JP4799983B2 - Magnetic memory, magnetic memory drive circuit, magnetic memory wiring method, and magnetic memory drive method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報記録再生装置、特に、磁性細線における磁区中の磁気モーメントを用いてデータを記録再生する磁気メモリに関する。具体的には、本発明はデータが記録された磁区を電流により移動させることが可能な磁気メモリ、磁気メモリの駆動回路、磁気メモリの配線方法、および磁気メモリの駆動方法に関するものである。 The present invention relates to an information recording / reproducing apparatus, and more particularly to a magnetic memory for recording / reproducing data using a magnetic moment in a magnetic domain in a magnetic wire. Specifically, the present invention relates to a magnetic memory capable of moving a magnetic domain in which data is recorded by an electric current, a magnetic memory drive circuit, a magnetic memory wiring method, and a magnetic memory drive method.
従来から、ハードディスクドライブ(HDD)、固体ランダム・アクセス・メモリ(RAM)などの不揮発性メモリが多くの商品に用いられている。 Conventionally, non-volatile memories such as hard disk drives (HDD) and solid state random access memories (RAM) have been used in many products.
HDDに関しては、安価に、100GB(ギガバイト)を超える大量のデータを記録することができる。しかし、HDDでは、回転している記録媒体から数nm離れたところで読み書きヘッドを移動させなければならない。したがって、HDDに振動を加えると、ヘッドが媒体を物理的に損傷し、HDDが故障する可能性がある。 As for the HDD, a large amount of data exceeding 100 GB (gigabytes) can be recorded at a low cost. However, in the HDD, the read / write head must be moved several nm away from the rotating recording medium. Therefore, if vibration is applied to the HDD, the head may physically damage the medium, and the HDD may fail.
固体ランダム・アクセス・メモリ(RAM)に関しては、1GBのデータを記録することができるものが開発されているが、HDDに比べて、1GBあたりの単価が高価なものとなっている。更に、代表的な固体ランダム・アクセス・メモリ(RAM)であるフラッシュ・メモリは、記録を行う際に1μsec以上の時間が必要であり、これは他のメモリと比較すると非常に大きい時間である。さらに、フラッシュ・メモリにおける書き換え回数は、100万回程度であり、これ以上のデータの書き込みを行うと、セルに記録したデータが消失してしまうという問題がある。 A solid random access memory (RAM) that can record 1 GB of data has been developed, but the unit price per 1 GB is higher than that of an HDD. Furthermore, a flash memory, which is a typical solid state random access memory (RAM), requires a time of 1 μsec or more when recording, which is a very long time compared to other memories. Furthermore, the number of times of rewriting in the flash memory is about 1 million times, and there is a problem that data recorded in the cell will be lost if more data is written.
その他の固体ランダム・アクセス・メモリである、強誘電体RAM(FeRAM)、OUM(Ovonic Unified Memory)、MRAM(Magnetic RAM)においても、数MB程度の容量しか実現されていない。 Other solid-state random access memories such as ferroelectric RAM (FeRAM), OUM (Ovonic Unified Memory), and MRAM (Magnetic RAM) have only a capacity of several MB.
以上のように、不揮発性メモリ素子には、HDDのような媒体と再生/読み取り素子間のギャップ制御や駆動機構が無く、低コストかつHDDに匹敵する記録容量を有し、さらに、書き換え回数が無制限であることが要求されている。 As described above, the nonvolatile memory element has no gap control or drive mechanism between a medium such as an HDD and a reproducing / reading element, has a low cost and has a recording capacity comparable to that of an HDD, and further has a number of rewrites. It is required to be unlimited.
このような課題を克服するために考案されたのが、基板と垂直方向に配置した磁性細線に情報を多数記録するMRTM(Magnetic Race Track Memory)である。MRTMについては、特許文献1および2に詳細に記載されているため、以下では簡単に紹介する。
In order to overcome such problems, MRTM (Magnetic Race Track Memory) has been devised to record a large amount of information on a magnetic wire arranged in a direction perpendicular to a substrate. Since MRTM is described in detail in
図9は、特許文献1および2に記載されているMRTMの単位セルの構成図である。図9を参照して、MRTMを説明する。MRTMの単位セル900Bは、シリコン基板120上に垂直に配置したU字型形状の磁性細線101と、記録素子106と、再生素子107と、磁性細線101に電流901を供給する電源とで構成されている。
FIG. 9 is a configuration diagram of a unit cell of MRTM described in
さらに、磁性細線101は、物理的な切込みで区切られた複数の磁区903…からなる。各磁区903の磁化の向きにより、情報の“1”、“0”を記録している。つまり、磁性材料でできたビット・セルが、基板に対して垂直に多数積層されていることになる。たとえば、10ミクロンの長さの磁性細線101に、1つあたり0.1ミクロンの長さを有する磁区を形成すれば、100ビットもの情報を垂直方向に積層して記録することができる。
Further, the
また、図10は、MRTM900の主要部の概略図である。図10に示すように、MRTM900は、単位セル900Bを配線102を用いて電気的に直列に複数接続させることで構成されている。
FIG. 10 is a schematic view of the main part of MRTM900. As shown in FIG. 10, the MRTM 900 is configured by electrically connecting a plurality of
次に、MRTMにおける情報の記録/再生方法について説明する。図9に示すように、磁性細線101は、情報を記録する領域である記録領域904と、それ以外の領域であるリザーブ領域905とに分けられており、記録情報は、記録領域904中の磁区903に記録されている。
Next, a method for recording / reproducing information in MRTM will be described. As shown in FIG. 9, the
情報を再生する場合には、磁性細線101に電流901を流すことによって、情報が記録されている磁区903を区切る磁壁を、記録領域904からリザーブ領域905へと移動させ、再生を行いたい情報が記録されている磁区903を再生素子107上部に移動させる。なお、電流901はパルス電流であり、その方向・パルス数により、磁壁が移動する方向・距離を制御することができる。
In the case of reproducing information, by passing a current 901 through the
図11は、磁気メモリの記録/再生方法を示す図である。再生素子107は、図11に示すようにTMR(Tunnel Magnetoresistance)素子908を含んでおり、TMR素子908の上に移動してきた磁区903の磁化により、TMR素子908の自由層における磁化の向きが変化する。この自由層の磁化の向きをTMR効果により検知することによって、情報の“1”、“0”を読み取ることができる。
FIG. 11 is a diagram showing a recording / reproducing method of the magnetic memory. As shown in FIG. 11, the reproducing
また、情報を記録する場合は、再生時と同様に磁性細線101に電流901を流すことによって(図9参照)、情報が記録されている磁区903間を区切る磁壁を、記録領域904からリザーブ領域905へと移動させ、記録を行いたい磁区903を記録素子106上部に移動させる。ここで、記録素子106に電流を流し、それにより発生する磁界によって、記録素子上部の磁区903の磁化の方向を設定することで、情報の“1”“0”を記録する。
ところで、MRTMの記録/再生速度は、1〜100nsであり、従来のDRAMと同等の速度を有する。また、MRTMは、より小さいチップ面積に多くの情報を記録することが可能なため、低コスト化を実現することができる。また、HDDのような駆動機構を備えないため、既存の半導体と同等の信頼性を備えている。そのため、MRTMに対しては、すべての不揮発性メモリを置き換えるようなユニバーサルメモリとしての応用が期待されている。 By the way, the recording / reproducing speed of MRTM is 1 to 100 ns, which is equivalent to that of a conventional DRAM. In addition, since MRTM can record a large amount of information on a smaller chip area, the cost can be reduced. In addition, since it does not have a drive mechanism like HDD, it has the same reliability as existing semiconductors. Therefore, MRTM is expected to be applied as a universal memory that replaces all nonvolatile memories.
しかしながら、これまでのMRTMにおいては、図10に示すように、電源に対して磁性細線を直列に繋いで配線している。そのため、配線抵抗が非常に大きくなり、磁性細線に電流を供給する際の消費電力が大きくなるという問題がある。 However, in the conventional MRTM, as shown in FIG. 10, a magnetic thin wire is connected in series with a power supply. Therefore, there is a problem that the wiring resistance becomes very large and the power consumption when supplying current to the magnetic wire becomes large.
また、磁性細線が直列に繋がれているために、すべての磁性細線に同じ電流が供給されることになる。そのため、すべての磁壁は、同時に同じ方向に移動することになる。したがって、従来のMRTMは、任意のセルの磁壁を個別に移動させることができず、ランダム・アクセス性に劣り、情報処理スピードが下がってしまうという欠点を有する。 Further, since the magnetic wires are connected in series, the same current is supplied to all the magnetic wires. Therefore, all the domain walls move in the same direction at the same time. Therefore, the conventional MRTM has the disadvantages that the domain wall of an arbitrary cell cannot be individually moved, the random accessibility is inferior, and the information processing speed is reduced.
一般に、MRAMなどにおいては、ランダム・アクセス性を向上するために、ワード線とビット線との交差点に、メモリ素子と選択トランジスタを配置した構造をとっている。図12は、MRAMにおけるセル・アレイを示す図である。MRAMに設けられたセルを選択する際には、ワード線801とビット線802とに電圧を印加することで、ワード線801とビット線802とが交差する箇所に設けられた選択トランジスタ804をオンとする。これにより、電圧が印加されたワード線801とビット線802とが交差する箇所に配置されているメモリ素子803に対して、ビット線802からアース805へと電流が流れ、メモリ素子803の情報を読み取ることができる。
In general, an MRAM or the like has a structure in which a memory element and a select transistor are arranged at an intersection between a word line and a bit line in order to improve random accessibility. FIG. 12 is a diagram showing a cell array in the MRAM. When selecting a cell provided in the MRAM, a voltage is applied to the
このように、MRAMにおいては、電圧を印加するビット線とワード線との間に、選択トランジスタを配置したメモリ素子を挟みこむことで、セル選択を可能とし、情報処理速度を向上させている。 As described above, in the MRAM, a memory element in which a selection transistor is arranged is sandwiched between a bit line to which a voltage is applied and a word line, thereby enabling cell selection and improving information processing speed.
