JP2008269776A - スピントルクmramセルアレイ、スピントルクmram装置およびスピントルクmramセルアレイのプログラミング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スピントルクMRAMセルアレイ405は、スピントルクMRAMセル100(以下「MRAMセル100」という。)を横方向と縦方向に配列したものである。ビット線305は、各縦方向に沿って配置され、各MRAMセル100に接続される。ソース選択線330は、ビット線305に対して直交し、且つ、横方向に配列されたMRAMセル100を2行1組にした対に対応して配置され、この対を構成しているMRAMセル100と接続される。MRAMセル100には、第1ステップで第1論理レベル(0)が書き込まれ、第2ステップで第2論理レベル(1)が書き込まれる。
【選択図】図1
Description
この書き込み方法では、磁気抵抗素子のフリー層の磁化困難軸(magnetically hard axis)に沿った磁場を作り、磁気抵抗素子を通り抜ける通過電流のスピンモーメントトランスファ(spin momentum transfer)によってフリー層の磁化の方向を変えることができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るスピントルクMRAMセル100のアレイを表すものである。スピントルク不揮発性磁気メモリセル100(以下「MRAMセル100」という。)のアレイは、横方向と縦方向に配列された複数のMRAMセル100を備えている。ビット線305a,305b,…,305m(以下「ビット線305」という。)は、縦方向に並んだMRAMセル100の各列に沿って配置され、それぞれMRAMセル100に接続している。ソース選択線330a,…,330n(以下「ソース選択線330」という。)は、横方向に並んだMRAMセル100で形成される行を2つ1組にした対に沿って配置され、それぞれMRAMセル100に接続している。ソース選択線330は、ビット線305に対して直交する方向に配置される。書き込み線335a,335b,…,335m(以下「書き込み線335」という。)は、横方向に並んだMRAMセル100に沿って配置され、MRAMセル100に接続されたゲーティングMOSトランジスタ310a,310b,…,310m(以下「ゲーティングMOSトランジスタ310」という。)のゲート端子に接続されている。
図12は、本発明の第2の実施の形態に係るMRAMセル100のアレイを表すものである。ビット線305は、MRAMセル100が縦方向に並べられた各列に沿って配置され、各MRAMセル100に接続している。ビット線305は、ビット線デコード回路に接続している側において互いに接続され、1つのデータ信号ビットを入力するようになっている。同様に、ソース選択線330は、横方向に並べられたMARMセルによって形成される対に沿って配置されており、互いに接続されている。書き込み線335は、第1の実施の形態で説明したように、横方向に並べられたMRAMセル100に沿って配置され、各MRAMセル100に接続されたゲーティングMOSトランジスタ310のゲート端子に接続されている。共通に接続されたビット線305には、単一のビットデータ信号が供給され、共通に接続されたソース選択線330には、単一のビットデータ信号の反転信号が供給される。このようなMRAMセル100のアレイ中の選択MRAMセル100に書き込みをするには、互いに接続されたビット線をデータ入力信号の論理レベルに設定し、互いに接続されたソース選択線を、反転データ入力信号の論理レベルに設定することにより、データ入力信号の論理レベルを書き込めばよい。
Claims (49)
- 磁気トンネル接合素子と、前記磁気トンネル接合素子の第1端子に接続されたドレイン端子を備える選択されたスイッチング素子とをそれぞれ有し、行と列に配列された複数のスピントルクMRAMセルと、
前記複数のスピントルクMRAMセルを配列して形成された前記列のそれぞれに沿って配置され、前記磁気トンネル接合素子の第2端子に接続されたビット線と、
前記複数のスピントルクMRAMセルを配列して形成された前記行のそれぞれに沿って配置され、前記行を構成する前記スピントルクMRAMセルに設けられた選択されたスイッチング素子の各々のゲート端子に接続され、前記選択されたスイッチング素子の動作および非動作を制御するワード線と、
前記ビット線に対して直交すると共に、前記スピントルクMRAMセルの前記行を2つ1組にして形成された対に対応して配置され、前記対を構成している前記スピントルクMRAMセルに設けられた前記選択されたスイッチング素子の各ソース端子に接続されたソース選択線と、
前記スピントルクMRAMセルの前記列毎に設けられ、前記ビット線に接続されたソース端子と、データ入力信号が入力されるドレイン端子と、列選択信号が入力されるゲート端子とを備えた各列書き込み選択素子と、
前記ビット線、前記ワード線および前記ソース選択線を制御する制御部と、
を含むことを特徴とするスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記データ入力信号は複数のビットを含み、各ビットが前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子の各々に個別に入力される
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記データ入力信号は単一のビットであり、この単一のビットが前記複数の列書き込み選択素子の各ドレイン端子に共通に入力される
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記複数のソース選択線の全ては共通に接続され、これにデータ入力信号の反転信号が共通に入力される
ことを特徴とする請求項3に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって複数のスピントルクMRAMセルのうち選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記第1ステップの間、前記制御部は、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けられた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第2論理レベルを加える
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに対して前記第1論理レベルを書き込む間の前記第2ステップのときに、前記制御部は、前記選択されたスピントルクMRAMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項5に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって複数のスピントルクMRAMセルのうち選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
第2論理レベルを書き込む間の前記第1ステップのときに、前記制御部は、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対して書き込みを行わない
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記第2ステップのときに、前記制御部は、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に接続した列書き込み選択信号を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第2論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第1論理レベルを加えて
