JP5206414B2 - 磁気メモリセルおよび磁気ランダムアクセスメモリ - Google Patents
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Description
1−1.磁気メモリセルの構造及び書き込み原理
図2は、本発明の第1の実施例に係る磁気メモリセル1(磁気抵抗素子)の構成の一例を示す斜視図である。磁気メモリセル1は、強磁性体層である磁気記録層10とピン層30、及び非磁性体層であるトンネルバリヤ層20を備えている。トンネルバリヤ層20は、磁気記録層10とピン層30に挟まれている。これら磁気記録層10、トンネルバリヤ層20、及びピン層30によって磁気トンネル接合(MTJ)が形成されている。
図5は、図2、図3及び図4Bに示された構造の磁気メモリセル1に対するデータの書き込み原理を示す概略図である。なお、図4Aの場合も同様である。ここでは、磁化反転領域13とピン層30の磁化の向きが平行である状態が、データ「0」に対応付けられている。データ「0」状態において、磁化反転領域13の磁化の向きは+Y方向であり、磁壁DWは第2境界B2に存在する。一方、磁化反転領域13とピン層30の磁化の向きが反平行である状態が、データ「1」に対応付けられている。データ「1」状態において、磁化反転領域13の磁化の向きは−Y方向であり、磁壁DWは第1境界B1に存在する。
第1磁化固定領域11の磁化の向きと第2磁化固定領域12の磁化の向きは、図4A及び図4Bに示された向きに限られない。図6A及び図6Bは、XY面における磁気記録層10の形状及び磁化の向きの他の例を示す概略図である。第1磁化固定領域11の磁化の向きと第2磁化固定領域12の磁化の向きとは、逆向きであればよい。図7は、図2、図3及び図6Bに示された構造の磁気メモリセル1に対するデータの書き込み原理を示す概略図である。なお、図6Aの場合も同様である。図7は図5に相当する図であり、重複する説明は適宜省略される。
次に、本実施例に係る磁気メモリセル1に書き込み電流IW1、IW2を流すための回路構成を説明する。図8は、磁気メモリセル1の回路構成の一例を示す平面図である。図8は図2に示す構造の磁気メモリセル1を示しているが、図3に示す構造の磁気メモリセル1にも適用可能である。また、図9Aは、図8に示される磁気メモリセル1の構造を概略的に示す断面図である。ここで、図9Aは図2に示す構造の磁気メモリセル1を示しているが、図3に示す構造の磁気メモリセル1の場合には図9Bのようになる。
次に、第1磁化固定領域11及び第2磁化固定領域12の磁化を固定するための方法を説明する。磁化固定の方法としては、交換結合、静磁結合、磁気異方性を用いる方法の3パターンが考えられる。
図4Bに示された構造例を例にとって説明する。図12は、磁化固定手段を備えた磁気メモリセル1を概略的に示す側面図である。この磁気メモリセル1は、第1磁性体61と第2磁性体62を磁化固定手段として備えている。第1磁性体61は、第1磁化固定領域11に+Y方向のバイアス磁界を印加する。一方、第2磁性体62は、第2磁化固定領域12に−Y方向のバイアス磁界を印加する。
図4Bに示された構造例を例にとって説明する。図13は、磁化固定手段を備えた磁気メモリセル1を概略的に示す側面図である。この磁気メモリセル1は、第1磁性体61と第2磁性体62を磁化固定手段として備えている。第1磁性体61は、第1磁化固定領域11に+Y方向のバイアス磁界を印加する。一方、第2磁性体62は、第2磁化固定領域12に−Y方向のバイアス磁界を印加する。
図4A、図4B、図6A、図6Bに示された構造例に関しては、上記のような交換結合や静磁結合は必ずしも適用されなくてもよい。図15は、磁性体の形状を利用して磁化固定を行う磁気メモリセル1を示す概略図である。図15に示すように、第1磁化固定領域11と第2磁化固定領域12とが静磁結合する程度に、第1磁化固定領域11と第2磁化固定領域12とを部分的に近接させることで、第1磁化固定領域11及び第2磁化固定領域12の磁化の向きは互いに逆向きに固定される。近接させる部分としては、端部が好ましい。
以上に説明されたように、本発明によれば、ランダムアクセス可能なMRAMに関して、新たなデータ読み書き方式が提供される。データ書き込みは、磁気記録層10内のスピン注入による磁壁移動によって実現される。データ読み出しは、MTJを用いることによって実現される。これによる効果は以下の通りである。
磁気記録層10の書込み効率を向上させるための構造として、ヨーク磁性体を用いる方法も考えられる。図20Aは、磁化反転領域13の近傍に磁性体(ヨーク磁性体)を配置した構成の一例を示す平面図、図20Bは同側面図である。図20A及び図20Bにおいて、例えば、第1磁化固定領域11から第2磁化固定領域12へ向かって書き込み電流を流すとき、ヨーク磁性体63はその書き込み電流により−Y方向に磁化する。この結果、ヨーク磁性体63による磁化反転領域13近傍での誘起磁界は+Y方向を向く。一方、書込み電流の吸い込み側である第2磁化固定領域12の磁化も+Y方向を向いている。つまり、ヨーク磁性体63の生成する磁界は、書込み磁界の方向に一致するため、書込みを効率的に行なうことが出来る。ヨーク磁性体63は、例えば、磁化反転領域13に対して、ピン層30と反対側に設けられる。