しかしながら、図12に示すように、MRAMなどのメモリ素子における配線方法では、メモリ素子の片側が常にアースに接続されているために、メモリ素子に流れる電流方向を変えることができない。 However, as shown in FIG. 12, in the wiring method in the memory element such as the MRAM, the direction of the current flowing through the memory element cannot be changed because one side of the memory element is always connected to the ground.
さらに、MRTMにおいては、磁性細線に流す電流方向を適時変えることにより、所望の方向に磁壁を移動させなければならないため、MRAMにおける配線方法を利用することができない。 Furthermore, in MRTM, the domain wall must be moved in a desired direction by changing the direction of the current flowing through the magnetic wire as appropriate, so that the wiring method in the MRAM cannot be used.
本発明は上記従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、ランダム・アクセス性に優れ、かつ、低消費電力を実現し得る磁気メモリ、磁気メモリの駆動回路、磁気メモリの配線方法、および磁気メモリの駆動方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic memory excellent in random accessibility and capable of realizing low power consumption, a magnetic memory drive circuit, a magnetic memory wiring method, And a method of driving a magnetic memory.
本発明の磁気メモリは、上記従来の課題を解決するために、複数の磁性細線からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線が直列接続配線により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行う磁気メモリであって、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の磁性細線を並列に接続し、前記電源より電流を供給するための並列接続配線と、上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の磁性細線のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なスイッチング素子と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described conventional problems, the magnetic memory of the present invention has a matrix structure composed of a plurality of magnetic thin wires, and a plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a series connection wiring. A magnetic memory for recording or reproducing information by moving a domain wall that partitions a plurality of magnetic domains formed in each of the plurality of magnetic thin wires by a current supplied from a power source, wherein the matrix A plurality of magnetic wires adjacent to each other in the column direction are connected in parallel, a parallel connection wiring for supplying current from the power supply, an intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring, and the plurality of magnetic thin wires A switching element capable of switching on / off of a current that moves the domain wall flowing in each of the magnetic thin wires. It is characterized by that example.
磁気メモリとしてのMRTMは、一般的に、複数の磁性細線からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線が直列接続配線により直列に接続されている構造を有している。そして、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生が行われる。 An MRTM as a magnetic memory generally has a matrix structure composed of a plurality of magnetic wires, and a structure in which a plurality of magnetic wires adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by serial connection wiring. is doing. Then, information is recorded or reproduced by moving a domain wall that partitions a plurality of magnetic domains formed in each of the plurality of magnetic thin wires by a current supplied from a power source.
しかしながら、従来のMRTMにおいては、電源に対して磁性細線を直列に接続しているために、消費電力が大きくなるという問題があった。さらに、従来のMRTMは、任意のセルの磁壁を個別に移動させることができないので、ランダム・アクセス性に劣るという問題もあった。 However, the conventional MRTM has a problem in that power consumption increases because magnetic wires are connected in series to the power source. Further, the conventional MRTM has a problem that it is inferior in random accessibility because the domain wall of an arbitrary cell cannot be individually moved.
上記構成によれば、上記マトリックスの列方向に隣接し合う複数の磁性細線が、並列接続配線により並列に接続され、この並列接続配線を介して前記電源より磁性細線に電流が供給される。したがって、本発明の磁気メモリによれば、磁性細線による抵抗値を従来のMRTMよりも低減させることができるので、消費電力を低減させることができる。 According to the above configuration, the plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the column direction of the matrix are connected in parallel by the parallel connection wiring, and current is supplied from the power source to the magnetic thin wires through the parallel connection wiring. Therefore, according to the magnetic memory of the present invention, the resistance value due to the magnetic wire can be reduced as compared with the conventional MRTM, so that the power consumption can be reduced.
さらに、上記構成によれば、各磁性細線にスイッチング素子を設けるので、任意の磁性細線の磁壁を個別に移動させることができる。これにより、本発明の磁気メモリは、従来のMRTMよりもランダム・アクセス性が向上されている。 Furthermore, according to the said structure, since the switching element is provided in each magnetic wire, the magnetic wall of arbitrary magnetic wires can be moved separately. Thereby, the random access property of the magnetic memory of the present invention is improved as compared with the conventional MRTM.
さらに、上記構成の磁気メモリにおいて、複数の磁性細線における任意の磁性細線に設けられた並列接続配線が、当該磁性細線と上記マトリックスの行方向に隣接する磁性細線に設けられた並列接続配線と同一であることが好ましい。 Furthermore, in the magnetic memory having the above-described configuration, the parallel connection wiring provided in any magnetic thin wire of the plurality of magnetic thin wires is the same as the parallel connection wiring provided in the magnetic thin wire and the magnetic thin wire adjacent in the row direction of the matrix. It is preferable that
上記構成によれば、マトリックスの行方向に隣り合う磁性細線の間で、並列接続配線が共通化されているので、電源と各磁性細線とを接続する並列接続配線の本数を低減させることができる。これにより、単位面積あたりにより多くの磁性細線を形成することができるので、記録密度を向上させることができる。 According to the above configuration, since the parallel connection wiring is shared between the magnetic thin wires adjacent in the row direction of the matrix, the number of parallel connection wirings connecting the power source and each magnetic thin wire can be reduced. . As a result, more magnetic wires can be formed per unit area, so that the recording density can be improved.
また、上記複数の磁性細線における任意の磁性細線に設けられた並列接続配線が、当該磁性細線と上記マトリックスの行方向に隣接する磁性細線に設けられた並列接続配線と異なっていてもよい。 Moreover, the parallel connection wiring provided in the arbitrary magnetic thin wires in the plurality of magnetic thin wires may be different from the parallel connection wiring provided in the magnetic thin wires adjacent to the magnetic thin wires in the row direction of the matrix.
上記構成によれば、マトリックスの行方向に隣接し合う磁性細線のそれぞれが、異なる並列接続配線により独立して電源と接続されている。これにより、マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線に対して、同時に電源から電流を供給して磁壁を移動させることが可能となるので、磁気メモリを高速に駆動することが可能となる。 According to the above configuration, each of the magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix is independently connected to the power source by the different parallel connection wiring. As a result, the magnetic wall can be moved by simultaneously supplying a current from the power source to a plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix, so that the magnetic memory can be driven at high speed. .
また、本発明の磁気メモリは、複数の磁性細線からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線が直列接続配線により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行う磁気メモリであって、上記直列に接続された複数の磁性細線を、1つの集合体として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の集合体を並列に接続し、前記電源より電流を供給するための並列接続配線と、上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の集合体のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なスイッチング素子と、を備えていることを特徴としてもよい。 In addition, the magnetic memory of the present invention has a matrix structure composed of a plurality of magnetic thin wires, and a plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a series connection wiring. A magnetic memory that records or reproduces information by moving a domain wall that partitions a plurality of magnetic domains formed in each of the thin wires by a current supplied from a power source, wherein the plurality of magnetic thin wires connected in series Are connected in parallel to each other in the column direction in the matrix, a parallel connection wiring for supplying current from the power source, and the series connection wiring On / off of the current for moving the domain wall flowing in each of the magnetic thin wires is switched between the intersection with the parallel connection wiring and each of the plurality of aggregates. And a switching device which can be obtained may be characterized by comprising a.
上記構成によれば、マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の集合体が、並列接続配線により並列に接続され、その並列接続配線を介して電源から各集合体に電流が供給される。したがって、本発明の磁気メモリによれば、磁性細線による抵抗値を従来のMRTMよりも低減させることができるので、消費電力を低減させることができる。 According to the above configuration, a plurality of aggregates adjacent to each other in the column direction in the matrix are connected in parallel by the parallel connection wiring, and current is supplied from the power source to each aggregate through the parallel connection wiring. Therefore, according to the magnetic memory of the present invention, the resistance value due to the magnetic wire can be reduced as compared with the conventional MRTM, so that the power consumption can be reduced.
さらに、上記構成によれば、各集合体にスイッチング素子を設けるので、任意の集合体に含まれる磁性細線の磁壁を個別に移動させることができる。これにより、本発明の磁気メモリは、従来のMRTMよりもランダム・アクセス性が向上されている。 Furthermore, according to the above configuration, since the switching element is provided in each assembly, the domain walls of the magnetic wires included in the arbitrary assembly can be individually moved. Thereby, the random access property of the magnetic memory of the present invention is improved as compared with the conventional MRTM.
特に、上記構成によれば、複数の磁性細線に対して1つのスイッチング素子を設けることになるので、1つの磁性細線に対して1つのスイッチング素子を設ける構成によりもスイッチング素子の数を低減させることができる。これにより、磁気メモリのコストを低減させることができるとともに、単位面積あたりにより多くの磁性細線を形成して記録密度を向上させることができる。 In particular, according to the above configuration, since one switching element is provided for a plurality of magnetic wires, the number of switching elements can be reduced even by a configuration in which one switching device is provided for one magnetic wire. Can do. As a result, the cost of the magnetic memory can be reduced, and more magnetic wires can be formed per unit area to improve the recording density.
また、上記構成の磁気メモリにおいて、上記複数の集合体における任意の集合体に設けられた並列接続配線が、当該集合体と上記マトリックスの行方向に隣接する集合体に設けられた並列接続配線と同一であることが好ましい。 Further, in the magnetic memory having the above-described configuration, the parallel connection wiring provided in an arbitrary aggregate in the plurality of aggregates may be parallel connection wiring provided in an aggregate adjacent to the aggregate in the row direction of the matrix. It is preferable that they are the same.
上記構成によれば、マトリックスの行方向に隣り合う集合体の間で、電源と接続される並列接続配線が共通化されているので、電源と各集合体とを接続する並列接続配線の本数を低減させることができる。これにより、単位面積あたりにより多くの磁性細線を形成することができるので、記録密度を向上させることができる。 According to the above configuration, the parallel connection wiring connected to the power source is shared between the assemblies adjacent in the row direction of the matrix, so the number of parallel connection wirings connecting the power source and each assembly is reduced. Can be reduced. As a result, more magnetic wires can be formed per unit area, so that the recording density can be improved.
また、上記複数の集合体における任意の集合体に設けられた並列接続配線が、当該集合体と上記マトリックスの行方向に隣接する集合体に設けられた並列接続配線と異なっていてもよい。 Moreover, the parallel connection wiring provided in the arbitrary aggregate in the plurality of aggregates may be different from the parallel connection wiring provided in the aggregate adjacent to the aggregate in the row direction of the matrix.
