JP4690897B2 - 磁気メモリ素子の切替えを熱的に支援するためのrf電磁界加熱式ダイオード - Google Patents
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Description
セクションIIは、磁気メモリ素子の飽和保磁力への熱の典型的な影響を説明する。
セクションIIIは、磁気メモリ素子の近くにダイオードを配置するための理由を説明する。
セクションIVは、ダイオードを加熱するための例示的な別の技術を説明する。
セクションVは、セクションIVで説明されたように加熱され得る磁気メモリ構造を形成するための例示的なプロセスを説明する。
セクションVIは、セクションVの磁気メモリ構造の例示的な平面図を説明する。
セクションVIIは、例示的な磁気メモリ構造の例示的な応用形態を説明する。
多くの従来のMRAMでは、メモリ素子内のデータ層の磁気的な向きを切り替えることにより、「1」又は「0」がメモリ素子に書き込まれる。磁気的な向きは一般に、メモリ素子の上下に1つずつある2つの直交する書込み導体(即ち、ビット線及びワード線)に流れる書込み電流(Ix,Iy)から生じる磁界(のベクトル和)によって切り替えられる。選択されたメモリ素子はビット線磁界及びワード線磁界を受け、一方、選択された行及び列上の他のメモリ素子はビット線磁界及びワード線磁界のうちの片方のみを受ける。
図4は、読出し動作又は書込み動作中に、ビット線210a〜210b、ワード線220a〜220b、及び読出し線(図示せず)によって選択することができる磁気メモリ素子100a〜100dを含む例示的なメモリアレイ400を示す。磁気メモリ素子100a〜100dは概して、ビット線210a〜210bとワード線220a〜220bとの交点に配置されるが、必ずしもビット線210及びワード線220と電気的に接触する必要はない。読出し線は、ビット線210a〜210b又はワード線220a〜220bの上又は下に(それらの線から絶縁されて)配置され得るか、又は個々の具現化形態に応じて任意の他の適切な構成で配置され得る。いくつかの他の具現化形態では、読出し線は不要な場合がある。これらの具現化形態では、ビット線210a〜210b又はワード線220a〜220bのうちの1つ又は複数を読出し線として用いることができる。また、例示的なメモリアレイ400は、磁気メモリ素子100a〜100dの近くにダイオード410a〜410dも含む。例示的な具現化形態では、ダイオード410a〜410dは、それぞれの磁気メモリ素子100a〜100dに直列に結合される。
図5は、ダイオードの破壊電圧よりも高い電圧を必ずしも印加することなく、磁気メモリ素子の近くにあるダイオードを加熱することを可能にする例示的な磁気メモリ構造500を示す。
図7は、磁気メモリ構造500又は600を作成するための1つの例示的なプロセスを示す。図8A〜図8Fは、図7のプロセスステップに従って作成される例示的な磁気メモリ構造を示す。
図9は、磁気メモリ素子100a〜100cのアレイの近くに形成される追加の導体520a〜520bの例示的な平面図を示す。説明を容易にするために、磁気メモリ構造内の種々の他の要素(例えば、書込み導体、ダイオード、磁気メモリ素子の種々の層など)は図示されない。
本明細書において説明される例示的な磁気メモリ構造は、任意のMRAM内に実現することができる。MRAMは、不揮発性メモリを必要とする任意のシステム内に組み込まれることができる。例えば、MRAMはコンピュータ、デジタルカメラ、及び/又はプロセッサ及びインターフェースモジュールを有する他のコンピューティングシステム内に組み込まれることができる。
上述の例は、或る特定の例示的な実施形態を示しており、それらの実施形態から、他の実施形態、変形形態、及び修正形態が当業者には明らかになるであろう。従って、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されるべきではなく、むしろ特許請求の範囲によって規定される。
110 データ層
120 スペーサ層
130 基準層
210a〜210b ビット線
220a〜220b ワード線
400 メモリアレイ
410、410a〜410d ダイオード
500、600 磁気メモリ構造
510 絶縁材料
520a〜520b 導体
910 デコーダ
920 電源
Claims (10)
- 熱支援型磁気メモリ構造体のアレイであって、
前記磁気メモリ構造体のそれぞれは、
磁気メモリ素子と、