図22は、磁気メモリセルの構造の更に他の例を示す平面図である。図22においては、2ビットのメモリセルが連続した構造を有している。磁気記録層10は、第1磁化固定領域11−1、第1磁化反転領域13−1、第2磁化固定領域12に加えて、第2磁化反転領域13−2及び第3磁化固定領域11−2を含んでいる。第1磁化反転領域13−1と第2磁化反転領域13−2とは、それぞれトンネルバリヤ層を介してピン層(図示されない)に接続されている。
図23は、本実施例に係る磁気メモリセルの構造を示す側面図である。本実施例において、磁気記録層10は、シンセティック反強磁性(SAF:Synthetic Anti−Ferromagnetic)層から構成されている。具体的には、磁気記録層10は、中間層14を介して反強磁性的に結合した第1強磁性層10aと第2強磁性層10bを含んでいる。中間層14は非磁性層であり、例えばRu層である。第1強磁性層10aは、第1磁化固定領域11a、第2磁化固定領域12a、及びそれら第1、第2磁化固定領域11a、12aの間に挟まれた磁化固定領域13aを有している。また、第2強磁性層10bは、第1磁化固定領域11b、第2磁化固定領域12b、及びそれら第1、第2磁化固定領域11b、12bの間に挟まれた磁化固定領域13bを有している。
図8において、2個のトランジスタTR1,TR2を有する磁気メモリセルの回路構成が示されたが、回路構成はそれだけに限られない。図24は、1個のトランジスタTRだけを有する磁気メモリセルの回路構成を示す平面図である。また、図25は、図24に示される磁気メモリセルの構造を概略的に示す断面図である。
上述の実施例における磁気メモリセル1には、外部から書き込み磁界を補助的に印加することによってデータを書き込むことも可能である。図26は、外部から書き込み磁界を印加して磁気メモリセルにデータを書き込む原理を示す平面図である。この場合、MRAMは、磁気記録層10(磁化反転領域13)と磁気的に結合した書き込み配線90を備えている。他は、図7の場合と同様である。
Claims (36)
- 強磁性層である磁気記録層と、
非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層と
を具備し、
前記磁気記録層は、
第1方向又は第2方向に反転可能な磁化を有し前記ピン層と重なる磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され、磁化の向きが前記第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され、磁化の向きが前記第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記第1磁化固定領域と前記第2磁化固定領域は、互いに略平行となるように形成され、
前記磁化反転領域は、前記第1磁化固定領域と前記第2磁化固定領域とに対して積層されるように形成されている
磁気メモリセル。 - 強磁性層である磁気記録層と、
非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層と
を具備し、
前記磁気記録層は、
第1方向又は第2方向に反転可能な磁化を有し前記ピン層と重なる磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され、磁化の向きが前記第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され、磁化の向きが前記第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、同一平面上に形成され、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、H字形状に形成されている
磁気メモリセル。 - 強磁性層である磁気記録層と、
非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層と
を具備し、
前記磁気記録層は、
第1方向又は第2方向に反転可能な磁化を有し前記ピン層と重なる磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され、磁化の向きが前記第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され、磁化の向きが前記第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、同一平面上に形成され、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、凹形状に形成されている
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1方向及び前記第2方向のいずれかが、前記ピン層の磁化の向きと一致する
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
前記磁気記録層における磁壁は、前記第1境界及び前記第2境界のいずれかに形成される
