JP2009514229A - 磁気トンネル接合電流センサ - Google Patents
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Abstract
Description
実際のMRAMアーキテクチャは、適切な半導体製造工程を使用して基板上に形成される。本明細書に説明するMRAM構造は、従来のMRAMの製造工程を使用して形成可能である。実際のMRAMデバイスは、一般に何百万のセルを含む。概して、MRAMアーキテクチャは、ある金属層から形成された少なくとも1つのディジット線、別の金属層から形成された少なくとも1つのビット線、および2つの金属層間に形成された磁気トンネル接合(「MTJ」)コアを含む。MTJコアは、MRAMアーキテクチャにおける記憶位置の配列(array)を形成する複数のセルを含む。
次に、従来の電流を検知する実施例とは対照的に、電流センサとして磁気トンネル接合(MTJ)を使用する技術について説明する。
図8に示すように、能動回路構成部品804は、特定のディジット線210の1つと特定のビット線208の1つとの間に電気的に接続されている。能動回路構成部品804、特定のビット線208、および特定のディジット線210は、能動回路構成部品804によって生成される回路電流(Ickt)を運ぶ回路を形成する。能動回路構成部品804と関連付けられた磁気トンネル接合コアの電流センサ802は、能動回路構成部品の電流センサに電磁的に接続されている。磁気トンネル接合コアの電流センサ802は、回路電流(Ickt)の変化に応答する。具体的には、磁気トンネル接合コア802のTMRは、能動回路構成部品804によって生成された回路電流(Ickt)に応じて変化する。したがって、磁気トンネル接合コアの電流センサ802は、回路電流(Ickt)を検知可能であるとともに、回路電流(Ickt)に応じた検知電流(Isense)を生成することが可能である。
Claims (20)
- 集積回路デバイスであって、
基板と、
MRAMセル・アレイと、
第1の導電層、第2の導電層、および前記第1の導電層と前記第2の導電層との間に配置された特定の磁気トンネル接合(MTJ)コアを含むダミーMRAMセルと、
前記第1の導電層と前記第2の導電層との間に電気的に接続され、第1の電流を発生させるように構成されている、前記基板内に形成されたスマート・パワー構成部と、
を備え、
前記特定の磁気トンネル接合コアは、前記第1の電流を検知し、前記第1の電流に基づいて第2の電流を発生させるように構成されている、集積回路デバイス。 - 前記MRAMセル・アレイは複数のMRAMセルを含み、
前記複数のMRAMセルの各々が、第1の導電層、第2の導電層、および前記第1の導電層と前記第2の導電層との間に形成された磁気トンネル接合(MTJ)コアを含む、請求項1に記載の集積回路デバイス。 - 前記MRAMセル・アレイは、バック・エンド製造工程によってバック・エンド層から形成されており、前記スマート・パワー構成部は、フロント・エンド製造工程によってフロント・エンド層から形成されており、前記特定の磁気トンネル接合コアは、前記バック・エンド製造工程によって前記バック・エンド層から形成されており、かつ前記特定の磁気トンネル接合コアは、前記スマート・パワー構成部の上方に形成され、前記スマート・パワー構成部に電磁的に接続されている、請求項2に記載の集積回路デバイス。
- 前記特定の磁気トンネル接合コアは、前記スマート・パワー構成部によって生成された前記第1の電流の変化に応答する、請求項3に記載の集積回路デバイス。
- 前記第1の電流が、前記スマート・パワー構成部と、前記第1の導電層と、前記第2の導電層とからなる回路によって生成され、前記特定の磁性トンネル接合コアは、前記第1の電流を検知し、前記第1の電流に応じた前記第2の電流を発生させるように構成されている、請求項3に記載の集積回路デバイス。
- 前記スマート・パワー構成部は、前記第1の電流を発生させるように構成された能動回路構成部を含み、前記能動回路構成部は、パワー回路構成部、パワー制御構成部、および論理構成部のうちの1つまたは複数を含む、請求項1に記載の集積回路デバイス。
- 前記特定の磁気トンネル接合コアの抵抗は、前記スマート・パワー構成部によって生成された前記第1の電流に応じて変化する、請求項3に記載の集積回路デバイス。
- 前記特定の磁気トンネル接合コアは、第1の電極と第2の電極とを含み、
前記特定の磁気トンネル接合コアの抵抗が、
(i)前記第1の導電層または前記第2の導電層に対する、前記第1の電極または前記第2の電極の位置、
(ii)前記第1の導電層または前記第2の導電層に対する、前記第1の電極または前記第2の電極の近接度、
(iii)前記第1の導電層または前記第2の導電層に対する、前記第1の電極または前記第2の電極のアスペクト比、
(iv)前記第1の導電層または前記第2の導電層に対する、前記第1の電極または前記第2の電極のサイズ、
(v)前記第1の導電層または前記第2の導電層に対する、前記第1の電極または前記第2の電極の配向、
からなる群から選択された少なくとも1つの変数に応じて変化する、請求項3に記載の集積回路デバイス。 - 前記第1の導電層は、前記特定の磁気トンネル接合コアの下方に配置された第1の磁性遮蔽層をさらに含み、
前記第2の導電層は、前記特定の磁気トンネル接合コアの上方に配置された第2の磁性遮蔽層をさらに含む、請求項1に記載の集積回路デバイス。 - 集積回路デバイスであって、
基板と、
MRAMセル・アレイおよびダミーMRAMセルを含む、前記基板上に形成された磁気ランダム・アクセス・メモリ(MRAM)・アーキテクチャであって、前記ダミーMRAMセルが、
第1の金属層から形成された特定のディジット線、
第2の金属層から形成された特定のビット線、および
前記第1の金属層と前記第2の金属層との間に配置された特定の磁気トンネル接合(MTJ)コアを含む、磁気ランダム・アクセス・メモリ(MRAM)・アーキテクチャと、
前記特定のディジット線と前記特定のビット線との間に電気的に接続され、第1の電流を発生させるように構成されている、前記基板内に形成された能動回路構成部と、