上記構成によれば、マトリックスの行方向に隣接し合う集合体のそれぞれが、異なる並列接続配線により独立して電源と接続されている。これにより、マトリックスの行方向に隣接し合う複数の集合体に対して、同時に電源から電流を供給して磁壁を移動させることが可能となるので、磁気メモリを高速に駆動することが可能となる。 According to the above configuration, each of the aggregates adjacent in the row direction of the matrix is independently connected to the power source by the different parallel connection wiring. As a result, it is possible to simultaneously supply current from the power supply to the plurality of aggregates adjacent to each other in the row direction of the matrix and move the domain wall, thereby enabling the magnetic memory to be driven at high speed. .
また、本発明の磁気メモリの駆動回路は、上記構成の磁気メモリの駆動回路であって、上記電源から上記磁性細線に供給される電流の向きを変更可能であることを特徴としている。 A magnetic memory driving circuit according to the present invention is a magnetic memory driving circuit having the above-described configuration, and is characterized in that the direction of a current supplied from the power source to the magnetic thin wire can be changed.
上記構成の駆動回路によれば、電源から磁性細線に供給される電流の向きが変更されるので、磁性細線における磁壁の移動方向を変更することが可能となる。これにより、磁性細線における磁区を移動させ、本発明の磁気メモリに対する情報の記録/再生が可能となる。 According to the drive circuit having the above configuration, the direction of the current supplied from the power source to the magnetic wire is changed, so that the moving direction of the domain wall in the magnetic wire can be changed. As a result, the magnetic domain in the magnetic wire is moved, and information can be recorded / reproduced with respect to the magnetic memory of the present invention.
また、本発明の磁気メモリの配線方法は、複数の磁性細線からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線が直列接続配線により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行う磁気メモリの配線方法であって、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の磁性細線を、並列接続配線により並列に接続し、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流を供給し、上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の磁性細線のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることを特徴としている。 Also, the wiring method of the magnetic memory of the present invention has a matrix structure composed of a plurality of magnetic thin wires, and a plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by serial connection wires. A magnetic memory wiring method for recording or reproducing information by moving a domain wall that partitions a plurality of magnetic domains formed in each of a plurality of magnetic thin wires by a current supplied from a power source, wherein A plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in a direction are connected in parallel by a parallel connection wiring, a current is supplied from the power source to the magnetic thin wire through the parallel connection wiring, and the series connection wiring and the parallel connection wiring A switching element is provided between the intersection point and each of the plurality of magnetic thin wires, and the switching element causes the switching element to flow to each of the magnetic thin wires. It is characterized by switching the current on / off to move the domain walls.
また、本発明の磁気メモリの配線方法は、複数の磁性細線からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線が直列接続配線により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行う磁気メモリの配線方法であって、上記直列に接続された複数の磁性細線を、1つの集合体として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の集合体を、並列接続配線により並列に接続し、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流を供給し、上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の集合体のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることを特徴としている。 Also, the wiring method of the magnetic memory of the present invention has a matrix structure composed of a plurality of magnetic thin wires, and a plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by serial connection wires. A magnetic memory wiring method for recording or reproducing information by moving a domain wall that partitions a plurality of magnetic domains formed in each of a plurality of magnetic thin wires by an electric current supplied from a power supply, and connected in series When the plurality of magnetic thin wires are regarded as one aggregate, a plurality of aggregates adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel by parallel connection wiring, and the parallel connection wiring is connected from the power source. Current is supplied to the magnetic thin wire via the switching element between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring and each of the plurality of aggregates. Provided, it is characterized in that switching the current on / off for moving the domain walls flowing through each of the magnetic wire by the switching element.
また、本発明の磁気メモリの駆動方法は、複数の磁性細線からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線が直列接続配線により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、駆動回路を介して電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行う磁気メモリの駆動方法であって、上記磁気メモリは、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の磁性細線が、並列接続配線により並列に接続され、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流が供給されるものであり、上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の磁性細線のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替え、さらに、上記駆動回路によって上記磁壁を移動させる電流の方向を切り替えることで、上記磁気メモリを駆動することを特徴としている。 Further, the magnetic memory driving method of the present invention has a matrix structure composed of a plurality of magnetic thin wires, and a plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring. A magnetic memory driving method for recording or reproducing information by moving a domain wall partitioning a plurality of magnetic domains formed in each of a plurality of magnetic thin wires by a current supplied from a power supply via a driving circuit. In the magnetic memory, a plurality of magnetic thin wires adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel by a parallel connection wiring, and current is supplied from the power source to the magnetic thin wire through the parallel connection wiring. A switching element is provided between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring and each of the plurality of magnetic thin wires. The magnetic memory is driven by switching on / off of the current for moving the magnetic domain wall flowing in each of the magnetic thin wires by the chucking element, and further switching the direction of the current for moving the magnetic domain wall by the drive circuit. It is a feature.
また、本発明の磁気メモリの駆動方法は、複数の磁性細線からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向に隣接し合う複数の磁性細線が直列接続配線により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、駆動回路を介して電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行う磁気メモリの駆動方法であって、上記磁気メモリは、上記直列に接続された複数の磁性細線を、1つの集合体として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の集合体を、並列接続配線により並列に接続し、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流を供給し、上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の集合体のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替え、さらに、上記駆動回路によって上記磁壁を移動させる電流の方向を切り替えることで、上記磁気メモリを駆動することを特徴としている。 Further, the magnetic memory driving method of the present invention has a matrix structure composed of a plurality of magnetic thin wires, and a plurality of magnetic thin wires adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring. A magnetic memory driving method for recording or reproducing information by moving a domain wall partitioning a plurality of magnetic domains formed in each of a plurality of magnetic thin wires by a current supplied from a power supply via a driving circuit. In the magnetic memory, when the plurality of magnetic thin wires connected in series are regarded as one aggregate, the plurality of aggregates adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel by parallel connection wiring. A current is supplied from the power source to the magnetic wire through the parallel connection wiring, and an intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring; and the plurality of aggregates A switching element is provided between them, and the switching element switches on / off of the current that moves the magnetic domain wall flowing in each of the magnetic thin wires, and further, the current that moves the magnetic domain wall by the drive circuit is switched. The magnetic memory is driven by switching the direction.
