして、書き
込み電流あるいはアシスト電流のパルス電流を発生する
際には、異なるレベルの電圧信号をゲートに対して印加
させることで、トランジスタ72のドレイン電流を立ち
上がり時に2段階で供給させる。このような異なるレベ
ルの電圧信号として、たとえばスイッチ信号VSWがあ
る。スイッチ信号VSWは図4中に示すように、通常時に
は0電位であり、パルス電流の立ち上がり時の第1段階
として、トランジスタ72のドレイン電流が電流I1と
なるような電位を有し、第2段階としてトランジスタ7
2が実質的に完全な導通状態(0Ω状態)となるような
異なるレベルの電位を有する信号を用いる。そのような
スイッチ信号VSWを用いることによって、トランジスタ
72のソースからは、書き込み電流あるいはアシスト電
流として使用できる、立ち上がり時に2段階で電流が供
給されるパルス電流が得られる。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 4 will be described.
It The constant current source 61 is always the reference current IRE FKeep flowing
Therefore, the gate-source voltage of the transistor 62 is
The drain current of the transistor 62 is the current IREFAs is
Voltage, which is the gate-source voltage of the transistor 71
Is the gate-source voltage of this transistor 62.
It Therefore, the transistor 71 is
When a source-to-source voltage is applied, its drain current is written.
So that the specified value I of the sink current or assist current
Designed to operate as a constant current source of current I
deep. In this state, the gate of the transistor 72
On the other hand, under normal conditions (when pulse current is not generated)
Write the transistor 72 so that it is in the cutoff state.
Generates pulse current of inrush current or assist current
When applying voltage signals of different levels to the gate,
This causes the drain current of the transistor 72 to rise.
It is supplied in two stages when rising. Such different levels
As the voltage signal of the switch, for example, the switch signal VSWBut
It Switch signal VSWAs shown in FIG. 4,
Is 0 potential, the first stage at the rise of pulse current
And the drain current of the transistor 72 is the current I1
And a transistor 7 as a second stage.
2 becomes a substantially perfect conduction state (0Ω state)
Signals with different levels of potential are used. like that
Switch signal VSWBy using a transistor
From the source of 72, write current or assist current
It can be used as a current, and the current is supplied in two stages at the time of rising.
The pulsed current delivered is obtained.

【0037】(回路例4)図5に示した回路は、立ち上
がり時に2段階で電流が供給されるパルス電流を得るた
めに、図4に示す回路のように異なるレベルの電圧信号
で制御されるトランジスタを用いる代わりに、2つのト
ランジスタを並列に配置した構成のものである。すなわ
ち、基準となる電流IREFを与える定電流源61の一端
を接地し、この定電流源61の他端にpチャネルMOS
電界効果トランジスタ62のドレインとゲートを接続
し、トランジスタ62のソースは電源Vccに接続してい
る。もう1つのpチャネルMOS電界効果トランジスタ
73が設けられており、トランジスタ73のソースは電
源Vccに接続し、ゲートはトランジスタ62のゲートに
接続している。2つのnチャネルMOS電界効果トラン
ジスタ74,75が設けられており、これらのトランジ
スタ74,75のドレインは共通にトランジスタ73の
ドレインに接続している。また、トランジスタ74,7
5のソースも共通接続してこの回路の電流出力となって
いる。トランジスタ74のゲートには制御信号φ1が入
力し、トランジスタ75のゲートには制御信号φ2が入
力する。制御信号φ1、φ2は制御装置CNTによって
図示された異なる立ち上がりタイミングのパルスを発生
させる。制御信号φ1,φ2は、いずれも、通常時に
は、対応するトランジスタ74,75を遮断状態とする
ように、典型的には0電位となる。
(Circuit example 4) The circuit shown in FIG. 5 is controlled by voltage signals of different levels as in the circuit shown in FIG. 4 in order to obtain a pulse current in which current is supplied in two steps at the time of rising. Instead of using transistors, two transistors are arranged in parallel. That is, one end of the constant current source 61 that supplies the reference current I REF is grounded, and the other end of the constant current source 61 is connected to the p-channel MOS.
The drain and gate of the field effect transistor 62 are connected, and the source of the transistor 62 is connected to the power supply Vcc . Another p-channel MOS field effect transistor 73 is provided, the source of the transistor 73 is connected to the power supply V cc , and the gate is connected to the gate of the transistor 62. Two n-channel MOS field effect transistors 74 and 75 are provided, and the drains of these transistors 74 and 75 are commonly connected to the drain of the transistor 73. Also, the transistors 74 and 7
The sources of 5 are also commonly connected to serve as the current output of this circuit. The control signal φ1 is input to the gate of the transistor 74, and the control signal φ2 is input to the gate of the transistor 75. The control signals .phi.1 and .phi.2 generate the pulses with different rising timings shown by the controller CNT. Both of the control signals φ1 and φ2 are normally at 0 potential so that the corresponding transistors 74 and 75 are normally cut off.