選択されたスピントルクMRAMセルに第2論理レベルを書き込む
ことを特徴とする請求項7に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって複数のスピントルクMRAMセルのうち選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記第1ステップのときに、前記制御部は、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第2論理レベルを加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルに書き込む
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに対して前記第1論理レベルを前記書き込む間の前記第2ステップのときに、前記制御部は、前記選択されたスピントルクMRAMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項9に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに第2論理レベルを書き込む間の前記第1ステップのときに、前記制御部は、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第2論理レベルを加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルに書き込む
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記第2ステップのときに、前記制御部は、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第2論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第1論理レベルを加えて
前記選択されたスピントルクMRAMセルに第2論理レベルを書き込む
ことを特徴とする請求項11に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記第1ステップのときに、前記制御部は、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる入力データを表す第1論理レベルおよび第2論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加え、第1論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMRMAセルに対して第1論理レベルを書き込み、第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMRMAセルに対して書き込みを行わない
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに前記入力データを書き込む間、
前記第2ステップのときに、前記制御部は、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第1論理レベルを加えて、第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルに対して第2論理レベルを書き込み、第1論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項13に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記制御部は、
前記第1ステップのときに、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記データ入力信号を表す第1論理レベルを加え、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加え、全ての前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルを書き込み、
前記第2ステップのときに、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記データ入力信号を表す第1論理レベルおよび第2論理レベルのデータ入力信号を加え、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第1論理レベルを加えて、第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルに対して第2論理レベルを書き込み、第1論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項1に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる入力データを表すデータ入力信号を加え、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して前記データ入力信号の反転信号を加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに前記入力データを書き込む
ことを特徴とする請求項4に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 磁気トンネル接合素子と、前記磁気トンネル接合素子の第1端子に接続されたドレイン端子を備える選択されたスイッチング素子とを有し、行と列に配列された複数のスピントルクMRAMセルと、
前記複数のスピントルクMRAMセルを配列して形成された前記列のそれぞれに沿って配置され、前記磁気トンネル接合素子の第2端子に接続したビット線と、
前記複数のスピントルクMRAMセルを配列して形成された前記行のそれぞれに沿って配置され、前記行を構成する前記スピントルクMRAMセルに設けられた前記選択されたスイッチング素子の各々のゲート端子に接続し、前記選択されたスイッチング素子の動作および非動作を制御するワード線と、
前記ビット線に対して直交すると共に、前記スピントルクMRAMセルの前記行を2つ1組にして形成された対に合わせて配置され、前記対を構成している前記スピントルクMRAMセルに設けた前記選択されたスイッチング素子の各々のソース端子に接続したソース選択線と、
前記スピントルクMRAMセルの前記列毎に設けられ、前記ビット線に接続したソース端子と、データ入力信号を入力するドレイン端子と、列選択信号を入力するゲート端子とを備えた列書き込み選択素子とを有する前記スピントルクMRAMセルを複数まとめてグループにして配置した複数のスピントルクMRAMセルアレイと、
アドレス信号、入力データおよび読み出し/書き込み選択信号を入力し、前記アドレス信号、前記入力データおよび前記読み出し/書き込み選択信号をデコードし、前記複数のビット線と、前記複数の列書き込み選択素子の各々の前記ドレイン端子および前記ゲート端子とを介して通信することにより、書き込みおよび読み出しの対象となる前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する各選択列におけるスピントルクMRAMセルの1つに対して書き込みおよび読み出しをするために活性化される前記ビット線のどれかを選択し、前記選択列の前記列書き込み選択素子を作動させ、前記入力データから引き出した前記データ入力信号を前記選択列における1つの選択されたスピントルクMRMAセルに伝達するビット線デコード回路と、