上記構成の磁気メモリの配線方法または駆動方法によれば、本発明の磁気メモリと同様の作用効果を得ることができる。 According to the wiring method or driving method of the magnetic memory having the above-described configuration, it is possible to obtain the same effects as the magnetic memory of the present invention.
本発明によれば、ランダム・アクセス性に優れ、なおかつ低消費電力を実現し得る磁気メモリを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic memory that is excellent in random accessibility and can realize low power consumption.
[実施形態1]
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成を有する部材には同一の参照符号を付すことにより、その部材に関する説明は繰り返さない。
[Embodiment 1]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For convenience of explanation, members having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and description of the members will not be repeated.
図1は、本実施形態に係る磁気メモリ100の主要部の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る磁気メモリ100における単位セルは、磁性細線101と、磁性細線101の底部に設けられる記録素子106と、再生素子107とから構成される。さらに、磁気メモリ100は、磁性細線101を直列に接続する配線(直列接続配線)102…と、磁性細線101に直交するように配置された配線(並列接続配線)103…と、トランジスタ104…と、トランジスタ104…を駆動するための配線105…とを有している。また、複数の磁性細線101は、基板120の同一平面上にマトリックス状に配設されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a
さらに、磁性材料からなる磁性細線101には、図9に示した特許文献1および2に記載されているMRTMと同様に、物理的な切込みで区切られた磁区903…(図9参照)が形成されている。そして、磁気メモリ100は、各磁区903の磁化の向きにより、情報の“1”“0”を記録している。
Furthermore,
そして、図1に示すように、磁性細線101…を直列に結ぶ配線102…は、マトリックスの行方向(図1におけるx軸方向)に延伸されている。また、磁性細線101に直交するように配置された配線103…は、マトリックスの列方向(図1におけるy軸方向)に延伸されている。
As shown in FIG. 1, the
なお、配線103は、図1に示すように、隣接する単位セル間に1本ずつ配設されている。すなわち、各磁性細線101を直列に結ぶ配線102と、磁性細線101に直交する配線103とは、格子状に形成されている。
As shown in FIG. 1, one
また、トランジスタ104は、図1に示すように、各磁性細線101の片端に1つずつ形成されている。さらに、トランジスタ104にゲート電圧を印加するための配線105は、各磁性細線101を直列に結ぶ配線102に平行となるよう、図1におけるx軸方向に配設されている。
Further, as shown in FIG. 1, one
かかる磁性細線101を直列に結ぶ配線102…、および磁性細線101に直交するように配置された配線103…のそれぞれに流れる電流の方向を制御することによって、磁性細線101に流れる電流方向を制御し、磁性細線101内に形成された磁壁を所望の方向に移動することができる。
By controlling the direction of the current flowing through each of the
また、トランジスタ104のオン/オフを制御し、所望の箇所に電流を供給することにより、所望の磁性細線101内に形成された磁壁のみを移動することができる。なお、上記配線に流れる電流の方向および磁壁の移動方向の設定動作については後述する。
Further, by controlling on / off of the
ここで、各磁性細線101を直列に結ぶ配線102、および各磁性細線101に直交するように配置された配線103の材料は、磁気メモリ100の構成等に応じて適宜選択すればよい。たとえば、電気抵抗が低く断面積を小さくすることができ、消費電力を低減することが可能であるとの理由から、銅・アルミニウム・ニッケル・白金等の金属配線が好ましいといえる。
Here, the material of the
一方、磁性細線101を形成する材料としては、磁気エネルギー(磁化)、交換相互作用エネルギー、磁気異方性エネルギー、ダンピング係数を適切に選択した強磁性(フェロ磁性、又はフェリ磁性)を示す磁性材料であることが望ましい。これら磁性材料の代表的なものとしては、パーマロイ、FeNi合金、CoFe合金、Ni、Fe、Coからなる合金、Ni、Fe、Coからなる合金にB、Zr、Hf、Cr、Pd、Ptを添加した磁性材料がある。その他に希土類−遷移金属合金などもある。
On the other hand, as a material for forming the
なお、磁性材料(たとえばNiFe合金(パーマロイ))からなる磁性細線101は、Si基板上にSi、SiO2、Si3N4膜などを形成し、これにトレンチと呼ばれる高アスペクト比の穴を形成した後に、その中に磁性材料を充填して作製する。
The
トレンチは、たとえば、断面が100nm×100nmの大きさを有しており、深さが0.5μm〜10μmである。なお、トレンチの断面形状は円形でも四角形でも構わない。また、トレンチの形成および磁性材料の充填方法としては、たとえば、DRAM製造プロセスにおいて使用されている半導体のエッチング方法を用いてトレンチを形成した後に、メッキ法を用いて磁性材料を充填する方法がある。さらに、本実施形態に係る磁気メモリ100の構成要素は、すべて半導体プロセスを用いて製造することができる。
The trench has, for example, a cross section of 100 nm × 100 nm and a depth of 0.5 μm to 10 μm. The cross-sectional shape of the trench may be circular or square. As a method of forming a trench and filling a magnetic material, for example, there is a method of forming a trench using a semiconductor etching method used in a DRAM manufacturing process and then filling a magnetic material using a plating method. . Furthermore, all the components of the
さらに、図2に示すように、磁性細線101(101a〜101f)に直交するように配置された配線103の端子1a・1b・1cと、駆動回路108の端子とは、電気的に接続されている。この駆動回路108は、スイッチ2a・2b・2c・2d・2e・2fを有している。そして、スイッチ2a・2c・2eは、電源のプラス電位(端子)と電気接続されている。また、スイッチ2b・2d・2fは、グランド電位と電気接続されている。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the
また、スイッチ2a〜2fは、電界効果トランジスタを用いたスイッチである。さらに、スイッチ2a〜2fは、図示しないが、公知の制御手段によって動作し、駆動回路108に接続された端子1a〜1cのそれぞれについて、電源のプラス電位に接続するか、グランド電位に接続するか、または開放するかを切り替えることができるようになっている。すなわち、スイッチ2a〜2fが動作することによって、端子1a〜1cを、プラスに短絡(接続)させるか、マイナスに短絡(接続)させるか、プラス/マイナスのいずれにも接続しない開放状態とするかを切り替えることができるようになっている。
The
図3は、図2におけるA−A’断面図を示している。本実施形態に係る磁気メモリ100におけるトランジスタ104は、図3(a)に示すように、磁性細線101の上面における配線102と配線103とが交差する位置に配置されている。また、図3(b)に示すように、基板面にトランジスタ104を形成し、トレンチ内に導電体を充填した導電体配線130により、トランジスタ104と磁性細線101とを接続してもよい。さらに、図3(c)に示すように、磁性細線101の上下を、図3(a)に示す構成と逆に形成してもよい。
FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG. 2. As shown in FIG. 3A, the
次に、図2を用いて、本実施形態に係る磁気メモリ100の駆動方法について説明する。
Next, a method for driving the
たとえば、端子1aについては、スイッチ2a・2bが共にオフ状態の場合、「開放状態」であるといえる。また、スイッチ2aがオン状態でスイッチ2bがオフ状態の場合は、端子1aは「プラスに短絡している」といえ、スイッチ2aがオフ状態でスイッチ2bがオン状態の場合は、端子1aは「マイナスに短絡している」といえる。
For example, it can be said that the terminal 1a is in the “open state” when both the
このように、駆動回路108によって、端子1a〜1cを電源のプラス電位に接続するか、グランド電位に接続するか、または開放するかを切り替えることができ、その切り替えパターンに応じて、配線103の間に所望の電圧差を印加することができる。
In this manner, the driving
さらに、配線102上のトランジスタ104a〜104fは、電流を流す磁性細線101a〜101fを選択するためのスイッチング機能を果たす。すなわち、自身に接続されたトランジスタがオン状態となっている磁性細線101a〜101fにのみ、その磁性材料の両端に接続された配線103の電圧差に対応した電流が流れることになる。これにより、磁性細線101a〜101fのうち、特定の磁性細線だけの磁壁を移動させることが可能となる。
Further, the
たとえば、駆動回路108内のスイッチ2a・2dをオン状態にし、スイッチ2b・2cをオフ状態にする。さらに、トランジスタ104a〜104cをオン状態にし、トランジスタ104d〜104fをオフ状態にする。
For example, the
このとき、電流は、以下の3つの経路に流れる。
(1)端子1a→交点ア→磁性細線101a→交点エ→端子1b→グランド
(2)端子1a→交点イ→磁性細線101b→交点オ→端子1b→グランド
(3)端子1a→交点ウ→磁性細線101c→交点カ→端子1b→グランド
すなわち、磁性細線101a〜101cにおいて、x軸の正方向に電流が流れることになる。そのため、磁性細線101a〜101c中の磁壁は、x軸の負の方向に向かって移動することになる。
At this time, current flows through the following three paths.
(1) terminal 1a → intersection point a →
なお、磁壁は、電流の流れる方向と逆に動くものとして説明する。磁性細線101の磁性材料の種類によっては、電流の流れる方向と同じ方向に動く場合もある。
Note that the domain wall is described as moving in the direction opposite to the direction of current flow. Depending on the type of magnetic material of the
逆に、スイッチ2b・2cをオン状態にし、スイッチ2a・2dをオフ状態にする。さらに、トランジスタ104a〜104cをオン状態にし、104d〜104fをオフ状態にする。
Conversely, the
このとき、電流は、以下の3つの経路に流れる。
(1)端子1b→交点エ→磁性細線101a→交点ア→端子1a→グランド
(2)端子1b→交点オ→磁性細線101b→交点イ→端子1a→グランド
(3)端子1b→交点カ→磁性細線101c→交点ウ→端子1a→グランド
すなわち、磁性細線101a〜101cにおいて、x軸の負方向に電流が流れることになる。そのため、磁性細線101a〜101c中の磁壁は、x軸の正の方向に向かって移動することになる。
At this time, current flows through the following three paths.
(1) Terminal 1b → Intersection point d →
また、電流が流れる磁性細線の数を制限したい場合は、たとえば、駆動回路108内のスイッチ2a・2dをオン状態にし、スイッチ2b・2cをオフ状態にする。さらに、トランジスタ104aのみをオン状態にし、トランジスタ104b〜104fをオフ状態にする。これにより、電流は、端子1a→交点ア→交点エ→端子1b→グランドの一つの経路にのみ流れる。
When it is desired to limit the number of magnetic thin wires through which current flows, for example, the
すなわち、磁性細線101aにのみ、x軸の正の方向に電流が流れることになる。これにより、磁性細線101aの磁壁だけが、x軸の負の方向に移動することになる。同様にして、磁性細線101b・101cのみに電流を所望の方向に流し、磁壁を移動させることも可能となる。
That is, a current flows only in the magnetic
一方、スイッチ2c・2fをオン状態にし、スイッチ2d・2eをオフ状態にする。さらに、トランジスタ104d〜104fをオン状態にし、トランジスタ104a〜104cをオフ状態にする。
On the other hand, the
このとき、電流は以下の3つの経路に流れる。
(1)端子1b→交点エ→磁性細線101d→交点キ→端子1c→グランド
(2)端子1b→交点オ→磁性細線101e→交点ク→端子1c→グランド
(3)端子1b→交点カ→磁性細線101f→交点ケ→端子1c→グランド
すなわち、磁性細線101d〜101fには、x軸の正方向に電流が流れることになる。そのため、磁性細線101d〜101f中の磁壁は、x軸の負の方向に向かって移動することになる。
At this time, current flows through the following three paths.
(1) Terminal 1b → Intersection point d →
逆に、スイッチ2d・2eをオン状態にし、スイッチ2c・2fをオフ状態にする。さらに、トランジスタ104d〜104fをオン状態にし、トランジスタ104a〜104cをオフ状態にする。
Conversely, the
このとき、電流は、以下の3つの経路に流れる。
(1)端子1c→交点キ→磁性細線101d→交点エ→端子1b→グランド
(2)端子1c→交点ク→磁性細線101e→交点オ→端子1b→グランド
(3)端子1c→交点ケ→磁性細線101f→交点カ→端子1b→グランド
すなわち、磁性細線101d〜101fにおいて、x軸の負方向に電流が流れることになる。そのため、磁性細線101d〜101f中の磁壁は、x軸の正の方向に向かって移動することになる。
At this time, current flows through the following three paths.