【0038】次に、図5に示した回路の動作を説明す
る。定電流源61は常に基準電流IRE Fを流し続けてお
り、トランジスタ62のゲート・ソース間電圧は、トラ
ンジスタ62のドレイン電流が電流IREFであるような
電圧であり、トランジスタ73のゲート・ソース間電圧
も、このトランジスタ62のゲート・ソース間電圧とな
る。そこで、トランジスタ73は、このようなゲート・
ソース間電圧が印加された場合にそのドレイン電流が書
き込み電流あるいはアシスト電流の規定値Iとなるよう
に設計し、電流Iの定電流源として動作するようにして
おく。そして書き込み電流あるいはアシスト電流のパル
ス電流を発生させる際には、まず、制御信号φ1を0電
位からトランジスタ74のドレイン電流が電流I1とな
るような電位に変化させる。その結果、トランジスタ7
4のソースから電流I1が流れ出し、これがこの回路の
電流出力となる。次に、所定の遅延時間の経過後、制御
信号φ2を0電位からトランジスタ75のドレイン電流
が電流I2となるような電位に変化させ、トランジスタ
75のソースから電流I2が流れ出すようにする。これ
により、この回路の出力電流はI(=I1+I2)とな
る。パルス電流を立ち下げるタイミングでは、制御信号
φ1,φ2の双方を同時に0電位にしてトランジスタ7
4,75を遮断状態に遷移させる。このようにして、書
き込み電流あるいはアシスト電流として使用できる、立
ち上がり時に2段階で電流が供給されるパルス電流が得
られる。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 5 will be described.
It The constant current source 61 is always the reference current IRE FKeep flowing
Therefore, the gate-source voltage of the transistor 62 is
The drain current of the transistor 62 is the current IREFAs is
Voltage, which is the gate-source voltage of the transistor 73
Is the gate-source voltage of this transistor 62.
It Therefore, the transistor 73 is
When a source-to-source voltage is applied, its drain current is written.
So that the specified value I of the sink current or assist current
Designed to operate as a constant current source of current I
deep. The write current or assist current pulse
To generate the output current, first set the control signal φ1 to zero.
The drain current of the transistor 74 becomes the current I1.
To change the potential. As a result, transistor 7
Current I1 flows out from the source of 4 and this is
Current output. Next, after the elapse of a predetermined delay time, control
Signal φ2 from 0 potential to drain current of transistor 75
Is changed to a potential that results in a current I2,
The current I2 starts to flow from the source of 75. this
Therefore, the output current of this circuit becomes I (= I1 + I2).
It At the timing of falling pulse current, control signal
Transistor 7 with both φ1 and φ2 set to 0 potential at the same time
4, 75 are transited to the cutoff state. In this way, the calligraphy
Standing that can be used as a sinking current or assist current
A pulse current that can be supplied in two steps when rising is obtained.
To be