前記アドレス信号を入力し、前記複数のワード線の各々と通信し、前記アドレス信号をデコードし、前記スピントルクMRAMセルアレイのうち1つの前記行における前記ワード線の1つを活性化するワード線デコード回路と、
前記アドレス信号と前記読み出し/書き込み選択信号を入力し、前記アドレス信号をデコードし、前記複数のソース選択線の各々と通信し、デコードした前記アドレス信号から前記ソース選択線の1つを選択して、前記選択されたスピントルクMRAMセルを読み出しおよび書き込みするために第1論理レベルおよび第2論理レベルを供給する選択線デコード回路と、
を含むことを特徴とするスピントルクMRAM装置。 - 前記ビット線のそれぞれに接続され、前記選択されたスピントルクMRAMセルからデータ読み出し信号を入力して、前記データ読み出し信号を増幅および調整し、前記選択されたスピントルクMRAMセルから読み出した出力データを出力するセンスアンプをさらに含む
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記データ入力信号は複数のビットを含み、各ビットが前記複数の列書き込み選択素子の前記ドレイン端子の各々に個別に入力される
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記データ入力信号は単一のビットであり、この単一のビットが前記複数の列書き込み選択素子の各ドレイン端子ドレイン端子に共通に入力される
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 複数の前記ソース選択線の全ては共通に接続され、これにデータ入力信号の反転信号が共通に入力される
ことを特徴とする請求項20に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記第1ステップの間、第1論理レベルが書き込まれる前記選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記ワード線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に接続した前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルとして前記データ入力信号を加え、
前記選択線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加える
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに対して前記第1論理レベルを書き込む間、前記第2ステップでは、前記選択されたスピントルクMRAMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項22に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに第2論理レベルを書き込む間、前記第1ステップでは、前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込みをしない
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAMセルアレイ。 - 前記第2ステップの間、前記選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記ワード線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に接続した列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第2論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第1論理レベルを加える
ことを特徴とする請求項24に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記第1ステップの間、前記選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記ワード線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に接続した前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルを書き込む
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに対して前記第1論理レベルを前記書き込む間、前記第2ステップでは、前記選択されたスピントルクMRAMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項26に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに第2論理レベルを書き込む間、
前記第1ステップにおける前記選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記ワード線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルとして前記データ入力信号を加え、
前記選択線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第2論理レベルを加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルに書き込む
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記第2ステップの間、第2論理レベルが書き込まれる前記選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記ワード線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第2論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択線デコード回路が、前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第1論理レベルを加える
ことを特徴とする請求項28に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記第1ステップの間、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記ワード線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す第1論理レベルおよび第2論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加え、第1論理レベルが書き込まれる複数の選択されたスピントルクMRMAセルに対して第1論理レベルを書き込み、第2論理レベルが書き込まれる複数の選択されたスピントルクMRMAセルに対して書き込みを行わない
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに前記入力データを書き込む間、