前記磁気メモリ素子に隣接して配置され、高周波電磁界からのエネルギーを吸収することができる1つ又は複数の材料を含み、前記磁気メモリ素子を加熱するダイオードと、
前記ダイオードに隣接して配置され、前記高周波電磁界を生成するための電流を流す少なくとも1つの導体と、
を含み、
前記磁気メモリ素子の磁気的な状態を切り替えるのを熱により支援する熱支援型磁気メモリ構造体のアレイ。 - 前記ダイオードは、前記磁気メモリ素子に直列に結合される、請求項1に記載の磁気メモリ構造体のアレイ。
- 前記ダイオードは、前記高周波電磁界からのエネルギーを吸収するためにアモルファスシリコンを含む、請求項1または2に記載の磁気メモリ構造体のアレイ。
- 前記ダイオードは、前記高周波電磁界からのエネルギーを吸収するために微結晶シリコンを含む、請求項1から3のいずれかに記載の磁気メモリ構造体のアレイ。
- 前記少なくとも1つの導体に流す電流は、前記ダイオードの破壊電圧よりも低い電圧を印加することにより供給される、請求項1から4のいずれかに記載の磁気メモリ構造体のアレイ。
- 熱支援型磁気メモリ素子にデータを書き込むための方法であって、
選択された磁気メモリ素子に隣接して配置され、高周波電磁界からのエネルギーを吸収することができる1つ又は複数の材料を含むダイオードを、前記ダイオードに隣接して配置される少なくとも1つの導体に流れる電流によって生成された前記高周波電磁界によって加熱し、
前記選択された磁気メモリ素子の温度を上げ前記磁気メモリ素子の飽和保磁力を低減し、
前記低減された飽和保磁力において前記選択された磁気メモリ素子の磁気的な状態を切り替えるのに十分な書込み電流を加える、
ことを含む、熱支援型磁気メモリ素子にデータを書き込むための方法。 - 熱支援型磁気メモリ構造体を作成するための方法であって、
誘電体材料の層を形成し、
前記誘電体材料の層にトレンチを形成し、
前記トレンチが形成された誘電体材料の層上に導電性材料の層を形成し、
異方性エッチングにより前記誘電体材料の層の上側に形成された導電性材料の層を除去して前記トレンチの側壁に導電性材料を残し、高周波電磁界を生成するための電流を流す少なくとも1つの導体を形成し、
前記トレンチの側壁に導電性材料が残る前記誘電体材料の上に前記トレンチが埋まって平坦になるように別の誘電体材料の層を形成し、
前記別の誘電体材料の層上に第1の導体、ダイオード、磁気メモリ素子、第2の導体を形成し、
前記ダイオードは、前記高周波電磁界からのエネルギーを吸収することができる1つ又は複数の材料を含んで前記磁気メモリ素子を加熱するものであり、
前記ダイオード内の熱を用いて、前記磁気メモリ素子の温度を上げて、書込み電流が加えられる際に前記磁気メモリ素子の磁気的な状態を切り替えるのを支援する、熱支援型磁気メモリ構造体を形成するための方法。 - 前記ダイオードは、前記磁気メモリ素子に直列に結合される、請求項7に記載の熱支援型磁気メモリ構造体を形成するための方法。
- 磁気ランダムアクセスメモリであって、
複数の磁気メモリ素子と、
それぞれが前記磁気メモリ素子のそれぞれに隣接して配置され、高周波電磁界からのエネルギーを吸収することができる1つ又は複数の材料を含み、前記磁気メモリ素子を加熱する複数のダイオードと、
前記ダイオードに隣接して配置され、前記高周波電磁界を生成するための電流を流す少なくとも1つの導体と、
を含み、
前記導体は、前記ダイオードを加熱するために前記ダイオードにより吸収することができる高周波電磁界を生成するための電流を流すことができ、それにより1つ又は複数の磁気メモリ素子の温度を上げて、前記磁気メモリ素子の磁気的な向きを切り替えるのを熱により支援することができる、磁気ランダムアクセスメモリ。 - 熱支援型磁気メモリ素子にデータを書き込むための装置であって、
選択された磁気メモリ素子に隣接するダイオードを加熱するための手段であって、前記加熱されるダイオードは、高周波電磁界からのエネルギーを吸収することができる1つ又は複数の材料を含み、前記ダイオードの近傍の高周波電磁界からのエネルギーを吸収することにより加熱され、前記選択された磁気メモリ素子の温度を上げて、前記選択されたメモリ素子の飽和保磁力を低減する手段と、
前記低減された飽和保磁力において、前記選択された磁気メモリ素子の磁気的な状態を切り替えるのに十分な書込み電流を加えるための手段と、
を含む、
熱支援型磁気メモリ素子にデータを書き込むための装置。
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