JP4469067B2 - 半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制するために磁界バイアスを使用するmram装置 - Google Patents
半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制するために磁界バイアスを使用するmram装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の背景】
本発明は、データ記憶用のランダム・アクセス・メモリに関する。より具体的には、本発明は、メモリ・セルのアレイを含む磁気ランダム・アクセス・メモリ装置およびメモリ・セルの書込み回路に関する。
【0002】
磁気ランダム・アクセス・メモリ「MRAM」は、長期データ記憶機構と見なされる一種の不揮発性メモリである。MRAM装置からのデータのアクセスは、ハードドライブなどの従来の長期記憶装置からのデータのアクセスよりも数桁早くなる。さらに、MRAM装置は、ハードドライブやその他の従来の長期記憶装置よりもコンパクトで消費電力が少ない。
【0003】
典型的なMRAM装置は、メモリ・セルのアレイを含む。ワード線がメモリ・セルの行に沿って延び、ビット線がメモリ・セルの列に沿って延びる。各メモリ・セルは、ワード線とビット線の交点に配置される。メモリ・セルは、情報のビットを磁化の向きとして記憶する。任意の所与の時間において、各メモリ・セルの磁化の向きは、2つの安定した向きの一方をとる。そのような安定した2つの向き、平行と逆平行が、「0」と「1」の論理値を表す。 選択されたメモリ・セルの磁化の向きは、選択されたメモリ・セルと交差するワード線とビット線に電流を供給することによって変化させることができる。電流は、合成されたときに、選択したメモリ・セルの磁化方向を平行から逆平行またはその逆に切り換える直交する2つの磁界を作り出す。
【0004】
メモリ・セルが選択されると、選択されたメモリ・セルと交差するワード線に沿ったすべてのメモリ・セルは、2つの磁界のうちの一方を認識し、選択されたメモリ・セルと交差するビット線に沿ったすべてのメモリ・セルは、2つの磁界のうちの他方を認識する。このような2つの磁界のうちの1つを認識するメモリ・セルは、以後、「半選択(half-selected)」メモリ・セルと呼ぶ。選択されたメモリ・セルを切り換えるとき、すべての半選択メモリ・セルの磁化分極に影響を与えてはならない。さもないと、選択されたメモリ・セルにビットを書き込むときに、半選択メモリ・セルに記憶された情報が偶然に消去されることになる。しかしながら、実際には、半選択メモリ・セルの切換が行われることがある。したがって、MRAM装置にデータを記憶する信頼性が問題となることがある。
【0005】
この半選択メモリ・セルの意図しない切換による問題は、メモリ・セルのサイズが小さくなるほど大きくなることある。したがって、MRAM装置の信頼性は、メモリ・セルのサイズが小さくなるほど下がることがある。しかし、産業界の目標は常に、セル・サイズを小さくして記憶密度を高めることである。メモリ密度を高めるとMRAMのコストとサイズが小さくなる。半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制ればセル・サイズをさらに小さくすることができる。
【0006】
したがって、MRAM装置の半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制する必要がある。
【0007】
【発明の概要】
本発明によるMRAM装置において、半選択メモリ・セルの意図しない切換が抑制される。本発明の1つの態様によれば、MRAM装置の選択されたメモリ・セルは、第1、第2および第3の磁界を加えることにより書き込まれる。第2および第3の磁界は、選択されたメモリ・セルに加えられる。第2と第3の磁界は、合成されたとき、選択されたメモリ・セルを切り換える。第1の磁界は、半選択メモリ・セルに加えられ、また選択されたメモリにも加えられる場合がある。第1の磁界は、第2の磁界と反対の極性であり、複数の半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制する強さを有する。