(1)
このようにして、スイッチ2a〜2fの接続パターンを変化させていけば、所望の磁性細線101に所望の方向から電流を流すことができ、所望の磁性細線101の磁壁を移動させることが可能となる。
In this way, if the connection pattern of the
以上説明してきたように、所望の磁性細線101に流れる電流の方向を制御し、磁壁を移動させることによって、所望の磁性細線101について情報の記録もしくは再生を行うことができる。このことについて、図2を用いてさらに説明する。
As described above, information can be recorded or reproduced on the desired
情報を再生する場合は、上述の駆動回路108およびトランジスタ104のオン/オフ動作により、情報を再生する磁性細線101を選択し、所望の方向に磁壁を移動させる。これにより、再生を行いたい情報が記録されている磁区を、再生素子107(図1参照)の上部に移動させる。
When reproducing information, the magnetic
ここで、再生素子107は、図11に示すようにTMR素子908を含んでおり、TMR素子908の上に移動してきた磁区903の磁化の向きにより、TMR素子908における自由層の磁化の向きが変化する。この自由層の磁化の向きをTMR効果により検知することによって、情報の“1”“0”を読み取ることができる。
Here, the reproducing
また、情報を記録する場合は、再生時と同様に、駆動回路108およびトランジスタ104におけるオン/オフ動作により、情報を再生する磁性細線101を選択し、所望の方向に磁壁を移動させる。これにより、情報が記録されている磁区間を区切る磁壁を移動させ、記録を行いたい磁区を記録素子106上部に移動させる。そして、記録素子106である配線に電流を流し、それにより発生する磁界によって、記録素子の上部における磁区の磁化方向を設定することで、“1”、“0”を記録する。
In the case of recording information, the
ただし、同一の配線102に接続された隣接する磁性細線101(x方向に隣り合う磁性細線101)に同時に電流を流すことはできない。この理由について、図2を用いて以下に説明する。
However, current cannot flow simultaneously to adjacent magnetic wires 101 (
x方向に隣接する磁性細線として、磁性細線101aと磁性細線101dとを例に挙げて考える。磁性細線101aにx軸の正方向へ電流を流す場合、端子1a→交点ア→交点エ→端子1bの方向に電流が流れる。一方、磁性細線101dにx軸の正の方向に電流を流す場合には、端子1b→交点エ→交点キ→端子1cの方向に電流が流れる。
Consider magnetic
しかしながら、一本の配線の中で異なる向きに電流を流すことは、物理的に不可能である。つまり、交点エ→端子1bの方向の電流と、端子1b→交点エの方向の電流とを、同一の配線103上において実現することは不可能である。よって、隣接する磁性細線101aと101dを同時に駆動することができないということがわかる。この他の配線パターンで隣接して配置された磁性細線101a・101dを同時に駆動しようとする場合であっても、電流の流れに物理的矛盾が生じてしまうことがある。
However, it is physically impossible to pass currents in different directions within a single wiring. That is, it is impossible to realize the current in the direction from the intersection point D to the
よって、実際に本実施形態に係る磁気メモリ100を駆動する場合においては、個々の磁性細線101を、所定の時間差をもって駆動する時分割走査方式を採用することが必要となる。
Therefore, when actually driving the
このように、本実施形態の磁気メモリ100は、複数の磁性細線101…からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向(x方向)に隣接し合う複数の磁性細線101…が配線102により直列に接続されており、当該複数の磁性細線101…のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行うものであって、上記マトリックスにおいて列方向(y方向)に隣接し合う複数の磁性細線101a〜101cを並列に接続し、前記電源より電流を供給するための配線103…と、配線102…と配線103…との交点と、上記複数の磁性細線101…のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なトランジスタ104…を備えているものである。
As described above, the
上記構成によれば、トランジスタ104のオン/オフ制御を用いて、マトリックス状に並んだ磁性細線101の中から、所望の磁性細線101に、所望の方向から電流を供給することが可能となる。これにより、各磁性細線101の磁壁を独立して移動させることができ、さらに、ランダム・アクセス性が向上し、情報処理速度が上がる。また、磁性細線101は、y方向(図1および図2参照)に延びる配線103により並列に接続されているので、各端子1a〜1c間における配線抵抗は、磁性細線を直列に接続する構成(図10参照)よりも小さくなる。これにより、消費電力を低減させることが可能となる。
According to the above configuration, current can be supplied from a desired direction to a desired
さらに、磁気メモリ100において、たとえば磁性細線101aの両端に設けられた配線103は、磁性細線101aとマトリックスの行方向(x方向)に隣接する磁性細線101dと電源とを接続する配線103と同一である。
Further, in the
すなわち、マトリックスの行方向に隣り合う磁性細線101a・101dの間で、電源と接続される配線が共通化されているので、電源と各磁性細線101とを接続する配線103の本数を低減させることができる。これにより、単位面積あたりにより多くの磁性細線を形成することができるので、記録密度を向上させることができる。
That is, since the wiring connected to the power supply is shared between the magnetic
[実施形態2]
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係る磁気メモリ200における主要部の概略図である。磁気メモリ200の構成要素については、実施形態1において記載した構成要素と概ね同様である。
[Embodiment 2]
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic view of the main part of the
本実施形態に係る磁気メモリ200は、特に、図4に示すように、磁性細線101…に直交するように配置された配線103…により、磁性細線101…のそれぞれが、電源に対して並列に接続されている点が特徴といえる。
In the
つまり、図4に示すy方向には、3つの磁性細線101…が互いに隣接するように設けられている。この3つの磁性細線101…からなる磁性細線の集合体を、それぞれ集合体110a・110bと記載した場合、集合体110aおよび110bのそれぞれについて、磁性細線を並列に接続する配線103が2本ずつ設けられている。
That is, in the y direction shown in FIG. 4, three magnetic
そして、本実施形態においては、かかる配線103の各端子1a〜1eを、各々独立にプラスまたはマイナスに短絡(接続)させることにより、すべての配線に同時に通電することが可能となる。
In the present embodiment, the
つまり、本実施形態では、1つの磁性細線101に対して2本の配線103が接続されるので、単位面積当たりに形成することのできる磁性細線101の数が実施形態1と比較して減少し、記録密度が減少してしまう。
That is, in this embodiment, since two
しかしながら、実施形態1に係る磁気メモリ100では、x軸方向において隣り合う磁性細線101に同時に電流を流すことができないのに対し、本実施形態の磁気メモリ200では、一回の動作で多数の磁性細線101における電流方向を制御することが可能である。したがって、本実施形態の磁気メモリ200は、高速性という点においてより好ましい構成であるといえる。この点について、以下、具体的に説明する。
However, in the
図5は本実施形態に係る磁気メモリ200に接続される駆動回路を示す図である。本実施形態に係る磁気メモリ200に接続される駆動回路108は、図5に示すように、配線103…の端子1a〜1dのそれぞれに接続されるスイッチ2a〜2hが設けられている。そして、スイッチ2a・2c・2e・2gは、電源のプラス電位(端子)に電気接続されている。また、スイッチ2b・2d・2f・2hは、グランド電位と電気接続されている。
FIG. 5 is a diagram showing a drive circuit connected to the
図6は、図5におけるA−A’断面図を示している。本実施形態に係る磁気メモリ200におけるトランジスタ104は、図6(a)に示すように、磁性細線101の上面における配線102と配線103とが交差する位置に配置されている。また、図6(b)に示すように、基板面にトランジスタ104を形成し、トレンチ内に導電体を充填した導電体配線130により、磁性細線101に接続してもよい。また、図6(c)に示すように、磁性細線101の上下を、図6(a)に示す構成と逆に形成してもよい。
FIG. 6 shows a cross-sectional view along A-A ′ in FIG. 5. As shown in FIG. 6A, the
次に、図5を用いて、本実施形態に係る磁気メモリ200の駆動方法について説明する。
Next, a method for driving the
たとえば、スイッチ2a・2d・2e・2hをオン状態にし、スイッチ2b・2c・2f・2gをオフ状態にする。さらに、磁性細線101の端に配置されたトランジスタ104d〜104fのすべてをオン状態にすれば、すべての磁性細線101a〜101fにおいて、x軸の正方向に電流が流れることになる。そのため、磁性細線101a〜101f中の磁壁は、x軸の負の方向に向かって移動することになる。
For example, the
なお、本実施形態においては、実施形態1と同様に、パーマロイを磁性細線材料に用いるとし、磁壁は電流の流れる方向と逆に動くものとして説明している。磁性細線101の磁性材料の種類によっては、電流の流れる方向と同じ方向に磁壁が動く場合もある。
In the present embodiment, as in the first embodiment, it is assumed that permalloy is used as the magnetic wire material, and the domain wall moves in the direction opposite to the direction of current flow. Depending on the type of magnetic material of the
また、スイッチ2a・2d・2f・2gをオン状態にし、スイッチ2b・2c・2e・2hをオフ状態にする。さらに、磁性細線の101端に配置されたトランジスタ104d〜104fのすべてをオン状態にすれば、磁性細線101a〜101cにはx軸の正方向に電流が流れ、磁性細線101d〜101fにはx軸の負方向に電流が流れることになる。これにより、磁性細線101a〜101c中の磁壁は、x軸の負の方向に向かって移動する一方、磁性細線101d〜101f中の磁壁は、x軸の正の方向に向かって移動する。
Further, the
上記においては、トランジスタ104a〜104fのすべてがオン状態の場合について述べたが、トランジスタ104a〜104fを選択的にオフ状態にすることによって、所望の磁性細線にのみ電流を供給し、磁壁を移動することが可能である。
In the above description, the
以上のように、所望の集合体110に属する磁性細線101に流れる電流の方向を制御し、磁壁を移動させることによって、情報の記録もしくは再生を実施形態1に記載の方法を用いて行うことができる。
As described above, information can be recorded or reproduced using the method described in the first embodiment by controlling the direction of the current flowing in the
このように、本実施形態の磁気メモリ200は、複数の磁性細線101a〜101fからなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向(x方向)に隣接し合う複数の磁性細線が配線102により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行う磁気メモリであって、上記マトリックスにおいて列方向(y方向)に隣接し合う複数の磁性細線101a〜101cを並列に接続し、前記電源より電流を供給するための配線103…と、配線102…と配線103…との交点と、上記複数の磁性細線101…のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なトランジスタ104を備えているものである。
Thus, the
上記構成によれば、トランジスタ104のオン/オフ制御を用いて、マトリックス状に並んだ磁性細線101の中から、所望の磁性細線101に、所望の方向から電流を供給することが可能となる。これにより、各磁性細線101の磁壁を独立して移動させることができ、さらに、ランダム・アクセス性が向上し、情報処理速度が上がる。また、磁性細線101は、y方向(図5参照)に延びる配線103により並列に接続されているので、各端子1a〜1c間における配線抵抗は、磁性細線を直列に接続する構成(図10参照)よりも小さくなる。これにより、消費電力を低減させることが可能となる。
According to the above configuration, current can be supplied from a desired direction to a desired
さらに、磁気メモリ200においては、たとえば磁性細線101aの両端に設けられた配線103は、磁性細線101aとマトリックスの行方向(x方向)に隣接する磁性細線101dと電源とを接続する配線103と異なる。
Further, in the
これにより、y方向(図4および図5参照)に隣接する磁性細線101a・101dを同時に通電させることで、一回の通電動作で多数の磁性細線101の電流方向を設定し、磁壁を移動することが可能とされている。したがって、本実施形態の磁気メモリ200によれば、駆動速度を更に高速にすることができる。
Thus, by simultaneously energizing the magnetic
[実施形態3]
図7は、本発明のさらに他の実施形態に係る磁気メモリ300における主要部の平面図を示している。磁気メモリ300を構成する各要素については、実施形態1および2において記載したものと同様である。
[Embodiment 3]
FIG. 7 shows a plan view of the main part of a
特に、本実施形態に係る磁気メモリ300は、実施形態1の構成の内、磁性細線101に直交するように配置された配線103が、図7に示すように、複数個の磁性細線101を直列に結んだ磁性細線の集合体110(110a〜110f)の間に1本ずつ配設されている。
In particular, in the
なお、図7においては、3つの磁性細線101により1つの集合体110が構成されているものとして記載しているが、集合体を構成する磁性細線の数はこれに限定されるものではなく、少なくとも2つ以上の磁性細線により1つの集合体110を形成してもよい。
In FIG. 7, it is described that one aggregate 110 is constituted by three magnetic
実施形態1および2においては、1つの磁性細線101に対して1つのトランジスタ104を配置してきたが、メモリの高容量化、微細化を考慮すると、この1磁性細線−1トランジスタ構成は、コストが高くなり、記録容量の観点においても不利である。
In the first and second embodiments, one