前記第2ステップにおける複数の選択されたスピントルクMRAMセルは、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第1論理レベルを加えて、第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルに対して前記第2論理レベルを書き込み、第1論理レベルが書き込まれる複数の選択されたスピントルクMARMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項30に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記制御部は、第1ステップおよび第2ステップによって前記複数のスピントルクMRAMセルのうち前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む構成とされ、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルは、前記第1ステップで、
前記ワード線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記ビット線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応する複数の前記列に設けた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す第1論理レベルを加え、
前記選択線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加え、全ての前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルを書き込み、
前記第2ステップで、
前記ビット線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応した複数の前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す第1論理レベルおよび第2論理レベルの前記データ入力信号を加え、
前記選択線デコード回路が、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第1論理レベルを加えて、第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルに対して前記第2論理レベルを書き込み、第1論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項17に記載のスピントルクMRAM装置。 - 前記複数のスピントルクMRAMセルは、前記入力データが書き込まれる選択されたスピントルクMARMセルを備え、
前記選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記ワード線を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応した前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化し、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す前記データ入力信号を加え、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、前記データ入力信号の反転信号を加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに前記入力データを書き込む
ことを特徴とする請求項21に記載のスピントルクMRAM装置。 - 磁気トンネル接合素子と、前記磁気トンネル接合素子の第1端子に接続したドレイン端子を備える選択されたスイッチング素子とを備えるスピントルクMRAMセルの複数を行と列に配列し、
前記複数のスピントルクMRAMセルを配列して形成された前記列のそれぞれに沿ってビット線を配置すると共に、前記磁気トンネル接合素子の第2端子と前記ビット線とを接続し、
前記複数のスピントルクMRAMセルを配列して形成された前記行のそれぞれに沿ってワード線を配置すると共に、前記行を構成する前記スピントルクMRAMセルに設けた前記選択されたスイッチング素子の各々のゲート端子と前記ワード線とを接続して、前記選択されたスイッチング素子の動作および非動作を制御し、
前記ビット線に対して直交し、且つ、前記スピントルクMRAMセルの前記行を2つ1組にして形成された対に合わせてソース選択線を配置し、前記対を構成している前記スピントルクMRAMセルに設けた前記選択されたスイッチング素子の各々のソース端子と前記ソース選択線とを接続し、
前記複数のスピントルクMRAMセルが構成する前記列のそれぞれに対応して列書き込み選択素子を配置し、前記列書き込み選択素子のソース端子に前記ビット線を接続し、
前記列書き込み選択素子のドレイン端子にデータ入力信号を入力し、前記列書き込み選択素子のゲート端子に列書き込み選択信号を入力する
ことを特徴とするスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記データ入力信号は複数のビットを含み、各ビットが前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子の各々に個別に入力する
ことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記データ入力信号は単一のビットであり、この単一のビットが前記複数の列書き込み選択素子の各ドレイン端子に共通に入力する
ことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記複数のソース選択線の全てを共通に接続し、これにデータ入力信号の反転信号を共通に入力する
ことを特徴とする請求項36に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記複数のスピントルクMRAMセルのうち入力データが書き込まれる選択されたスピントルクMARMセルには、第1ステップと、この後に行われる第2ステップとによって書き込みを行い、
前記第1ステップでは、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルの前記データ入力信号を加えるステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第2論理レベルを加えるステップと
を行うことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに前記第1論理レベルを書き込む前記第2ステップでは、前記選択されたスピントルクMRAMセルを書き変えない
ことを特徴とする請求項38に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記複数のスピントルクMRAMセルのうち入力データが書き込まれる選択されたスピントルクMARMセルには、第1ステップと、この後に行われる第2ステップとによって書き込みを行い、
前記選択されたスピントルクMRAMセルへ第2論理レベルに書き込む間の前記第1ステップでは、前記選択されたスピントルクMRAMセルへの書き込みを行わない
ことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに前記第2論理レベルに書き込む間の前記第2ステップでは、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に接続した列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第2論理レベルの前記データ入力信号を加えるステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第1論理レベルを加えるステップと
を行う、
ことを特徴とする請求項40に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記複数のスピントルクMRAMセルのうち入力データが書き込まれる選択されたスピントルクMARMセルには、第1ステップと、この後に行われる第2ステップとによって書き込みを行い、