【0008】
本発明のその他の態様および利点は、本発明の原理を例として示す添付図面と共に行われる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【0009】
【好適な実施例の詳細な説明】
説明のために図面に示したように、本発明は、磁気ランダム・アクセス・メモリ装置において実施される。選択されたメモリ・セルに書き込んでいる間に、半選択メモリ・セルに磁界バイアスが加えられる。この磁界バイアスは、半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制し、それによりMRAM装置のデータ記憶の信頼性を高める。
【0010】
次に、メモリ・セル12のアレイ10を含むMRAM装置8を示す図1を参照する。メモリ・セル12は、行と列に配列され、行はx方向に延び、列はy方向に延びる。本発明の説明を簡略化するために、比較的少数のメモリ・セル12だけを示す。実際には、1024x1024またはそれよりも大きいメモリ・セルのアレイを使用することができる。
【0011】
ワード線14としてはたらくトレースは、メモリ・セル・アレイ10の一方の側の平面上にx方向に延びる。ビット線16としてはたらくトレースは、メモリ・セル・アレイ10の反対の側の平面上にy方向に延びる。メモリ・セル・アレイ10の各行ごとに1つのワード線14があり、メモリ・セル・アレイ10の各列ごとに1つのビット線16があることがある。各メモリ・セル12は、対応するワード線14とビット線16の交点に配置される。
【0012】
MRAM装置8は、さらに、書込み動作中にワード線14とビット線16に電流IxとIyを供給する書込み回路18を含む。書込み回路18は、ワード線電流源20と、各ワード線14ごとに第1と第2の行選択トランジスタ22と24を含む。第1の行選択トランジスタ22はそれぞれ、対応するワード線14とワード線電流源20の間に結合される。第2の行選択トランジスタ24はそれぞれ、対応するワード線14と基準電位26(たとえば、アース)の間に結合される。
【0013】
書込み回路18は、さらに、ビット線電流源28と、各ビット線ごとに第1と第2の列選択トランジスタ30と32を含む。第1の列選択トランジスタ30はそれぞれ、対応するビット線16とビット線電流源28の間に結合される。それぞれの第2の列選択トランジスタ32は、対応するビット線16と基準電位26の間に結合される。
【0014】
データは、mビット・ワードで書き込むことができる。データをmビット・ワードで書き込む場合、復号化回路34が、アドレスAxを復号化し、適切な行および列選択トランジスタ22、24、30および32をターンオンする(復号化回路34から選択トランジスタ22、24、30および32のゲートまで延びるトレースは示していない)。
【0015】
MRAM装置8は、また、それぞれの選択されたメモリ・セル12の抵抗を検出する読取り回路を含む。読取り回路は、本発明の説明を簡略化するために示していない。さらに、書込み回路18は、本発明の説明を簡略化するために簡略化されている。すべてのワード線14に1つのワード線電流源20だけを示すが、書込み回路18は、複数のワード線電流源20を含んでもよい。すべてのビット線16に1つのビット線電流源28だけを示すが、書込み回路18は、複数のビット線電流源28を含んでもよい。さらに、行と列にスイッチと電流源を接続する多くの様々な方法がある。
【0016】
メモリ・セル12は、特定のタイプの装置に制限されない。たとえば、メモリ・セル12は、スピン依存トンネル効果(「SDT」)装置でもよい。典型的なSDT装置は、「ピン留め(pinned)」層と「自由」層を含む。ピン留め層は、平面内に向けられているが、対象となる範囲に磁界が加えられた状況で回転しないように固定された磁化を有する。自由層は、ピン留めされていない磁化方向を有する。より正確に言うと、磁化は、平面内にある軸(「磁化容易」軸)に沿った2つの方向のどちらに向けることもできる。自由層36とピン留め層38の磁化が、同じ方向である場合は、向きは「平行」であると言われる(図2(a)に矢印で示したような)。自由層36とピン留め層38の磁化が、反対方向の場合は、向きは「逆平行」であると言われる(図2(b)の矢印で示したような)。
【0017】