そこで、本実施形態の磁気メモリ300は、複数の磁性細線101を1つの集合体として、この集合体毎にトランジスタを配置し、電流制御を行う構成とされている。これにより、トランジスタ数が削減され、記録密度を向上させることが可能とされている。
Therefore, the
そして、本実施形態に係る磁気メモリ300は、実施形態1で述べたものと同様の配線のスイッチ操作により、電流を供給したい所望の集合体110に電流を流し、電流を流した磁性細線の磁壁を移動させることが可能となる。
The
たとえば、スイッチ2a・2dをオン状態にし、スイッチ2b・2c・2e・2fをオフ状態にする。さらに、集合体110の端に配置されたトランジスタ104a〜104cをオン状態にすれば、集合体110a〜110cに、x軸の正方向に電流が流れることになる。そのため、集合体110a〜110c中の磁壁は、x軸の負の方向に向かって移動することになる。
For example, the
なお、本実施形態においては、実施形態1と同様にパーマロイを磁性細線材料に用いるとし、磁壁が電流の流れる方向と逆に動くとして説明する。磁性細線101の磁性材料の種類によっては、電流の流れる方向と同じ方向に動く場合もある。
In the present embodiment, it is assumed that permalloy is used for the magnetic wire material as in the first embodiment, and the domain wall moves in the direction opposite to the direction of current flow. Depending on the type of magnetic material of the
また、スイッチ2c・2fをオン状態にし、スイッチ2a・2b・2d・2eをオフ状態にする。さらに、集合体110の端に配置されたトランジスタ104d〜104fをオン状態にすれば、集合体110d〜110fに、x軸の正方向に電流が流れることになる。そのため、集合体110a〜110c中の磁壁は、x軸の正の方向に向かって移動することになる。
Further, the
なお、上記の説明においては、トランジスタ104a〜104fすべてがオン状態の場合について述べたが、トランジスタ104a〜104fを選択的にオフ状態にすることによって、所望の集合体にのみに電流を供給し、当該集合体に属する磁性細線の磁壁を移動させることも可能である。
Note that in the above description, the case where all the
このように、本実施形態の磁気メモリ300は、複数の磁性細線101…からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向(x方向)に隣接し合う複数の磁性細線101…が配線102により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行うものであって、上記直列に接続された複数の磁性細線101を、1つの集合体110として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向(y方向)に隣接し合う複数の集合体110…を、並列に接続し、前記電源より電流を供給するための配線103…と、配線102…と配線103…との交点と、上記複数の磁性細線101…のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なトランジスタ104を備えているものである。
As described above, the
上記構成によれば、磁性細線101の集合体110が、配線103により電源に対して並列に接続されている。したがって、本実施形態の磁気メモリ300によれば、磁性細線による抵抗値を従来のMRTMよりも低減させることができるので、消費電力を低減させることができる。
According to the above configuration, the aggregate 110 of the magnetic
さらに、上記構成によれば、各集合体110にトランジスタ104を設けるので、任意の集合体110に含まれる磁性細線101の磁壁を個別に移動させることができる。これにより、磁気メモリ300は、従来のMRTMよりもランダム・アクセス性が向上されている。
Further, according to the above configuration, since the
このようにして、本実施形態の磁気メモリ300によれば、磁性細線101に流れる電流の方向を制御し、磁壁を移動させることによって、情報の記録もしくは再生を実施形態1に記載の方法を用いて行うことができる。
In this manner, according to the
特に、本実施形態の磁気メモリ300によれば、少なくとも2個以上の磁性細線101を直列に結んだ磁性細線の集合体110ごとにトランジスタ104が設けられている。これにより、トランジスタ104の数を削減することができ、コスト削減を実現することができる。
In particular, according to the
また、本実施形態の磁気メモリ300においては、たとえば集合体110aの両端に設けられた配線103は、集合体110aとマトリックスの行方向(x方向)に隣接する集合体110dと電源とを接続する配線103と同一である。
In the
上記構成によれば、マトリックスの行方向(x方向)に隣り合う集合体110a・110dの間で、電源と接続される配線が共通化されているので、電源と各集合体とを接続する配線の本数を低減させることができる。これにより、単位面積あたりにより多くの磁性細線を形成することができるので、記録密度を向上させることができる。
According to the above configuration, since the wiring connected to the power supply is shared between the
[実施形態4]
図8は、本発明のさらに他の実施形態に係る磁気メモリ400における主要部の平面図を示している。磁気メモリ400を構成する各要素については、実施形態1〜3において記載したものと同様である。
[Embodiment 4]
FIG. 8 shows a plan view of the main part of a
特に、本実施形態に係る磁気メモリ400においては、互いに隣接しあう3つの磁性細線101により構成される集合体110a〜110fが、磁性細線101に直交するように配置された配線103により、電源に対して並列に接続されている。かかる配線103の端子1a〜1dを、各々独立にプラスまたはマイナスに短絡させることにより、すべての配線を同時に通電させることが可能となる。
In particular, in the
そして、図8に示すように、磁気メモリ400に接続される駆動回路108には、配線103…の端子1a〜1dのそれぞれに接続されるスイッチ2a〜2hが設けられている。そして、スイッチ2a・2c・2e・2gは、電源のプラス電位(端子)に電気接続されている。また、スイッチ2b・2d・2f・2hは、グランド電位と電気接続されている。
8, the
実施形態3においては、実施形態1と同様の理由により、x軸方向に隣り合う集合体110に対して同時に電流を供給することが困難である。これに対し、本実施形態の磁気メモリ400は、すべての配線103を同時に通電し、電流方向を制御することが可能であるという点においてより好ましい構成であるといえる。
In the third embodiment, for the same reason as in the first embodiment, it is difficult to simultaneously supply current to the aggregate 110 adjacent in the x-axis direction. On the other hand, the
すなわち、本実施形態に係る磁気メモリ400は、実施形態2で述べたものと同様の配線のスイッチ操作により、所望の集合体110に電流を供給し、電流を流した磁性細線の磁壁を移動させることが可能となる。
That is, the
たとえば、スイッチ2a・2d・2e・2hをオン状態にし、スイッチ2b・2c・2f・2gをオフ状態にする。さらに、集合体110a〜110fの端に配置されたすべてのトランジスタ104a〜104fをオン状態にすれば、集合体110a〜110fには、x軸の正方向に電流が流れることになる。これにより、集合体110a〜110f中の磁壁は、x軸の負の方向に向かって移動することになる。
For example, the
なお、本実施形態においては、実施形態1と同様にパーマロイを磁性細線材料に用いるとし、磁壁が電流の流れる方向と逆に動くものとして説明している。磁性細線101の磁性材料の種類によっては、電流の流れる方向と同じ方向に動く場合もある。
In the present embodiment, it is assumed that permalloy is used for the magnetic wire material as in the first embodiment, and the domain wall moves in the direction opposite to the direction of current flow. Depending on the type of magnetic material of the
また、スイッチ2a・2d・2f・2gをオン状態にし、スイッチ2b・2c・2e・2hをオフ状態にする。さらに、集合体110の端に配置されたトランジスタ104a〜104fすべてをオン状態にすれば、集合体110a〜110cにはx軸の正方向に電流が流れ、集合体110d〜110fにはx軸の負方向に電流が流れることになる。
Further, the
これにより、集合体110a〜110c中の磁壁は、x軸の負の方向に向かって移動することになる。一方、集合体110d〜110f中の磁壁は、x軸の正の方向に向かって移動することになる。
As a result, the domain walls in the
上記の説明においては、トランジスタ104a〜104fのすべてがオン状態の場合について述べたが、トランジスタ104a〜104fを選択的にオフ状態にすることによって、所望の集合体にのみ電流を供給し、磁壁を移動させることも可能である。
In the above description, the case where all of the
このように、本実施形態の磁気メモリ400は、複数の磁性細線101…からなるマトリックス構造を有し、当該マトリックスの行方向(x方向)に隣接し合う複数の磁性細線101…が配線102により直列に接続されており、当該複数の磁性細線のそれぞれに形成された複数の磁区を仕切る磁壁を、電源から供給される電流により移動させることで、情報の記録または再生を行うものであって、上記直列に接続された複数の磁性細線101を、1つの集合体110として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向(y方向)に隣接し合う複数の集合体110…を、各並列に接続し、前記電源より電流を供給するための配線103…と、配線102…と配線103…との交点と、上記複数の磁性細線101…のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なトランジスタ104を備えているものである。
As described above, the
上記構成によれば、磁性細線101の集合体110が、配線103により電源に対して並列に接続されている。したがって、本実施形態の磁気メモリ400によれば、磁性細線による抵抗値を従来のMRTMよりも低減させることができるので、消費電力を低減させることができる。
According to the above configuration, the aggregate 110 of the magnetic
さらに、上記構成によれば、各集合体110にトランジスタ104を設けるので、任意の集合体110に含まれる磁性細線101の磁壁を個別に移動させることができる。これにより、磁気メモリ400は、従来のMRTMよりもランダム・アクセス性が向上されている。
Further, according to the above configuration, since the
さらに、所望の集合体110に属する磁性細線101に流れる電流の方向を制御し、磁壁を移動させることによって、情報の記録もしくは再生を実施形態1に記載の方法を用いて行うことができる。
Furthermore, information can be recorded or reproduced using the method described in
特に、本実施形態の磁気メモリ400によれば、少なくとも2個以上の磁性細線101を直列に結んだ磁性細線の集合体110ごとにトランジスタ104が設けられている。これにより、トランジスタ104の数を削減することができ、コスト削減を実現することができる。
In particular, according to the
そして、本実施形態の磁気メモリ400においては、たとえば集合体110aの両端に設けられた配線103は、集合体110aとマトリックスの行方向(x方向)に隣接する集合体110dと電源とを接続する配線103と異なる。
In the
上記構成によれば、マトリックスの行方向(x方向)に隣接し合う集合体110a・110dのそれぞれが、異なる配線103により独立して電源と接続されている。これにより、本実施形態の磁気メモリ400は、すべての配線103を同時に通電させることによって、一回の動作で集合体110の電流方向を設定して、多数の磁性細線101の磁壁を移動することが可能となり、駆動速度を更に高速にすることができる。
According to the above configuration, each of the
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
また、本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明の磁気メモリは、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に直列接続された磁性細線列を複数持つメモリチップとし、磁気情報の記録又は再生時に、直列に接続された上記磁性細線に電流を供給する電源により、上記磁性細線に記録された磁区間に形成される磁壁を電流によって移動させ、磁気情報の記録・再生を行う磁気メモリであって、所望の上記単位セル、もしくは、直列に接続された上記磁性細線列を分割して形成する上記セルの集合体の上記磁性細線のみに電流を供給する手段を設けることにより、所望の上記磁性細線中の磁壁のみを移動させることが可能なように構成されていてもよい。 The present invention can also be expressed as follows. That is, in the magnetic memory of the present invention, a unit cell is composed of a magnetic thin wire as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing on the magnetic thin wire, and the magnetic thin wire in the unit cell is electrically connected. A memory chip having a plurality of magnetic wire lines connected in series is connected to a magnetic section recorded on the magnetic wire by a power source that supplies current to the magnetic wires connected in series when recording or reproducing magnetic information. A magnetic memory for recording / reproducing magnetic information by moving a magnetic domain wall formed by an electric current, wherein the desired unit cell or the cell formed by dividing a series of magnetic wire lines connected in series By providing means for supplying a current only to the magnetic thin wires of the aggregate, it may be configured such that only the desired domain walls in the magnetic thin wires can be moved.
