JP2012248835A - 合成記憶層を有するマルチビットセル - Google Patents
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Abstract
2データビットより多いデータビットをMRAMセルに対して書き込み読み出すための方法であって、当該MRAMセルは、読み出し磁化方向を呈する読み出し層と、第1記憶磁化方向を呈する第1記憶強磁性層と第2記憶磁化方向を呈する第2記憶強磁性層と から成る記憶層とから形成された磁気トンネル接合から構成される。
【解決手段】
本発明の方法は、前記磁気トンネル接合を高温閾値より上で加熱するステップと前記第1記憶磁化方向を前記第2磁化方向に対して或る角度で指向させるステップとを有する。その結果、前記磁気トンネル接合が、読み出し磁化方向の方向に対する前記第1記憶磁化方向の方向によって決定される1つの抵抗状態レベルに到達する。書き込み領域を発生させるためのただ1つの電流線を使用することで、当該方法は、異なる少なくとも4つの状態レベルをMRAMセル内に記憶することを可能にする。
【選択図】 図4
Description
前記磁気トンネル接合を高温閾値で加熱するステップと、
前記第1記憶磁化方向と前記第2磁化方向とを指向させるステップと、
前記第1記憶磁化方向を固定するため、前記磁気トンネル接合を低温閾値に冷却するステップとから成る。
前記磁気トンネル接合を冷却するステップは、前記第2記憶磁化方向を前記所定の角度に固定させる。
2 磁気トンネル接合
21 読み出し層
22 トンネル障壁層
23 記憶層
210 読み出し磁化方向
230 第1記憶強磁性層
231 第2記憶強磁性層
232 記憶反平行結合層
233 第1記憶磁化方向
234 第2記憶磁化方向
24 反強磁性記憶層
25 反強磁性読み出し層
4 第1電流線
31 加熱電流
32 読み出し電流
5 第2電流線
41 界磁電流
42 外部磁場
60 異方性軸
α 角度
B 外部磁場の値
BSAT 外部磁場の飽和
BSF 外部磁場のスピンフロップ値
M 生じる磁化
Claims (10)
- 2データビットより多いデータビットを磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)セルに対して書き込み読み出すための方法であって、
当該磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)セルは、読み出し磁化方向を呈する読み出し層とトンネル障壁層と記憶層とから形成され、
高温閾値で自由に指向され得る前記記憶層は、第1記憶磁化方向を呈する第1記憶強磁性層と、第2記憶磁化方向を呈する第2記憶強磁性層と、この第1記憶磁化方向とこの第2記憶磁化方向とを磁気的に結合させる記憶反平行結合層とから構成されている当該方法において、
当該発明の方法は、前記磁気トンネル接合を高温閾値で加熱するステップと、前記第1記憶磁化方向と前記第2磁化方向とを指向させるステップと、前記第2記憶磁化方向を固定するため、前記磁気トンネル接合を低温閾値に冷却するステップとから成り、
前記第1記憶磁化方向を前記読み出し磁化方向に対して指向させることによって決定される前記磁気トンネル接合の所定の抵抗状態レベルに到達するように、前記第1記憶磁化方向と前記第2記憶磁化方向とを指向させるステップは、前記第1記憶磁化を前記第2記憶磁化方向に対して所定の角度に成し、
前記磁気トンネル接合を冷却するステップは、前記第2記憶磁化方向を前記所定の角度に固定させる当該方法。 - 前記の第1記憶磁化方向と前記第2記憶磁化方向とを指向させるステップは、外部磁場を印加し、所定の角度が、この外部磁場の大きさ及び方向に応じて決定される請求項1に記載の方法。
- 前記外部磁場は、前記第1記憶磁場方向と前記第2記憶磁場方向との異方性軸に対してほぼ平行に印加される請求項2に記載の方法。
- 前記外部磁場の大きさが、スピンフロップ値以下又はスピンフロップ値を超える請求項3に記載の方法。
- 前記外部磁場は、前記第1記憶磁場方向と前記第2記憶磁場方向との異方向軸に対してほぼ垂直に印加される請求項2に記載の方法。
- 前記外部磁場の大きさは、前記第1記憶磁化方向と前記第2記憶磁化方向との飽和磁場値から下に変更される請求項5に記載の方法。
- 前記読み出し層の読み出し磁化方向が、前記記憶磁化方向に対して固定され、さらに、前記磁気トンネル接合の接合抵抗を測定するため、読み出し電流が、この磁気トンネル接合に通電される請求項1に記載の方法。
- 前記読み出し層の読み出し磁化方向が、自由に変更され得る方向を有し、
当該方法は、前記磁気トンネル接合の第1接合抵抗を測定するために、前記読み出し磁化方向を整合された第1記憶磁化方向に整合させるステップと、前記磁気トンネル接合の第2接合抵抗を測定するために、前記読み出し磁化方向を整合された第2磁化方向に整合させるステップと、前記第1接合抵抗と前記第2接合抵抗との差を決定するステップとをさらに有する請求項1に記載の方法。 - 前記読み出し磁化方向を整合された第1記憶磁化方向に整合させるステップは、第1極性を呈する第1読み出し電流を電流線に通電させ、前記読み出し磁化方向を整合された第2記憶磁化方向に整合させるステップは、第2極性を呈する第2読み出し電流を電流線に通電させる請求項8に記載の方法。
- 前記第1記憶磁化方向と前記第2記憶磁化方向との前記飽和磁場値は、前記記憶反平行結合層の厚さを変更することによって又は前記第1記憶強磁性層と前記第2記憶強磁性層との厚さを変更することによって変更される請求項6に記載の方法。
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