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁化固定領域と前記第2磁化固定領域との間を流れる電流により、前記磁気記録層中の磁壁が、前記磁化反転領域の前記第1境界と前記第2境界の間を移動し、
前記第1方向及び前記第2方向のいずれかが、前記ピン層の磁化方向と一致する
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁化固定領域に前記第1方向のバイアス磁界を印加する第1磁性体と、
前記第2磁化固定領域に前記第2方向のバイアス磁界を印加する第2磁性体と
を更に具備する
磁気メモリセル。 - 請求項7に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁性体及び前記第2磁性体のそれぞれは、前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域に密着するように形成され、前記第1磁性体の磁化の向きは前記第1方向であり、前記第2磁性体の磁化の向きは前記第2方向である
磁気メモリセル。 - 請求項7に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁性体及び前記第2磁性体のそれぞれは、前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域から離れるように形成され、前記第1磁性体の磁化の向きは前記第1方向と逆であり、前記第2磁性体の磁化の向きは前記第2方向と逆である
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域は、等しい向きの磁気異方性を有し、
前記磁化反転領域は、前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域のいずれかと同一の向きの磁気異方性を有する
磁気メモリセル。 - 強磁性層である磁気記録層と、
非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層と
を具備し、
前記磁気記録層は、
第1方向又は第2方向に反転可能な磁化を有し前記ピン層と重なる磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され、磁化の向きが前記第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され、磁化の向きが前記第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記第1磁化固定領域の長手方向と前記第2磁化固定領域の長手方向は等しく、
前記磁化反転領域の長手方向は、前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域の長手方向と直交している
磁気メモリセル。 - 請求項10又は11に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1方向及び前記第2方向のいずれかと同じ向きの外部磁界が印加される
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
第1書き込み動作時、第1書き込み電流が、前記第1磁化固定領域から前記磁化反転領域を通って前記第2磁化固定領域に流され、
第2書き込み動作時、第2書き込み電流が、前記第2磁化固定領域から前記磁化反転領域を通って前記第1磁化固定領域に流される
磁気メモリセル。 - 請求項13に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1書き込み動作により、前記磁気記録層において磁壁が前記第1境界に形成され、
前記第2書き込み動作により、前記磁気記録層において磁壁が前記第2境界に形成される
磁気メモリセル。 - 請求項13に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1方向は前記ピン層の磁化方向と一致していて、
前記第1書き込み動作により、前記磁化反転領域の磁化は前記第2方向へ向き、
前記第2書き込み動作により、前記磁化反転領域の磁化は前記第1方向へ向く
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
第1書き込み動作時、第1書き込み磁界が前記磁化反転領域に印加され、
第2書き込み動作時、前記第1書き込み磁界と逆向きの第2書き込み磁界が前記磁化反転領域に印加される
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至16のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
読み出し動作時、読み出し電流が、前記磁化反転領域と前記非磁性層を経由して、前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域のいずれかと前記ピン層の間に流される
磁気メモリセル。 - 強磁性層である磁気記録層と、
非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層と
を具備し、
前記磁気記録層は、