【0039】(回路例5)図9に示した回路は、単一の
カレントミラー回路により2種類の電流値を発生できる
ようすることにより、2段階で電流が供給されるパルス
電流を生成するようにしたものである。すなわち、基準
となる電流IREFを与える定電流源61の一端を接地
し、この定電流源61の他端にpチャネルMOS電界効
果トランジスタ62のドレインとゲートを接続し、トラ
ンジスタ62のソースは電源Vccに接続している。もう
1つのpチャネルMOS電界効果トランジスタ76が設
けられており、トランジスタ76のソースは、抵抗77
を介して電源Vccに接続し、ゲートはトランジスタ62
のゲートに接続している。さらに、抵抗77を短絡する
スイッチ素子78と、トランジスタ76のゲートを電源
ccに接続するスイッチ素子79とが設けられている。
(Circuit example 5) In the circuit shown in FIG. 9, a single current mirror circuit is used to generate two kinds of current values so that a pulse current is supplied in two steps. It is the one. That is, one end of a constant current source 61 that supplies a reference current I REF is grounded, and the other end of the constant current source 61 is connected to the drain and gate of a p-channel MOS field effect transistor 62, and the source of the transistor 62 is a power source. Connected to V cc . Another p-channel MOS field effect transistor 76 is provided, and the source of the transistor 76 is a resistor 77.
Connected to the power supply V cc via the gate of the transistor 62
Is connected to the gate. Further, a switch element 78 that short-circuits the resistor 77 and a switch element 79 that connects the gate of the transistor 76 to the power supply Vcc are provided.

【0040】次に、図9に示した回路の動作を説明す
る。通常時には、スイッチ素子78は遮断状態、スイッ
チ素子79は導通状態となっている。したがって、トラ
ンジスタ62,76のいずれも、ゲート・ソース間電圧
が0となっており、電流が流れない状態となっている。
定電流源61は常に基準電流IREFを流し続けている
が、この基準電流は、電源Vccからスイッチ素子79を
経て定電流源61に流れることになる。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 9 will be described. Under normal conditions, the switch element 78 is in a cutoff state and the switch element 79 is in a conductive state. Therefore, the gate-source voltage of each of the transistors 62 and 76 is 0, and no current flows.
The constant current source 61 always keeps flowing the reference current I REF , but this reference current flows from the power source V cc to the constant current source 61 via the switch element 79.

【0041】書き込み電流あるいはアシスト電流のパル
ス電流を発生する際には、スイッチ素子78を遮断状態
としたまま、スイッチ素子79を遮断状態とする。する
と、基準電流IREFはトランジスタ62を流れるように
なり、トランジスタ62のゲート・ソース間電圧は、ト
ランジスタ62のドレイン電流が電流IREFであるよう
な電圧である。トランジスタ76のゲート電位も、この
トランジスタ62のゲート・ソース間電圧となり、トラ
ンジスタ76からドレイン電流が流れ出すようになる。
この段階で、トランジスタ76のソースには抵抗77が
挿入されていることになるので、トランジスタ76のゲ
ート・ソース間電圧は、抵抗77による電圧降下の分だ
け、トランジスタ62のゲート・ソース間電圧より小さ
くなる。次に、所定の遅延時間の経過後、スイッチ素子
78を導通状態として、抵抗77が短絡されるようにす
る。すると、トランジスタ76のゲート・ソース間電圧
は、トランジスタ62のゲート・ソース間電圧と等しく
なり、抵抗77が挿入されていたときに比べて大きなド
レイン電流がトランジスタ76から流れ出すことにな
る。スイッチ素子79が遮断状態であるとするとトラン
ジスタ62とトランジスタ76はカレントミラー回路を
構成していることになるから、抵抗77が挿入されたと
きのトランジスタ76のドレイン電流がI1、抵抗77
が短絡されているときのドレイン電流が規定値Iとなる
ように、トランジスタ76の特性や抵抗77の抵抗値を
定めておくことにより、パルス電流の立ち上がり時には
電流I1、遅延時間の経過後には電流Iとなるような、
2段階で電流が供給されるパルス電流が得られる。な
お、このパルス電流を停止するためには、スイッチ素子
79を導通状態にすればよい。
When the write current or the assist current pulse current is generated, the switch element 78 is kept in the cut-off state while the switch element 79 is kept in the cut-off state. Then, the reference current I REF starts flowing through the transistor 62, and the gate-source voltage of the transistor 62 is such that the drain current of the transistor 62 is the current I REF . The gate potential of the transistor 76 also becomes the gate-source voltage of the transistor 62, and the drain current starts to flow from the transistor 76.
At this stage, since the resistor 77 is inserted in the source of the transistor 76, the gate-source voltage of the transistor 76 is smaller than the gate-source voltage of the transistor 62 by the voltage drop due to the resistor 77. Get smaller. Next, after a lapse of a predetermined delay time, the switch element 78 is brought into a conducting state so that the resistor 77 is short-circuited. Then, the gate-source voltage of the transistor 76 becomes equal to the gate-source voltage of the transistor 62, and a drain current larger than that when the resistor 77 is inserted flows out from the transistor 76. If the switch element 79 is in the cutoff state, the transistor 62 and the transistor 76 form a current mirror circuit. Therefore, when the resistor 77 is inserted, the drain current of the transistor 76 is I1 and the resistor 77.
By defining the characteristics of the transistor 76 and the resistance value of the resistor 77 so that the drain current when the pulse current is short-circuited becomes the specified value I, the current I1 is generated when the pulse current rises, and the current is calculated when the delay time elapses. Such as I,
A pulsed current is obtained in which the current is supplied in two stages. In order to stop this pulse current, the switch element 79 may be made conductive.