自由層36とピン留め層38は、絶縁トンネル障壁によって分離される。絶縁トンネル障壁は、自由層とピン留め層の間に量子力学的トンネル効果を生じさせる。このトンネル効果現象は、電子スピンに依存し、SDT装置の抵抗を、自由層36とピン留め層38の相対的磁化方向の関数にする。
【0018】
たとえば、自由層36とピン留め層38の磁化方向が平行の場合(図2(a)を参照)、メモリ・セル12の抵抗は、第1の値Rである。磁化方向が、平行から逆平行に変化した場合(図2(b)を参照)、メモリ・セル12の抵抗は、第2の値R+ΔRに増大する。
【0019】
磁化を自由層36の磁化容易軸の方向に向けることによってデータがメモリ・セル12に記憶される。論理値「0」は、自由層36の磁化の向きを磁化方向が平行になるようにすることによってメモリ・セル12に記憶することができ、論理値「1 」は、自由層36の磁化の向きを磁化方向が逆平行になるようにすることによってメモリ・セル12に記憶することができる。
【0020】
選択されたメモリ・セル12に記憶された論理値は、選択されたメモリ・セル12の抵抗を検出することによって読み取ることができる。たとえば、選択されたメモリ・セル12と交差するワード線14とビット線16の両側に電圧を印加し、それにより電流を発生させる。この電流を測定して、メモリ・セルが、ある論理値に対応する抵抗値Rを有するか他の論理値に対応する値R+ΔRを有するかを判定することができる。
【0021】
各メモリ・セル12は、外部電力がない状態でも磁化の向きを保持する。したがって、メモリ・セル12は不揮発性である。
【0022】
次にさらに、書込み操作中の選択されたメモリ・セル12を示す図3を参照する。選択されたメモリ・セル12の自由層36の磁化は、そのメモリ・セル12と交差するワード線14とビット線16の両方に電流IxおよびIyを加えることによって適応される。ワード線14に電流Ixを加えると、ワード線14のまわりに磁界Hy1が形成される。ビット線16に電流Iyを加えると、ビット線16のまわりに磁界Hxが形成される。これらの線14と16の両方に十分に大きい電流が流されるとき、自由層36の近くの合成磁界Hx+Hy1が、自由層36の磁化を平行の向きから逆平行の向きにあるいはその逆に回転する。
【0023】
選択されたメモリ・セル12と交差するワード線14に電流Ixが供給されるとき、そのワード線14に沿ったその付加的なメモリ・セル12が磁界Hy1にさらされ、選択されたメモリ・セル12と交差するビット線16に電流Iyが供給されるとき、そのビット線16に沿ったさらに付加的なメモリ・セル12が磁界Hxにさらされる。理想的には、このような半選択メモリ・セルは、1つの磁界だけがある状況では切り換られてはならない。しかしながら、 メモリ・セル12の端の「反磁場」によって、半選択メモリ・セルが切り換わる確率が高くなることがある。
【0024】
次に、さらに、正方形のメモリ・セル12の自由層36の磁化を示す図4を参照する。高記憶密度メモリ装置用に提案されたMRAM装置などのきわめて小さいMRAM装置では、反磁場により、自由層36の端領域における磁化4は強制的に縁に沿った向きになる(たとえば、y方向)。この端部の磁化4は、自由層36の磁化5の残りの部分にトルクをかける(強磁性交換相互作用により)。このトルクは、磁化5をy方向に回転させようとする。事実上、端部の磁化4は、半選択メモリ・セル12を切り換えるはたらきをする。
【0025】
トルクは、自由層36が厚くなるほど大きくなる。比較的薄い層(たとえば、約2ナノメートルの厚さを有する自由層)では、端部磁化4による反磁場は小さく、切換は磁界HxとHy1の両方に強く依存する。しかしながら、自由層が厚い場合(たとえば、約2ナノメートルの厚さを有する自由層)は、端部磁化4による磁界が強く、1つの切換磁界Hy1の依存は弱い。この端部磁化4による強い磁界は、半選択メモリ・セル12の意図しない切換を引き起こすことがある。
【0026】
複数のMRAM装置の自由層を同時に形成するために連続した薄膜を付着させ、連続した薄膜の厚さに通常の製造ばらつきが生じるため、トルクは、装置によって大きくなったり小さくなったりする。したがって、半選択メモリ・セルの意図しない切換の問題は、装置によって発生したりしなかったりする。
【0027】