第1方向又は第2方向に反転可能な磁化を有し前記ピン層と重なる磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され、磁化の向きが前記第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され、磁化の向きが前記第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記磁気記録層は、反強磁性的に結合した複数の強磁性層を有し、
前記複数の強磁性層のうち前記非磁性層を介して前記ピン層に隣接する強磁性層が、前記磁化反転領域と、前記第1磁化固定領域と、前記第2磁化固定領域とを含む
磁気メモリセル。 - 強磁性層である磁気記録層と、
非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層と
を具備し、
前記磁気記録層は、
第1方向又は第2方向に反転可能な磁化を有し前記ピン層と重なる磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され、磁化の向きが前記第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され、磁化の向きが前記第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記磁気記録層は、更に、
前記第1方向又は前記第2方向に反転可能な磁化を有する他の磁化反転領域と、
磁化の向きが第3方向に固定された第3磁化固定領域と
を有し、
前記他の磁化反転領域は、
第3境界において前記第2磁化固定領域に接続され、
第4境界において前記第3磁化固定領域に接続され、
前記第3方向は、前記ピン層の磁化方向と平行または反平行である
磁気メモリセル。 - 請求項19に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁化固定領域、前記第2磁化固定領域及び前記第3磁化固定領域は、互いに略平行となるように形成され、
前記磁化反転領域は、前記第1磁化固定領域と前記第2磁化固定領域との間をつなぐように形成され、
前記他の磁化反転領域は、前記第2磁化固定領域と前記第3磁化固定領域との間をつなぐように形成されている
磁気メモリセル。 - 請求項20に記載の磁気メモリセルであって、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、前記第2磁化固定領域は、H字形状に形成され、
前記他の磁化反転領域、前記第2磁化固定領域、前記第3磁化固定領域は、H字形状に形成され、
前記第1方向と前記第2方向は逆方向であり、前記第1方向と前記第3方向は同方向である
磁気メモリセル。 - 請求項20に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁化固定領域、前記第2磁化固定領域、及び前記第3磁化固定領域は、前記第1方向と前記第3方向が同じになるように形成されている
磁気メモリセル。 - 請求項19乃至22のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
前記他の磁化反転領域は、他の非磁性層を介して他のピン層に接続されている
磁気メモリセル。 - フリー層、ピン層、及び前記フリー層と前記ピン層に挟まれる非磁性層を有する磁気抵抗素子と、
第1境界において前記フリー層に接続され、磁化の向きが第1方向に固定された第1磁化固定部と、
第2境界において前記フリー層に接続され、磁化の向きが第2方向に固定された第2磁化固定部と
を具備し、前記第1方向は、前記ピン層の磁化方向と平行または反平行であり、
前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域と、静磁結合によって結合する第1補助磁性体を更に具備する
磁気メモリセル。 - フリー層、ピン層、及び前記フリー層と前記ピン層に挟まれる非磁性層を有する磁気抵抗素子と、
第1境界において前記フリー層に接続され、磁化の向きが第1方向に固定された第1磁化固定部と、
第2境界において前記フリー層に接続され、磁化の向きが第2方向に固定された第2磁化固定部と
を具備し、前記第1方向は、前記ピン層の磁化方向と平行または反平行であり、
前記第1磁化固定領域と前記第2磁化固定領域は、静磁結合によって結合することを特徴とする
磁気メモリセル。 - フリー層、ピン層、及び前記フリー層と前記ピン層に挟まれる非磁性層を有する磁気抵抗素子と、
第1境界において前記フリー層に接続され、磁化の向きが第1方向に固定された第1磁化固定部と、
第2境界において前記フリー層に接続され、磁化の向きが第2方向に固定された第2磁化固定部と
を具備し、前記第1方向は、前記ピン層の磁化方向と平行または反平行であり、
前記磁化反転領域の周囲の一部に配置され、書き込み時の磁化方向が、前記第1方向または前記第2方向に一致する第2補助磁性体を更に具備する
磁気メモリセル。 - 請求項24乃至26のいずれか一項に記載の磁気メモリセルであって、
前記第1磁化固定部と前記第2磁化固定部との間を流れる電流により、前記フリー層において磁壁が前記第1境界と前記第2境界の間を移動する
磁気メモリセル。 - 請求項1乃至27のいずれか一項に記載の磁気メモリセルと、