【0042】以上、本発明の好ましい実施の形態につい
て説明した。本発明の書き込み回路は、面内磁化膜を用
いた磁気抵抗素子をメモリ素子として用いる磁気メモリ
装置にも、垂直磁化膜を用いた磁気抵抗素子をメモリ素
子として用いる磁気メモリ装置にも、等しく適用できる
ものである。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. The write circuit of the present invention is equally applicable to a magnetic memory device using a magnetoresistive element using an in-plane magnetized film as a memory element and a magnetic memory device using a magnetoresistive element using a perpendicular magnetized film as a memory element. It is possible.

【0043】また、磁気メモリ装置のメモリセルアレイ
の構成として、図6に示したようにビット線自体にアシ
スト電流を流す構成以外に、ビット線と平行にアシスト
電流を流すための線を設ける構成もあるが、そのような
構成の磁気メモリセルに対しても本発明は有効である。
さらには、ビット線に書き込み電流を流しあるいはビッ
ト線に平行に書き込み線を設け、ワード線にアシスト電
流を流しあるいはワード線に平行にアシスト電流を流す
ための線を設ける構成もあるが、そのような構成の磁気
メモリ装置にも本発明は有効である。書き込み電流を流
すための書き込み線を図6に示すように折り返し構造の
布線とすることが一般的に行われているが、そのような
構造において、nを1以上の整数として、2n−1番目
の列の書き込み線の後半部分と2n番目の列の書き込み
線の前半部分を共通のものとする構成もあるが、そのよ
うな構成の磁気メモリ装置にも本発明は有効である。要
するに、本発明の磁気メモリ装置の書き込み回路は、磁
気抵抗素子を備えたメモリセルを有する磁気メモリ装置
において、磁気抵抗素子に情報を記録するために磁気抵
抗素子に印加される磁場を誘起するパルス電流を発生す
る全ての回路に適用されるものである。
Further, as a configuration of the memory cell array of the magnetic memory device, in addition to the configuration in which an assist current is passed through the bit line itself as shown in FIG. 6, a configuration in which a line for passing an assist current is provided in parallel with the bit line is also provided. However, the present invention is also effective for the magnetic memory cell having such a configuration.
Further, there is a configuration in which a write current is passed through the bit line or a write line is provided in parallel to the bit line, and an assist current is passed through the word line or a line for passing an assist current is provided parallel to the word line. The present invention is effective for magnetic memory devices having various configurations. It is generally practiced that the write line for passing the write current is a folded wiring as shown in FIG. 6, and in such a structure, n is an integer of 1 or more and 2n-1. There is a configuration in which the latter half of the write line in the second column and the first half of the write line in the 2nth column are common, but the present invention is also effective for a magnetic memory device having such a configuration. In short, the write circuit of the magnetic memory device of the present invention is a magnetic memory device having a memory cell including a magnetoresistive element, and a pulse for inducing a magnetic field applied to the magnetoresistive element to record information in the magnetoresistive element. It is applied to all circuits that generate electric current.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、書き込み
電流やアシスト電流として矩形の電流パルスを発生する
代わりに、パルス状の電流を発生させる電流発生手段に
よって、パルス状の電流の立ち上がり時において複数段
階で電流供給能力を高めることでパルス状の電流を供給
させ、最終的には本来の規定された電流値となるパルス
を生成することにより、データ書き込み時に書き込み電
流やアシスト電流に発生するオーバーシュートを抑制す
ることができ、磁気抵抗素子における誤記録や書き込み
不良を防止することができる、という効果がある。
As described above, according to the present invention, instead of generating the rectangular current pulse as the write current or the assist current, the current generating means for generating the pulse current is used at the rising time of the pulse current. By increasing the current supply capacity in multiple stages to supply a pulsed current and finally generating a pulse with the originally specified current value, the overcurrent that occurs in the write current or assist current during data writing There is an effect that it is possible to suppress the chute and prevent erroneous recording and defective writing in the magnetoresistive element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の実施の一形態の書き込み回路
の原理的構成を示す回路図であり、(b)は(a)に示
す回路を信号源として用いた場合のメモリセルアレイ内
での実際のパルス電流波形の一例を示す波形図である。
FIG. 1A is a circuit diagram showing a principle configuration of a write circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a memory cell array when the circuit shown in FIG. 1A is used as a signal source. 6 is a waveform diagram showing an example of an actual pulse current waveform in FIG.