また、本発明の磁気メモリは、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に直列接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、磁気情報の記録又は再生時に、直列に接続された上記磁性細線に電流を供給する電源により、上記磁性細線に記録された磁区間に形成される磁壁を電流によって移動させ、磁気情報の記録・再生を行う磁気メモリであって、上記セルにおける上記磁性細線の両端に配線を設け、上記配線から電流を供給することにより、直列に接続された上記磁性細線列における特定の上記磁性細線の磁壁のみを移動させることが可能なように構成されていてもよい。 In the magnetic memory of the present invention, a unit cell is composed of a magnetic thin wire as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing on the magnetic thin wire, and the magnetic thin wire in the unit cell is electrically connected. A memory chip having a plurality of recording medium units connected in series is connected to a magnetic section recorded on the magnetic thin line by a power source that supplies current to the magnetic thin line connected in series at the time of recording or reproducing magnetic information. A magnetic memory that records and reproduces magnetic information by moving a magnetic domain wall formed by an electric current, and is connected in series by providing wiring at both ends of the magnetic thin wire in the cell and supplying current from the wiring. It may be configured to be able to move only the magnetic wall of the specific magnetic wire in the magnetic wire array.
さらに、上記単位セルにおける上記磁性細線の両端に設けられた配線は、上記単位セル間において共有となっていてもよい。 Furthermore, the wirings provided at both ends of the magnetic thin wires in the unit cell may be shared between the unit cells.
また、本発明の磁気メモリは、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に直列接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、磁気情報の記録又は再生時に、直列に接続された上記磁性細線に電流を供給する電源により、上記磁性細線に記録された磁区間に形成される磁壁を電流によって移動させ、磁気情報の記録・再生を行う磁気メモリであって、直列に接続された上記磁性細線列を分割して形成する上記セルの集合体の両端に配線を設け、上記配線から電流を供給することにより、直列に接続された上記磁性細線列における特定の上記集合体の上記磁性細線の磁壁のみを移動させることが可能なように構成されていてもよい。 In the magnetic memory of the present invention, a unit cell is composed of a magnetic thin wire as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing on the magnetic thin wire, and the magnetic thin wire in the unit cell is electrically connected. A memory chip having a plurality of recording medium units connected in series is connected to a magnetic section recorded on the magnetic thin line by a power source that supplies current to the magnetic thin line connected in series at the time of recording or reproducing magnetic information. A magnetic memory that records and reproduces magnetic information by moving a magnetic domain wall formed by an electric current, and wiring is provided at both ends of the cell assembly formed by dividing the magnetic wire array connected in series. Even if the current is supplied from the wiring, it is possible to move only the magnetic walls of the magnetic wires of the specific assembly in the magnetic wire arrays connected in series. There.
さらに、上記単位セルの集合体の両端に設けられた配線は、上記単位セルの集合体間において共有となっていてもよい。 Furthermore, the wiring provided at both ends of the unit cell assembly may be shared between the unit cell assemblies.
また、本発明の磁気メモリは、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、磁気情報の記録又は再生時に、上記磁性細線に電流を供給する電源により、上記磁性細線に記録された磁区間に形成される磁壁を電流によって移動させ、磁気情報の記録・再生を行う磁気メモリであって、上記単位セルを並列に配線する構成であってもよい。 In the magnetic memory of the present invention, a unit cell is composed of a magnetic thin wire as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing on the magnetic thin wire, and the magnetic thin wire in the unit cell is electrically connected. A memory chip having a plurality of recording medium units connected to each other, and a magnetic wall formed in the magnetic section recorded on the magnetic thin wire is supplied with current by a power source that supplies current to the magnetic thin wire when recording or reproducing magnetic information. It is possible to use a magnetic memory that records and reproduces magnetic information by moving the unit cells, and the unit cells are wired in parallel.
また、本発明の磁気メモリは、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、磁気情報の記録又は再生時に、上記磁性細線に電流を供給する電源により、上記磁性細線に記録された磁区間に形成される磁壁を電流によって移動させ、磁気情報の記録・再生を行う磁気メモリであって、少なくとも2つ以上の上記単位セルを直列に繋げた上記単位セルの集合体を並列に配線する構成であってもよい。 In the magnetic memory of the present invention, a unit cell is composed of a magnetic thin wire as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing on the magnetic thin wire, and the magnetic thin wire in the unit cell is electrically connected. A memory chip having a plurality of recording medium units connected to each other, and a magnetic wall formed in the magnetic section recorded on the magnetic thin wire is supplied with current by a power source that supplies current to the magnetic thin wire when recording or reproducing magnetic information. It is also possible to use a magnetic memory that records and reproduces magnetic information by moving a group of unit cells connected in series with at least two or more unit cells connected in series.
さらに、上記単位セルの片端に、スイッチング素子を配置してもよい。また、上記単位セル中の上記磁性細線に電流を供給するため、配線各々に駆動回路を備え、流れる電流の向きを設定するように構成してもよい。 Furthermore, a switching element may be arranged at one end of the unit cell. Further, in order to supply a current to the magnetic thin wire in the unit cell, each wiring may be provided with a drive circuit to set the direction of the flowing current.
また、本発明の磁気メモリの配線方法は、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に直列接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、磁気情報の記録又は再生時に、直列に接続された上記磁性細線に電流を供給する電源により、上記磁性細線に記録された磁区間に形成される磁壁を電流によって移動させ、磁気情報の記録・再生を行う磁気メモリの配線方法であって、上記単位セル、もしくは、直列に接続された上記磁性細線列を分割して形成する上記セルの集合体の片端にスイッチング素子を配置し、上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体の両端に配線を設け、配線端部を磁性細線に電流を供給するための駆動回路に接続する方法であってもよい。 The wiring method of the magnetic memory according to the present invention includes a magnetic thin wire as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing data on the magnetic thin wire, and the magnetic cell in the unit cell. A memory chip having a plurality of recording medium units electrically connected in series with thin wires, and recorded on the magnetic wires by a power source that supplies current to the magnetic wires connected in series when recording or reproducing magnetic information A magnetic memory wiring method for recording / reproducing magnetic information by moving a domain wall formed in a magnetic section by an electric current, wherein the unit cell or the magnetic wire array connected in series is divided. A switching element is arranged at one end of the cell assembly, wiring is provided at both ends of the unit cell or the unit cell assembly, and a current is supplied to the magnetic thin wire at the wiring end. Or a method of connecting to the dynamic circuit.
また、本発明の磁気メモリの配線方法は、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、磁気情報の記録又は再生時に、上記磁性細線に電流を供給する電源により、上記磁性細線に記録された磁区間に形成される磁壁を電流によって移動させ、磁気情報の記録・再生を行う磁気メモリの配線方法であって、上記単位セル、もしくは、少なくとも2つ以上の上記単位セルを直列に繋げた上記単位セルの集合体の片端にスイッチング素子を配置し、上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体を並列に接続し、配線端部を磁性細線に電流を供給するための駆動回路に接続する方法であってもよい。 The wiring method of the magnetic memory according to the present invention includes a magnetic thin wire as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing data on the magnetic thin wire, and the magnetic cell in the unit cell. A memory chip having a plurality of recording medium units to which fine wires are electrically connected is formed in a magnetic section recorded on the magnetic thin wires by a power source that supplies current to the magnetic fine wires when recording or reproducing magnetic information. A magnetic memory wiring method for moving a domain wall by an electric current to record / reproduce magnetic information, wherein the unit cell or a group of unit cells in which at least two unit cells are connected in series A method in which a switching element is arranged at one end, the unit cell or the assembly of unit cells is connected in parallel, and the wiring end is connected to a drive circuit for supplying current to the magnetic wire It may be.