を備え、
前記磁気トンネル接合コアは、前記能動回路構成部に電磁的に接続されており、前記第1の電流を検知して、前記第1の電流に基づいて第2の電流を発生させるように構成されている、集積回路デバイス。 - 前記MRAMセル・アレイは複数のMRAMセルを含み、
前記複数のMRAMセルの各々が、前記第1の金属層から形成されたディジット線、前記第2の金属層から形成されたビット線、および前記第1の金属層と前記第2の金属層との間に形成された磁気トンネル接合(MTJ)コアを含む、請求項10に記載の集積回路デバイス。 - 前記特定の磁気トンネル接合コアは、前記能動回路構成部の上方に形成されている、請求項11に記載の集積回路デバイス。
- 前記特定の磁気トンネル接合コアは、前記能動回路構成部によって生成された前記第1の電流の変化に応答する、請求項12に記載の集積回路デバイス。
- 前記第1の電流が、前記能動回路構成部と、前記特定のビット線と、前記特定のディジット線とからなる回路によって生成される、請求項12に記載の集積回路デバイス。
- 集積回路デバイスであって、
ディジット線、ビット線、および前記ディジット線と前記ビット線との間に配置された特定の磁気トンネル接合(MTJ)コアを含むダミーMRAMセルと、
前記ディジット線と前記ビット線との間に電気的に接続され、第1の電流を発生させるように構成されている能動回路構成部と、
を備え、
前記特定の磁気トンネル接合コアは、前記能動回路構成部に電磁的に接続され、前記第1の電流を検知して、前記第1の電流に基づいて第2の電流を発生させるように構成されている、集積回路デバイス。 - 前記能動回路構成部は、パワー回路構成部、パワー制御構成部、および論理構成部からなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項15に記載の集積回路デバイス。
- 前記ダミーMRAMセルは、前記能動回路構成部と前記ディジット線との全体に亘って配置された磁気トンネル接合(MTJ)電流センサを含み、該MTJ電流センサが、前記第1の電流を検知して、検知した前記第1の電流に基づいて第2の電流を発生させるように構成された前記特定のMTJコアを含む、請求項15に記載の集積回路デバイス。
- 前記MTJ電流センサは、第1の導電性MTJ電極層および第2の導電性MTJ電極層をさらに含み、
前記MTJコアは、前記第1の導電性MTJ電極層上に配置されており、かつ前記MTJコアは、自由層、トンネル・バリア層および固定層をさらに含み、前記第2の導電性MTJ電極層は、前記MTJコア上に配置されている、請求項17に記載の集積回路デバイス。 - 前記ビット線は、前記MTJ電流センサ全体に亘って配置されており、前記MTJ電流センサは、前記ディジット線と前記ビット線との間に配置されている、請求項18に記載の集積回路デバイス。
- 前記能動回路構成部は、前記基板内に組み込まれており、前記ディジット線および前記ビット線は、前記能動回路構成部に接続されており、前記ダミーMRAMセルは、磁気トンネル接合(MTJ)電流センサを含む、請求項15に記載の集積回路デバイス。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10830841B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-11-10 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction performance monitoring based on magnetic field coupling |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7547480B2 (en) * | 2005-10-28 | 2009-06-16 | Everspin Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction pressure sensors and methods |
US8848431B2 (en) | 2012-07-30 | 2014-09-30 | Honeywell International Inc. | Magnetic field sensing using magnetoresistive random access memory (MRAM) cells |
JP6122128B2 (ja) * | 2013-09-05 | 2017-04-26 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 電流センサ |
JP2020501147A (ja) | 2016-12-02 | 2020-01-16 | パーデュー・リサーチ・ファウンデーションPurdue Research Foundation | 自動車電池電流検知システム |
US10871529B2 (en) | 2018-09-11 | 2020-12-22 | Honeywell International Inc. | Spintronic mechanical shock and vibration sensor device |
US10802087B2 (en) | 2018-09-11 | 2020-10-13 | Honeywell International Inc. | Spintronic accelerometer |
US10876839B2 (en) | 2018-09-11 | 2020-12-29 | Honeywell International Inc. | Spintronic gyroscopic sensor device |
US11387406B2 (en) * | 2020-01-17 | 2022-07-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Magnetic of forming magnetic tunnel junction device using protective mask |