【図2】回路例1の回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of circuit example 1;

【図3】回路例2の回路の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of circuit example 2;

【図4】回路例3の回路の構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of circuit example 3;

【図5】回路例4の回路の構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of circuit example 4;

【図6】MRAMのメモリセルアレイの構成の一例を示
す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a memory cell array of MRAM.

【図7】メモリセルの構成の一例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a memory cell.

【図8】(a)は従来の磁気メモリ装置の書き込み回路
における信号源の構成を概念的に示す回路図であり、
(b)は(a)に示すような信号源を用いた場合に書き
込み時に実際にメモリセルアレイ内を流れるパルス電流
波形の一例を示す波形図である。
FIG. 8A is a circuit diagram conceptually showing the configuration of a signal source in a write circuit of a conventional magnetic memory device,
(B) is a waveform diagram showing an example of a pulse current waveform which actually flows in the memory cell array at the time of writing when the signal source as shown in (a) is used.

【図9】回路例5の回路の構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a circuit configuration of Circuit Example 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 磁気抵抗素子 12,15,16 スイッチ素子 13 書き込みスイッチ 14 電源回路 20 読み出し回路 21,22 信号源 30 半導体基板 31 素子分離領域 32 ドレイン領域 33 ソース領域 34 ゲート絶縁膜 35,WL1〜WL3 ワード線 36〜38,43,45 層間絶縁膜 39,41 プラグ 40 接地線 42,WWL1〜WWL3 書き込み線 44,BL1〜BL3 ビット線 50 参照セル 51,52,61,81 定電流源 53,54,64,66,68,70,78,79,8
2 スイッチ素子 55 端子 62,63,65,67,69,71〜75,76
トランジスタ 77 抵抗 T1〜T4 トランジスタ
11 Magnetoresistive Element 12, 15, 16 Switch Element 13 Write Switch 14 Power Supply Circuit 20 Read Circuit 21, 22 Signal Source 30 Semiconductor Substrate 31 Element Isolation Region 32 Drain Region 33 Source Region 34 Gate Insulating Film 35, WL1 to WL3 Word Line 36 ˜38,43,45 Interlayer insulating film 39,41 Plug 40 Ground line 42, WWL1 to WWL3 Write line 44, BL1 to BL3 bit line 50 Reference cells 51, 52, 61, 81 Constant current sources 53, 54, 64, 66 , 68, 70, 78, 79, 8
2 switch element 55 terminals 62, 63, 65, 67, 69, 71 to 75, 76
Transistor 77 Resistance T1 to T4 Transistor