また、本発明の磁気メモリの駆動方法は、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に直列接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、上記単位セル、もしくは、直列に接続された上記磁性細線列を分割して形成する上記セルの集合体の片端にスイッチング素子を配置し、上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体の両端に配線を設け、配線端部を磁性細線に電流を供給するための駆動回路に接続する磁気メモリの駆動方法であって、上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体の片端に配置されたスイッチング素子のオン/オフおよび上記駆動回路によって上記配線の端部を、電源のプラス電位に接続するか、グランド電位に接続するか、または開放状態するかの切り替えを行うことによって、上記配線間に印加する電圧を適宜組み合わせ、所望の上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体に流れる電流を制御し、対応する上記磁性細線中の磁壁を移動させる方法であってもよい。 The magnetic memory driving method of the present invention comprises a magnetic cell as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing data on the magnetic wire, and the magnetic cell in the unit cell. A switching element at one end of the unit cell or a group of cells formed by dividing the magnetic thin wire array connected in series is a memory chip having a plurality of recording medium units in which the thin wires are electrically connected in series A magnetic memory driving method in which wiring is provided at both ends of the unit cell or the assembly of unit cells, and the wiring end is connected to a driving circuit for supplying current to the magnetic wire, The end of the wiring is connected to the positive potential of the power source by the on / off of the switching element arranged at one end of the unit cell or the unit cell assembly and the drive circuit, By switching between the connection to the land potential or the open state, the voltage applied between the wirings is appropriately combined to control the current flowing through the desired unit cell or group of unit cells. A method of moving the domain wall in the corresponding magnetic wire may be used.
また、本発明の磁気メモリの駆動方法は、記録媒体である磁性細線と、上記磁性細線に記録/再生を行うための記録/再生素子とから単位セルが構成され、上記単位セル中の上記磁性細線が電気的に接続された記録媒体単位を複数持つメモリチップとし、上記単位セル、もしくは、少なくとも2つ以上の上記単位セルを直列に繋げた上記単位セルの集合体の片端にスイッチング素子を配置し、上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体を並列に接続し、配線端部を磁性細線に電流を供給するための駆動回路に接続する磁気メモリの駆動方法であって、上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体の片端に配置されたスイッチング素子のオン/オフおよび上記駆動回路によって上記配線の端部を、電源のプラス電位に接続するか、グランド電位に接続するか、または開放状態するかの切り替えを行うことによって、上記配線間に印加する電圧を適宜組み合わせ、所望の上記単位セル、もしくは、上記単位セルの集合体に流れる電流を制御し、対応する上記磁性細線中の磁壁を移動させる方法であってもよい。 The magnetic memory driving method of the present invention comprises a magnetic cell as a recording medium and a recording / reproducing element for recording / reproducing data on the magnetic wire, and the magnetic cell in the unit cell. A memory chip having a plurality of recording medium units electrically connected with thin wires, and a switching element is arranged at one end of the unit cell or a group of unit cells in which at least two or more unit cells are connected in series A method of driving a magnetic memory, wherein the unit cell or the assembly of unit cells is connected in parallel, and a wiring end is connected to a drive circuit for supplying a current to a magnetic wire. Alternatively, the end of the wiring is connected to the positive potential of the power source by turning on / off the switching element disposed at one end of the unit cell assembly and the driving circuit, or By switching between connecting to the potential or opening, the voltage applied between the wirings is appropriately combined, and the current flowing in the desired unit cell or the assembly of unit cells is controlled, A method of moving the domain wall in the corresponding magnetic wire may be used.
本発明によれば、ランダム・アクセス性に優れ、なおかつ低消費電力を実現し得る磁気メモリを提供することが可能となる。特に、本発明は、ユニバーサルメモリとしての応用が期待されているMRTMのランダム・アクセス性を向上させ、消費電力を低減するのに好適である。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic memory that is excellent in random accessibility and can realize low power consumption. In particular, the present invention is suitable for improving the random accessibility of MRTM, which is expected to be applied as a universal memory, and reducing power consumption.
100,200,300,400 磁気メモリ
101,101a〜101f 磁性細線
102 配線(直列接続配線)
103 配線(並列接続配線)
104 トランジスタ(スイッチング素子)
108 駆動回路
110,110a〜110f 集合体
100, 200, 300, 400
103 wiring (parallel connection wiring)
104 Transistor (switching element)
108
Claims (11)
上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の磁性細線を並列に接続し、前記電源より電流を供給するための並列接続配線と、
上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の磁性細線のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なスイッチング素子と、を備えていることを特徴とする磁気メモリ。 A plurality of magnetic thin wires that are adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring, and a plurality of magnetic thin wires formed in each of the plurality of magnetic thin wires A magnetic memory that records or reproduces information by moving a domain wall that partitions magnetic domains by a current supplied from a power source,
A plurality of magnetic fine wires adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel, and parallel connection wiring for supplying current from the power source;
Switching that can switch on / off of the current that moves the domain wall flowing in each of the magnetic thin wires between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring and each of the plurality of magnetic thin wires And a magnetic memory.
上記直列に接続された複数の磁性細線を、1つの集合体として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の集合体を並列に接続し、前記電源より電流を供給するための並列接続配線と、
上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の集合体のそれぞれとの間に、上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることが可能なスイッチング素子と、を備えていることを特徴とする磁気メモリ。 A plurality of magnetic thin wires that are adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring, and a plurality of magnetic thin wires formed in each of the plurality of magnetic thin wires A magnetic memory that records or reproduces information by moving a domain wall that partitions magnetic domains by a current supplied from a power source,
When the plurality of magnetic thin wires connected in series are regarded as one aggregate, a plurality of aggregates adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel to supply current from the power source. Parallel connection wiring,
Switching that can switch on / off of the current that moves the domain wall flowing in each of the magnetic thin wires between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring and each of the plurality of aggregates And a magnetic memory.
上記電源から上記磁性細線に供給される電流の向きを変更可能であることを特徴とする駆動回路。 A drive circuit for a magnetic memory according to any one of claims 1 to 6,
A drive circuit characterized in that the direction of a current supplied from the power source to the magnetic wire can be changed.
上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の磁性細線を、並列接続配線により並列に接続し、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流を供給し、
上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の磁性細線のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることを特徴とする磁気メモリの配線方法。 A plurality of magnetic thin wires that are adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring, and a plurality of magnetic thin wires formed in each of the plurality of magnetic thin wires A magnetic memory wiring method for recording or reproducing information by moving a domain wall that partitions magnetic domains by a current supplied from a power source,
A plurality of magnetic thin wires adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel by parallel connection wiring, and current is supplied from the power source to the magnetic thin wire through the parallel connection wiring.
A switching element is provided between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring and each of the plurality of magnetic thin wires, and the switching element turns on the current that moves the domain wall flowing in each of the magnetic thin wires. A method of wiring a magnetic memory, characterized in that switching is turned off / off.
上記直列に接続された複数の磁性細線を、1つの集合体として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の集合体を、並列接続配線により並列に接続し、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流を供給し、
上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の集合体のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替えることを特徴とする磁気メモリの配線方法。 A plurality of magnetic thin wires that are adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring, and a plurality of magnetic thin wires formed in each of the plurality of magnetic thin wires A magnetic memory wiring method for recording or reproducing information by moving a domain wall that partitions magnetic domains by a current supplied from a power source,
When the plurality of magnetic thin wires connected in series are regarded as one aggregate, a plurality of aggregates adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel by parallel connection wiring, and the power supply Supply current to the magnetic wire through parallel connection wiring,
A switching element is provided between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring, and each of the plurality of aggregates, and the switching element turns on the current that moves the magnetic domain wall that flows to each of the magnetic wires. A method of wiring a magnetic memory, characterized in that switching is turned off / off.
上記磁気メモリは、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の磁性細線が、並列接続配線により並列に接続され、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流が供給されるものであり、
上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の磁性細線のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替え、さらに、上記駆動回路によって上記磁壁を移動させる電流の方向を切り替えることで、上記磁気メモリを駆動することを特徴とする磁気メモリの駆動方法。 A plurality of magnetic thin wires that are adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring, and a plurality of magnetic thin wires formed in each of the plurality of magnetic thin wires A magnetic memory driving method for recording or reproducing information by moving a domain wall that partitions magnetic domains by a current supplied from a power source via a driving circuit,
In the magnetic memory, a plurality of magnetic thin wires adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel by parallel connection wiring, and current is supplied from the power source to the magnetic thin wire through the parallel connection wiring. Yes,
A switching element is provided between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring and each of the plurality of magnetic thin wires, and the switching element turns on the current that moves the domain wall flowing in each of the magnetic thin wires. A method for driving a magnetic memory, wherein the magnetic memory is driven by switching between / off and further switching a direction of a current for moving the domain wall by the drive circuit.
上記磁気メモリは、上記直列に接続された複数の磁性細線を、1つの集合体として見なした場合、上記マトリックスにおいて列方向に隣接し合う複数の集合体を、並列接続配線により並列に接続し、前記電源より当該並列接続配線を介して上記磁性細線に電流を供給し、
上記直列接続配線と上記並列接続配線との交点と、上記複数の集合体のそれぞれとの間に、スイッチング素子を設け、当該スイッチング素子により上記磁性細線のそれぞれに流れる上記磁壁を移動させる電流のオン/オフを切り替え、さらに、上記駆動回路によって上記磁壁を移動させる電流の方向を切り替えることで、上記磁気メモリを駆動することを特徴とする磁気メモリの駆動方法。 A plurality of magnetic thin wires that are adjacent to each other in the row direction of the matrix are connected in series by a serial connection wiring, and a plurality of magnetic thin wires formed in each of the plurality of magnetic thin wires A magnetic memory driving method for recording or reproducing information by moving a domain wall that partitions magnetic domains by a current supplied from a power source via a driving circuit,
In the magnetic memory, when the plurality of magnetic thin wires connected in series are regarded as one aggregate, a plurality of aggregates adjacent in the column direction in the matrix are connected in parallel by parallel connection wiring. , Supplying current from the power source to the magnetic wire through the parallel connection wiring,
A switching element is provided between the intersection of the series connection wiring and the parallel connection wiring, and each of the plurality of aggregates, and the switching element turns on the current that moves the magnetic domain wall that flows to each of the magnetic wires. A method for driving a magnetic memory, wherein the magnetic memory is driven by switching between / off and further switching a direction of a current for moving the domain wall by the drive circuit.
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