半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制するために、メモリ・セル12のすべてに磁界バイアス−Hy2を加える。磁界バイアス−Hy2の方向は、切換磁界Hy1の方向と反対である。磁界バイアス−Hy2の強さは、切換磁界Hy1の強さよりも弱くてよい。たとえば、磁界バイアスHy2の強さは、切換磁界Hy1の強さの約0.25倍である。しかしながら、磁界Hy1とHy2の実際の強さは装置に依存する。
【0028】
次に図5を参照すると、切換磁界Hxだけ(すなわち、端部磁化によって生じるトルクがない状態での切換磁界Hx)から生じる切換点42は、切換曲線40の左側に低下する。したがって、切換磁界Hxだけではメモリ・セル12は切り換わらない。しかしながら、通常の製造ばらつきにより、実際の装置に加わる磁界は、実効磁界Heffが切換点を44に移動させるようなものであることがある。切換点44が切換曲線40上にあるため、そのような実効磁界Heffは、半選択メモリ・セル12を意図せずに切り換えることになる。磁界バイアス−Hy2を加えると、切換曲線40の右側にある切換点46が押される。したがって、磁界バイアス−Hy2を加えると、半選択メモリ・セル12の意図しない切換が抑制される。
【0029】
次に、磁界バイアス−Hy2を加える様々な方法を考察する。図3に1つの方法を示す。メモリ・セル12は、磁界バイアス−Hy2を提供する部分13を含む。磁界バイアス−Hy2を提供する部分13は、層36または38のいずれかとワード線14の間の独立した磁気薄膜でよい。実効磁界Heffが負のy方向である場合、独立した薄膜の磁化は、正のy方向に固定される。独立した磁気薄膜は、様々な磁性材料から作成することができる。たとえば、独立した磁気薄膜は、コバルトとクロムの合金からなり、この合金は、自由層36の厚さと同等の厚さを有する。MRAM装置8の作成において、磁気薄膜を付着させワード線14をターン形成することができる。あるいは、薄膜は、メモリ・セル12の一部分でもよい。そのような薄膜は、メモリ・セル12と一緒に作成することができる。
【0030】
図6は、磁界バイアス−Hy2を加えることができる別の方法を示す。固定層38の磁化48は、自由層36の磁化50に対して角度Aだけ回転されることがある。その結果、y方向の磁化成分とバイアス磁界−Hy2が装置に加えられる。この自由層36に対する固定層38の回転は、固定層38を角度Aの磁界中でアニールすることによって達成することができる。
【0031】
次に、別のMRAM装置108と、磁界バイアス−Hy2を加えるさらに別の方法を示す図7を参照する。MRAM装置108は、メモリ・セル12のアレイ10を含む。ワード線14は、メモリ・セル・アレイ10の一方の側の平面上にx方向に延びる。ビット線16は、メモリ・セル・アレイ10の反対の側の平面上にy方向に延びる。各メモリ・セル12は、対応するワード線14とビット線16の交点に配置される。
【0032】
MRAM装置108は、さらに、書込み動作中にワード線14とビット線16に電流Ix1、−Ix2およびIyを供給する書込み回路110を含む。書込み回路110は、電流Iyを供給するビット線電流源28と、各ビット線16ごとの第1と第2の列選択トランジスタ30と32を含む。
【0033】
書込み回路110は、さらに、電流Ix1を供給する第1のワード線電流源20と、電流−Ix2を供給する第2のワード線電流源112と、ワード線14とアース26の間に結合された行選択トランジスタ24と、ワード線14と電流源20および112との間に結合された行選択復号器114を含む。
【0034】
復号回路116は、アドレスAxを復号し、適切な列選択トランジスタ30および32をターンオンして選択されたメモリ・セル12と交差するビット線に電流Iyを供給する。ビット線電流源28からの電流Iyにより、選択されたメモリ・セル12と交差するビット線16のまわりに磁界Hxが生成される。
【0035】
行選択復号器114は、アドレスAxを復号し、選択されたメモリ・セル12と交差するワード線14に第1のワード線電流源20を接続する。第1のワード線電流源20からの電流Ix1により、選択されたメモリ・セル12と交差するワード線14のまわりに磁界Hy1が生成される。
【0036】