US11887643B2 (en) | 2021-08-02 | 2024-01-30 | International Business Machines Corporation | Integrated magnetic shield for MRAM arrays |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07297401A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-11-10 | Texas Instr Inc <Ti> | 拡張ドレインresurf横型dmos素子並びに製造方法 |
WO2005064356A2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-07-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | High sensitivity magnetic built-in current sensor |
JP2005293831A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Hewlett-Packard Development Co Lp | 抵抗変化センサ |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0874244B1 (de) | 1997-04-19 | 2002-01-30 | LUST ANTRIEBSTECHNIK GmbH | Verfahren zum Messen von elektrischen Strömen in n Leitern sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
DE19858868C2 (de) | 1998-12-19 | 2003-06-18 | Micronas Gmbh | Hallsensor |
US20020024333A1 (en) | 2000-07-07 | 2002-02-28 | Hubert Maiwald | Current sensor |
US6429640B1 (en) | 2000-08-21 | 2002-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | GMR high current, wide dynamic range sensor |
JP4667594B2 (ja) * | 2000-12-25 | 2011-04-13 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 薄膜磁性体記憶装置 |
JP4731041B2 (ja) * | 2001-05-16 | 2011-07-20 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 薄膜磁性体記憶装置 |
US6795334B2 (en) * | 2001-12-21 | 2004-09-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic random access memory |
JP3821066B2 (ja) * | 2002-07-04 | 2006-09-13 | 日本電気株式会社 | 磁気ランダムアクセスメモリ |
-
2005
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-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07297401A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-11-10 | Texas Instr Inc <Ti> | 拡張ドレインresurf横型dmos素子並びに製造方法 |
WO2005064356A2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-07-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | High sensitivity magnetic built-in current sensor |
JP2005293831A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Hewlett-Packard Development Co Lp | 抵抗変化センサ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10830841B1 (en) | 2019-06-19 | 2020-11-10 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction performance monitoring based on magnetic field coupling |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080060261A (ko) | 2008-07-01 |
WO2007053340A2 (en) | 2007-05-10 |
TW200737186A (en) | 2007-10-01 |
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TWI435324B (zh) | 2014-04-21 |
WO2007053340A3 (en) | 2008-01-24 |
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