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルス状の電流によって誘起される磁界
に応じて情報が書き込まれる磁気抵抗素子をメモリセル
ごとに有する磁気メモリ装置における書き込み回路にお
いて、 前記パルス状の電流を発生させる電流発生手段は、前記
パルス状の電流の立ち上がり時において複数段階で電流
供給能力を高めることを特徴とする磁気メモリ装置の書
き込み回路。
1. In a write circuit in a magnetic memory device having, for each memory cell, a magnetoresistive element in which information is written in accordance with a magnetic field induced by a pulsed current, the current generation means for generating the pulsed current A write circuit for a magnetic memory device, wherein the current supply capability is increased in a plurality of steps at the rise of the pulsed current.
【請求項2】 パルス状の電流によって誘起される磁界
に応じて情報が書き込まれる磁気抵抗素子をメモリセル
ごとに有する磁気メモリ装置における書き込み回路にお
いて、 前記磁気抵抗素子の磁化方向に平行/反平行な磁界成分
を誘起し書き込むべき二値の情報に応じて極性が反転す
るパルス状の電流である書き込み電流を発生する第1の
信号源と、 前記書き込み電流による前記磁気抵抗素子への情報の記
録を支援する磁界を誘起するパルス状の電流であるアシ
スト電流を発生する第2の信号源と、を有し、 前記第1の信号源及び第2の信号源の少なくとも一方か
らの前記パルス状の電流を発生させる電流発生手段は、
前記パルス状の電流の立ち上がり時において複数段階で
電流供給能力を高めることを特徴とする磁気メモリ装置
の書き込み回路。
2. A write circuit in a magnetic memory device having, for each memory cell, a magnetoresistive element in which information is written in accordance with a magnetic field induced by a pulsed current, in a direction parallel / antiparallel to a magnetization direction of the magnetoresistive element. A first signal source for inducing a strong magnetic field component and generating a write current which is a pulsed current whose polarity is inverted according to binary information to be written, and recording of information in the magnetoresistive element by the write current. A second signal source that generates an assist current that is a pulsed current that induces a magnetic field that assists the pulsed current from at least one of the first signal source and the second signal source. The current generating means for generating a current is
A write circuit for a magnetic memory device, characterized in that the current supply capability is increased in a plurality of steps when the pulsed current rises.
【請求項3】 前記第1の信号源及び第2の信号源の両
方が前記電流発生手段を有する請求項2に記載の磁気メ
モリ装置の書き込み回路。
3. The write circuit of the magnetic memory device according to claim 2, wherein both the first signal source and the second signal source have the current generating means.
【請求項4】 前記磁気メモリ装置は複数の前記メモリ
セルがマトリックス状に配置されたメモリセルアレイを
有し、前記書き込み電流は前記メモリセルアレイの行方
向及び列方向のうちの一方の方向で前記メモリセルアレ
イ中を流され、前記アシスト電流は前記メモリセルアレ
イの行方向及び列方向のうちの他方の方向で前記メモリ
セルアレイ中を流される、請求項2または3に記載の磁
気メモリ装置の書き込み回路。
4. The magnetic memory device has a memory cell array in which a plurality of the memory cells are arranged in a matrix, and the write current is applied to the memory cell in one of a row direction and a column direction of the memory cell array. 4. The write circuit of the magnetic memory device according to claim 2, wherein the assist current is made to flow in the cell array, and the assist current is made to flow in the memory cell array in the other direction of the row direction and the column direction of the memory cell array.
【請求項5】 前記電流供給能力によって前記パルス状
の電流を2段階に分けて供給する、請求項1乃至4のい
ずれか1項に記載の磁気メモリ装置の書き込み回路。
5. The write circuit of the magnetic memory device according to claim 1, wherein the pulsed current is supplied in two stages according to the current supply capacity.
【請求項6】 前記電流発生手段は、第1の定電流源
と、第2の定電流源と、前記第1の定電流源の動作を制
御する第1のスイッチ素子と、前記第2の定電流源の動
作を制御する第2のスイッチ素子と、を有する請求項5
に記載の磁気メモリ装置の書き込み回路。