前記第1ステップでは、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルの前記データ入力信号を加えるステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルに書き込むステップと
を行い、前記第1論理レベルを前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む
ことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに対して前記第1論理レベルを書き込む間、前記第2ステップでは、前記選択されたスピントルクMRAMセルを書き換えない
ことを特徴とする請求項42に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記複数のスピントルクMRAMセルのうち入力データが書き込まれる選択されたスピントルクMARMセルには、第1ステップと、この後に行われる第2ステップとによって書き込みを行い、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに第2論理レベルを書き込む間の、前記第1ステップでは、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第1論理レベルとして前記データ入力信号を加えるステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに第1論理レベルに書き込むステップと
を行い、まず第1論理レベルを前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込む
ことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルに前記第2論理レベルに書き込む間の、前記第2ステップでは、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、第2論理レベルとして前記データ入力信号を加えるステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して、第1論理レベルを加えるステップと
を行うことを特徴とする請求項44に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記複数のスピントルクMRAMセルのうち入力データが書き込まれる選択されたスピントルクMARMセルには、第1ステップと、この後に行われる第2ステップとによって書き込みを行い、
前記第1ステップでは、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す第1論理レベルおよび第2論理レベルの前記データ入力信号を加えるステップと、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加え、第1論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMRMAセルに対して前記第1論理レベルを書き込み、第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMRMAセルに対して書き込みを行わないステップと
を行い、前記選択されたスピントルクMRAMセルにデータを書き込む
ことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記第2ステップでは、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第1論理レベルを加えて、前記第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルに対して前記第2論理レベルを書き込み、前記第1論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルを書き換えないことによって、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに前記入力データを書き込む
ことを特徴とする請求項46に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記複数のスピントルクMRAMセルのうち入力データが書き込まれる選択されたスピントルクMARMセルには、第1ステップと、この後に行われる第2ステップとによって書き込みを行い、
前記第1ステップでは、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す第1論理レベルを加えるステップと、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第2論理レベルを加え、全ての前記選択されたスピントルクMRAMセルに前記第1論理レベルを書き込むステップとを行い、
前記第2ステップでは、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属するそれぞれの前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す第1論理レベルおよび第2論理レベルの前記データ入力信号を加えるステップと、
前記複数の選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して第1論理レベルを加えて、第2論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルに対して前記第2論理レベルを書き込み、第1論理レベルが書き込まれる前記複数の選択されたスピントルクMARMセルを書き換えないステップとを行う
ことを特徴とする請求項34に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。 - 前記選択されたスピントルクMRAMセルは、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記ワード線を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子に供給される列書き込み選択信号を活性化するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルの各々に対応する前記列に設けた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対し、前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる入力データを表す第1論理レベルを供給するステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルに対応する前記列に設けられた前記列書き込み選択素子の前記ドレイン端子に対して、前記選択されたスピントルクMRAMセルに書き込まれる前記入力データを表す前記データ入力信号を加えるステップと、
前記選択されたスピントルクMRAMセルが属する一対の前記行に対応した前記ソース選択線に対して前記データ入力信号の反転信号を加えて、前記選択されたスピントルクMRAMセルに前記入力データを書き込むステップと
を行うことを特徴とする請求項37に記載のスピントルクMRAMセルアレイのプログラミング方法。
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