行選択復号器114は、また、通電されたビットに沿った半選択メモリ・セル12と交差するワード線14に第2のワード線電流源112を接続する。第2のワード線電流源112からの電流−Ix2により、半選択メモリ・セル12と交差するワード線14のまわりに磁界バイアス−Hy2が生成される。したがって、磁界バイアスHy2は、通電されたビット線16に沿った半選択メモリ・セル12が偶然に切り換えられるのを防ぐ。
【0037】
次に、半選択および完全選択メモリ・セル12に電流Ix1、Ix2およびIyを加える一般的な方法を示す図8を参照する。第2のワード線電流源112からの電流−Ix2が、半選択メモリ・セル12と交差するワード線14に供給され(ブロック202)、切換電流Ix1およびIyが、完全選択メモリ・セル12と交差するワード線14とビット線16に供給される(ブロック204)。
【0038】
次に、マルチレベルMRAMチップ300を示す図9を参照する。MRAMチップ300は、基板304上のz方向に積み重ねられたNのメモリ・セル・レベル302を含む。数Nは、1以上の正の整数である。メモリ・セル・レベル302は、二酸化ケイ素などの絶縁材料(図示せず)によって分離することができる。基板304上に読取り回路と書込み回路を作成することができる。読取り回路と書込み回路は、読み書きするレベルを選択する追加のマルチプレクサを含むことがある。
【0039】
したがって、磁界バイアスが半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制する発明が開示される。したがって、MRAM装置にデータを記憶する信頼性が向上する。
【0040】
本発明によるMRAM装置は、通常半選択メモリ・セルの意図しない切換の問題を有することになるNiFeなどの異方性の低い薄膜を使用することができる。異方性の低い薄膜は、通常、弱い磁界がある状態で切り換わる。したがって、本発明によるMRAM装置は、弱い磁界がある状態で切り換わる薄膜を使用できるため、より小さい電力で動作することができる。
【0041】
本発明によるMRAM装置は、より大きい端効果を有する小さい面積のメモリ・セルを使用することができる。たとえば、正方形のメモリ・セルは、端領域の影響が軽減されるため、最小のリソグラフィ・フィーチャ・サイズで作成することができる。したがって、高密度メモリを実現することができる。
【0042】
本発明によるMRAM装置は、強い減磁を有する厚い薄膜で作成することができる。したがって、装置を高い歩留まりで作成することができる。
【0043】
本発明によるMRAM装置は、様々な用途に使用することができる。図10は、1つまたは複数のMRAMチップ300の一般的な応用例を示す。この応用例は、MRAM記憶モジュール402、インタフェース・モジュール404、およびプロセッサ406を含む装置400によって実施される。MRAM記憶モジュール402は、長期記憶のための1つまたは複数のMRAMチップ300を含む。インタフェース・モジュール404は、プロセッサ406とMRAM記憶モジュール402の間のインタフェースを提供する。装置400は、また、短期記憶のための高速揮発性メモリ(たとえば、SRAM)を含むことがある。
【0044】
ノートブック・コンピュータやパーソナル・コンピュータなどの装置400の場合、MRAM記憶モジュール402は、いくつかのMRAMチップ300を含むことがあり、インタフェース・モジュール404は、EIDEまたはSCSIインタフェースを含むことがある。サーバなどの装置400の場合、MRAM記憶モジュール402は、さらに多くのMRAMチップ300を含むことがあり、インタフェース・モジュール404は、ファイバ・チャネルまたはSCSIインタフェースを含むことがある。そのようなMRAM記憶モジュール402は、ハードドライブなどの従来の長期記憶装置と交換するかまたはそれに追加することができる。
【0045】
ディジタル・カメラなどの装置400の場合、MRAM記憶モジュール402は、それよりも少ないMRAMチップ300を含むことがあり、インタフェース・モジュール404は、カメラ・インタフェースを含むことがある。そのようなMRAM記憶モジュール402により、ディジタル・カメラのディジタル画像の長期記憶が可能になる。
【0046】