前記磁気メモリセルに接続されたビット線と
前記磁気メモリセルに接続されたワード線と、
を具備する
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 請求項28に記載の磁気ランダムアクセスメモリであって、
第1書き込み電流と第2書き込み電流を供給する書き込み電流供給回路を更に具備し、
前記ビット線は、
前記第1磁化固定領域に第1トランジスタを介して接続された第1ビット線と、
前記第2磁化固定領域に第2トランジスタを介して接続された第2ビット線と
を備え、
前記ワード線は、
前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタのゲートに接続され、
前記書き込み電流回路は、前記第1ビット線及び前記第2ビット線に接続され、
前記第1書き込み動作時、
前記ワード線が選択され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第1書き込み電流を、前記第1ビット線から、前記第1トランジスタ、前記磁気記録層及び前記第2トランジスタを経由して、前記第2ビット線に流し、
前記第2書き込み動作時、
前記ワード線が選択され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第2書き込み電流を、前記第2ビット線から、前記第2トランジスタ、前記磁気記録層及び前記第1トランジスタを経由して、前記第1ビット線に流す
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 請求項28に記載の磁気ランダムアクセスメモリであって、
第1書き込み電流と第2書き込み電流を供給する書き込み電流供給回路を更に具備し、
前記ビット線は、
前記第1磁化固定領域に第1トランジスタ及び第3トランジスタを介して接続された第1ビット線と、
前記第2磁化固定領域に第2トランジスタ及び第4トランジスタを介して接続された第2ビット線と
を備え、
前記ワード線は、
前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタのゲートに接続された第1ワード線と、
前記第3トランジスタ及び前記第4トランジスタのゲートに接続された第2ワード線と
を備え、
前記書き込み電流供給回路は、前記第1ビット線及び前記第2ビット線に接続され、
前記第1書き込み動作時、
前記第1ワード線及び第2ワード線が選択され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第1書き込み電流を、前記第1ビット線から、前記第1トランジスタ及び第3トランジスタ、前記磁気記録層、前記第2トランジスタ及び第4トランジスタを経由して、前記第2ビット線に流し、
前記第2書き込み動作時、
前記第1ワード線及び第2ワード線が選択され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第2書き込み電流を、前記第2ビット線から、前記第2トランジスタ及び第4トランジスタ、前記磁気記録層、前記第1トランジスタ及び第3トランジスタを経由して、前記第1ビット線に流す
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 請求項28に記載の磁気ランダムアクセスメモリであって、
第1書き込み電流と第2書き込み電流を供給する書き込み電流供給回路を更に具備し、
前記ビット線は、
前記第1磁化固定領域に第1トランジスタを介して接続された第1ビット線と、
前記第2磁化固定領域に第2トランジスタを介して接続された第2ビット線と
を備え、
前記ワード線は、前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタのゲートに接続され、
前記第1磁化固定領域と第1トランジスタとは複数の配線を介して接続され、
前記第2磁化固定領域と第2トランジスタとは複数の配線を介して接続され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第1ビット線及び前記第2ビット線に接続され、
前記第1書き込み動作時、
前記ワード線が選択され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第1書き込み電流を、前記第1ビット線から、前記第1トランジスタ、前記第1補助配線、前記磁気記録層及び前記第2トランジスタを経由して、前記第2ビット線に流し、
前記第2書き込み動作時、前記ワード線が選択され、前記書き込み電流供給回路は、前記第2書き込み電流を、前記第2ビット線から、前記第2トランジスタ、前記第2補助配線、前記磁気記録層及び前記第1トランジスタを経由して、前記第1ビット線に流す
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 請求項28に記載の磁気ランダムアクセスメモリであって、
第1書き込み電流と第2書き込み電流を供給する書き込み電流供給回路を更に具備し、
前記ビット線は、前記第1磁化固定領域にトランジスタを介して接続され、
前記ワード線は、前記トランジスタのゲートに接続され、
書き込み電流供給回路は、前記ビット線に接続され、