6. The current generating means comprises a first constant current source, a second constant current source, a first switch element for controlling the operation of the first constant current source, and the second constant current source. A second switch element for controlling the operation of the constant current source.
A writing circuit of the magnetic memory device according to 1.
【請求項7】 前記電流発生手段は、第1の定電流源
と、第2の定電流源と、前記第1の定電流源の出力側に
設けられた第1のスイッチ素子と、前記第2の定電流源
の出力側に設けられた第2のスイッチ素子と、を有する
請求項5に記載の磁気メモリ装置の書き込み回路。
7. The current generating means includes a first constant current source, a second constant current source, a first switch element provided on the output side of the first constant current source, and the first constant current source. The write circuit of the magnetic memory device according to claim 5, further comprising a second switch element provided on the output side of the second constant current source.
【請求項8】 前記電流発生手段は、電流源と、前記電
流源の出力側に設けられた電界効果トランジスタとを有
し、異なるレベルの電圧信号が前記電界効果トランジス
タのゲートに印加される、請求項5に記載の磁気メモリ
装置の書き込み回路。
8. The current generating means has a current source and a field effect transistor provided on the output side of the current source, and voltage signals of different levels are applied to the gate of the field effect transistor. The write circuit of the magnetic memory device according to claim 5.
【請求項9】 前記電流発生手段は、電流源と、前記電
流源の出力側に相互に並列に設けられた第1及び第2の
電界効果トランジスタとを有し、異なる立ち上がりタイ
ミングを有する電圧信号が前記第1及び第2の電界効果
トランジスタのゲートにそれぞれ印加される、請求項5
に記載の磁気メモリ装置の書き込み回路。
9. The current generating means includes a current source and first and second field effect transistors provided in parallel with each other on the output side of the current source, and voltage signals having different rising timings. Is applied to the gates of the first and second field effect transistors, respectively.
A writing circuit of the magnetic memory device according to 1.
【請求項10】 前記電流発生手段は、ソースが電源に
接続された第1のトランジスタと抵抗と前記抵抗を介し
てソースが電源に接続された第2のトランジスタとから
なるカレントミラー回路と、前記抵抗の両端を短絡する
第1のスイッチ素子と、前記カレントミラー回路の動作
/非動作を制御する第2のスイッチ素子と、を有する請
求項5に記載の磁気メモリ装置の書き込み回路。
10. The current generation means includes a current mirror circuit including a first transistor whose source is connected to a power source, a resistor, and a second transistor whose source is connected to the power source through the resistor, and The write circuit of the magnetic memory device according to claim 5, further comprising: a first switch element that short-circuits both ends of the resistor; and a second switch element that controls operation / non-operation of the current mirror circuit.
【請求項11】 前記磁気抵抗素子は、強磁性体からな
る検出層と強磁性体からなるメモリ層との間に非磁性層
を挟み込んだものであり、前記メモリ層における磁化の
方向に応じて二値の情報を記録し、記録された情報に応
じて電気抵抗値が変化するものである、請求項1乃至1
0のいずれか1項に記載の磁気メモリ装置の書き込み回
路。
11. The magnetoresistive element comprises a non-magnetic layer sandwiched between a detection layer made of a ferromagnetic material and a memory layer made of a ferromagnetic material, and the magnetoresistive element is formed depending on a direction of magnetization in the memory layer. The binary information is recorded, and the electric resistance value is changed according to the recorded information.
The write circuit of the magnetic memory device according to claim 1.
【請求項12】 前記非磁性層がトンネル絶縁膜である
請求項11に記載の磁気メモリ装置の書き込み回路。
12. The write circuit of the magnetic memory device according to claim 11, wherein the non-magnetic layer is a tunnel insulating film.
【請求項13】 前記検出層及び前記メモリ層が垂直磁
化膜である請求項11または12に記載の磁気メモリ装
置の書き込み回路。
13. The write circuit of the magnetic memory device according to claim 11, wherein the detection layer and the memory layer are perpendicular magnetization films.
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