本発明によるMRAM装置は、ハードドライブのような従来の長期データ記憶装置よりも優れた多くの利点を提供する。MRAM装置からのデータのアクセスは、ハードドライブのような従来の長期記憶装置からのデータのアクセスよりも数桁高速である。さらに、MRAM装置は、ハードドライブよりもコンパクトである。
【0047】
本発明は、以上説明し示した特定の実施形態に制限されない。たとえば、本発明は、スピン依存トンネル効果装置の使用に制限されない。使用できる他のタイプの装置には、巨大磁気抵抗(「GMR」)装置があるが、それに制限されない。
【0048】
本発明は、磁化容易軸の方向に向いた行に関して説明した。しかしながら、行と列を交換することができ、その場合、列が磁化容易軸の方向に向けられ、磁界バイアスが、ワード線のまわりに作成されることになる。
【0049】
したがって、本発明は、以上説明し示した特定の実施形態に制限されない。その代わりに、本発明は、併記の特許請求の範囲により解釈される。
【図面の簡単な説明】
【図1】メモリ・セルのアレイを含むMRAM装置を示す図である。
【図2a】メモリ・セルの平行の磁化を示す図である。
【図2b】メモリ・セルの逆平行の磁化を示す図である。
【図3】書込み操作中の選択されたMRAMメモリ・セルを示す図である。
【図4】MRAMメモリ・セルの自由層の磁化を示す図である。
【図5】MRAMメモリ・セルの切換曲線を示す図である。
【図6】代替のMRAMメモリ・セルのピン留め層と自由層の磁化を示す図であり、磁化は、磁界バイアスを提供する向きである。
【図7】代替のMRAM装置を示す図である。
【図8】図7のMRAM装置において選択されたメモリ・セルを切り換え半選択メモリ・セルの意図しない切換を抑制する方法を示すフローチャートである。
【図9】複数の層を含むMRAM装置を示す図である。
【図10】1つまたは複数のMRAMチップを含む装置を示す図である。
【符号の説明】
10 メモリ・セル・アレイ
12 メモリ・セル
14 ワード線
16 ビット線
18 回路
20 ワード線電流源
22,24 行選択トランジスタ
30,32 列選択トランジスタ
26 基準電位
28 ビット線電流源
34 復号化回路
36 自由層
38 ピン留め層
Claims (18)
- MRAM装置の選択されたメモリ・セルに書き込む方法であって、前記選択されたメモリ・セルが、第1と第2のトレースによって交差され、前記第1と第2のトレースが実質的に直交し、複数の付加的なメモリ・セルがまた第1と第2のトレースによって交差され、
前記メモリ・セルの外部にあるソースを使用して、前記付加的なメモリ・セルの少なくともいくつかに第1の磁界を加えるステップと、
前記第1の磁界が前記付加的なメモリ・セルのうちの少なくともいくつかに加えられている間に、前記選択されたメモリ・セルに第2と第3の磁界を加えるステップであって、前記第3の磁界が、前記第1と第2の磁界と実質的に直角であり、前記第2の磁界が、前記第1の磁界の極性と逆の極性を有し、前記第2と第3の磁界が、合成されたときに、前記選択されたメモリ・セルの自由層を切り換えるようになっていて、
第2の磁界は第1の磁界より大きく、前記第1の磁界が、前記複数の付加的なメモリ・セルの自由層における意図しない切換を抑制する方法。 - 各メモリ・セルに永久磁気バイアスを加えるステップによって前記第1の磁界が加えられる、請求項1に記載の方法。
- 各メモリ・セルに独立した磁気薄膜を追加することによって前記永久磁気バイアスが加えられ、前記磁気薄膜が、前記第1の磁界を供給するステップを有する請求項2に記載の方法。
- 前記メモリ・セルが、自由層とピン留め層を含み、前記自由層の磁化に対して前記ピン留め層の磁化の角度を回転させることによって、前記永久磁気バイアスが加えられる請求項2に記載の方法。
- 前記第2のトレースに沿ったそれぞれ付加的なメモリ・セルが、付加的な第1のトレースによって交差され、前記付加的な第1のトレースのそれぞれに電流が供給され、前記第1の磁界が前記付加的なメモリ・セルに加えられ、前記付加的なメモリ・セルが前記第2のトレースに沿った請求項1に記載の方法。
- 前記第1の磁界が、前記第2の磁界の約4分の1の強さを有する請求項1に記載の方法。
- 接合メモリ・セルのアレイと、
前記メモリ・セルと交差する第1のトレースの行と、