前記磁気メモリセルの前記第2磁化固定領域は接地され、
前記第1書き込み動作時、
前記ワード線が選択され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第1書き込み電流を、前記ビット線から前記トランジスタを経由して、前記磁気メモリセルに供給し、
前記第2書き込み動作時、
前記ワード線が選択され、
前記書き込み電流供給回路は、前記第2書き込み電流を、前記磁気メモリセルから、前記トランジスタ及び前記ビット線を通して引き込む
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 請求項29乃至32のいずれか一項に記載の磁気ランダムアクセスメモリであって、
磁場発生用電流を供給する磁場発生用電流供給回路を更に具備し、
前記ワード線は、更に、前記磁気記録層の近傍を通る磁場発生用ワード線を備え、
前記磁場発生用電流供給回路は、前記磁場発生用ワード線に接続され、
前記第1書き込み動作時、更に、
前記磁場発生用ワード線が選択され、
前記磁場発生用電流供給回路は、前記磁場発生用電流を前記磁場発生用ワード線に第1方向で流し、
前記第2書き込み動作時、更に、
前記磁場発生用ワード線が選択され、
前記磁場発生用電流供給回路は、前記磁場発生用電流を前記磁場発生用ワード線に第2方向で流す
磁気ランダムアクセスメモリ。 - 磁気ランダムアクセスメモリの動作方法であって、
ここで、前記磁気ランダムアクセスメモリは、磁気メモリセルを備え、
前記磁気メモリセルは、強磁性層である磁気記録層と、非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層とを具備し、
前記磁気記録層は、第1方向と第2方向とに反転可能な磁化を有し前記ピン層と重なる磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され磁化の向きが第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され磁化の向きが第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、同一平面上に形成され、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、H字形状又は凹形状に形成され、
前記第1方向は、前記ピン層の磁化方向と平行、又は、反平行であり、
前記磁気ランダムアクセスメモリの動作方法は、
(A)第1データを書き込む場合、第1書き込み電流を、前記第1磁化固定領域から前記磁化反転領域を経由して前記第2磁化固定領域に流すステップと、
(B)第2データを書き込む場合、第2書き込み電流を、前記第2磁化固定領域から前記磁化反転領域を経由して前記第1磁化固定領域に流すステップと
を含む
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。 - 磁気ランダムアクセスメモリの動作方法であって、
ここで、前記磁気ランダムアクセスメモリは、磁気メモリセルを備え、
前記磁気メモリセルは、強磁性層である磁気記録層と、非磁性層を介して前記磁気記録層に接続されたピン層とを具備し、
前記磁気記録層は、前記ピン層と重なり磁壁が移動する磁化反転領域と、
前記磁化反転領域の第1境界に接続され、磁化の向きが第1方向に固定された第1磁化固定領域と、
前記磁化反転領域の第2境界に接続され、磁化の向きが第2方向に固定された第2磁化固定領域と
を有し、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに逆方向を向き、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、同一平面上に形成され、
前記磁化反転領域、前記第1磁化固定領域、及び前記第2磁化固定領域は、H字形状又は凹形状に形成され、
前記第1方向は、前記ピン層の磁化方向と平行、又は、反平行であり、
前記磁気ランダムアクセスメモリの動作方法は、
(A)第1データを書き込む場合、第1書き込み電流を前記第1磁化固定領域から前記第2磁化固定領域に流すことにより、前記磁気記録層中の磁壁を前記第1境界に移動させるステップと、
(B)第2データを書き込む場合、第2書き込み電流を前記第2磁化固定領域から前記第1磁化固定領域に流すことにより、前記磁壁を前記第2境界に移動させるステップと
を含む
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。 - 請求項34又は35に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法であって、更に、
(C)前記磁気メモリセルに記憶された前記第1データあるいは前記第2データを読み出す場合、読み出し電流を、前記第1磁化固定領域及び前記第2磁化固定領域のいずれかと前記ピン層の間に、前記磁化反転領域と前記非磁性層を経由して流すステップを含む
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
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