前記メモリ・セルと交差し、前記第1のトレースと実質的に直角な第2のトレースの列と、
選択されたメモリ・セルと交差する前記第1と第2のトレースに、前記選択されたメモリ・セルを切り換える第1と第2の磁界を作成する第1と第2の書込み電流を供給する手段と、
メモリ・セルの外部にあり、少なくともいくつかの半選択メモリ・セルに、前記第2の磁界と逆平行であって前記第2の磁界より小さい第3の磁界を加えて、前記半選択メモリ・セルの自由層における意図しない切換を抑制し、前記第1と第2の電流が前記第1と第2のトレースに供給されている間に第3の磁界を加える手段と、
を含むMRAM装置。 - 前記第3の磁界を加える手段が、各メモリ・セルに永久磁気バイアスを加える手段を含む請求項7に記載の装置。
- 前記第3の磁界を加える手段が、半選択メモリ・セルと交差する付加的な第1のトレースに第3の電流を供給する手段を含む請求項7に記載の装置。
- メモリ・セルのアレイと、
x方向に延び、前記メモリ・セルの行とそれぞれ交差する複数のワード線と、
前記x方向と実質的に直交するy方向に延び、前記メモリ・セルの行とそれぞれ交差する複数のビット線を含み、
各メモリ・セルが、前記x方向と前記y方向の少なくとも一方のまわりに、前記半選択メモリ・セルの自由層における意図しない切換を防ぐ永久磁気バイアスを提供し、前記ワード線のうちの一つと前記ビット線のうちの一つとの交点に位置する選択された前記メモリ・セルは、磁化困難軸方向の磁界と、磁化容易軸方向の磁界と、磁化困難軸方向の磁界と逆平行で磁化困難軸方向の磁界より小さい前記永久磁界バイアスと、の合成により切り替えられるMRAM装置。 - 各メモリ・セルが、前記永久磁界バイアスを提供するための独立した磁気薄膜を含む請求項10に記載の装置。
- 各メモリ・セルの前記独立した磁気薄膜が、交差するワード線上に付着される請求項11に記載の装置。
- 各メモリ・セルが、ピン留め層と自由層を含み、前記ピン留め層の磁化が、前記自由層の磁化に対して角度が回転され、前記永久磁界バイアスが加えられる請求項10に記載の装置。
- 基板および前記基板上の書込み回路をさらに含み、前記書込み回路が、前記第1と第2のトレースに結合され、前記アレイと、前記複数の第1のトレースと、前記複数の第2のトレースとが、前記基板上に積み重ねられた第1のレベルに含まれる請求項10に記載の装置。
- 前記基板上に積み重ねられた少なくとも1つの付加的なレベルをさらに含み、前記付加的なレベルがそれぞれ、メモリ・セルのアレイを含み、複数のワード線がx方向に延び、複数のビット線がy方向に延び、前記付加的なレベルのそれぞれにおける各メモリ・セルが、x方向とy方向の少なくとも一方のまわりに永久磁界バイアスを提供し、前記書込み回路が、また、前記付加的なレベルのそれぞれの前記第1と第2のトレースに結合された請求項14に記載の装置。
- メモリ・セルのアレイと、
第1の方向に延び、対応するメモリ・セルとそれぞれ交差する第1のトレースと、
前記第1の方向と実質的に直交する第2の方向に延び、対応するメモリ・セルと交差する複数の第2のトレースと、前記第1と第2のトレースに結合され、選択されたメモリ・セルと交差するトレースに前記第1と第2の書込み電流を提供する書込み回路と、
半選択メモリ・セルと交差する第1のトレースに第3の電流を供給する書込み回路とを含み、前記第1と第3の電流が反対の極性を有し、前記第1の電流が、前記第3の電流よりも大きく、前記第3の電流が、前記第1と第2の電流と同時に加えられるMRAM装置。 - 前記書込み回路を支持する基板をさらに含み、前記アレイと、前記複数の第1のトレースと、前記複数の第2のトレースが、前記基板上に積み重ねられた第1のレベルに含まれる請求項16に記載の装置。
- 前記基板上に積み重ねられた少なくとも1つの付加的なレベルをさらに含み、前記付加的なレベルがそれぞれ、メモリ・セルのアレイを含み、複数のワード線がx方向に延び、複数のビット線がy方向に延び、前記付加的なレベルのそれぞれにある各メモリ・セルが、前記x方向とy方向の少なくとも一方のまわりに永久磁界バイアスを提供し、前記書込み回路が、付加的な各レベルの前記第1と第2のトレースにも結合された請求項17に記載の装置。
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