JP5820319B2 - 三値連想メモリ用デュアル接合式磁気ランダムアクセスメモリセルとそのメモリセルの書込み及び読出し方法 - Google Patents
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Description
第一の所定の高い閾値温度を上回る温度に磁気素子を加熱する工程と、
第一の方向に書込み磁界を印加して、第一の記録磁化と第二の記録磁化を書込み磁界に応じた方向に揃える工程と、
を有する方法も開示している。
第一の所定の高い閾値温度以下で第二の所定の高い閾値温度以上の中間の温度に磁気素子を冷却する工程と、
第一の方向と逆の第二の方向に書込み磁界を印加して、第三のデータを記録するために書込み磁界に応じた第二の方向に第二の記録磁化を揃える工程と、
第二の所定の高い閾値温度以下に磁気素子を冷却する工程と、
を有する。
第一の検索データを読出し層に供給して、第一の検索データと記録されたデータの間の一致を検出する工程と、
第二の検索データを読出し層に供給して、第二の検索データと記録されたデータの間の一致を検出する工程と、
を有するMRAMセルの読出し方法も開示されている。
第一の所定の高い閾値温度Tw1又はそれを上回る温度に磁気素子2を加熱して、第一及び第二の記録磁化230,250を解除する工程と、
第一の方向に書込み磁界を印加して、第一の記録磁化230と第二の記録磁化250の両方を書込み磁界に応じた第一の方向に揃える工程と、
第二の所定の高い閾値温度Tw2を下回る温度に磁気素子2を冷却して、第一及び第二の反強磁性層20,26によって、それぞれ第一及び第二の記録磁化230,250を書込み状態にピニングする工程と、
で構成される。
第一の所定の高い閾値温度Tw1又はそれを上回る温度に磁気素子2を加熱して、第一及び第二の記録磁化230,250を解除する工程と、
第一の方向に書込み磁界を印加して、第一の記録磁化230と第二の記録磁化250の両方を書込み磁界に応じた第一の方向に揃える工程と、
第一の所定の高い閾値温度Tw1以下で第二の所定の高い閾値温度Tw2以上の中間の温度に磁気素子2を冷却して、第二の記録磁化250を自由な方向に向けることができるように、第一の反強磁性層20によって第一の記録磁化230をピニングする工程と、
第二の方向に書込み磁界を印加して、第二の記録磁化250を書込み磁界に応じた第二の方向に揃える工程と、
第二の所定の高い閾値温度Tw2を下回る温度に磁気素子2を冷却して、第一及び第二の反強磁性層20,26によって、それぞれ第一及び第二の記録磁化230,250をピニングする工程と、
によって実行される。
データが記録された磁気素子2の初期抵抗値R0 を測定する工程と、
第一の検索データ「0」を読出し層21に供給して、第一の検索データと記録されたデータの間の一致を検出する工程と、
第二の検索データ「1」を読出し層21に供給して、第二の検索データと記録されたデータの間の一致を検出する工程と、
で構成される。
2 磁気素子
20 第一の反強磁性層
21 読出し層
22 第一のトンネル障壁層
23 第一の記録層
24 第二のトンネル障壁層
25 第二の記録層
26 第二の反強磁性層
210 読出し磁化
230 第一の記録磁化
250 第二の記録磁化
ΔR R1 とR2 の間の差
RA1 第一の接合抵抗面積積
RA2 第二の接合抵抗面積積
Rmax1 第一の高い方の抵抗値
Rmax2 第二の高い方の抵抗値
Rmin1 第一の低い方の抵抗値
Rmin2 第二の低い方の抵抗値
R0 初期抵抗
R1 第一の読出し抵抗
R2 第二の読出し抵抗
TMR1 第一のトンネル磁気抵抗
TMR2 第二のトンネル磁気抵抗
Tw1 第一の所定の高い閾値温度
Tw2 第二の所定の高い閾値温度
Claims (8)
- 磁化を自由な方向に向けることができる軟強磁性層と、第一の記録磁化を有する第一の硬強磁性層と、軟強磁性層と第一の硬強磁性層の間に配備された第一のトンネル障壁層と、第二の記録磁化を有する第二の硬強磁性層と、軟強磁性層と第二の硬強磁性層の間に配備された第二のトンネル障壁層とを備えた磁気素子で構成される、三値連想メモリとして使用される磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)セルであって、
この磁気素子が、更に、
第一の所定の高い閾値温度で第一の記録磁化を自由な方向に向けることができる、第一の記録層と交換結合する第一の反強磁性層と、
第二の所定の高い閾値温度で第二の記録磁化を自由な方向に向けることができる、第二の記録層と交換結合する第二の反強磁性層とを備え、
第一の所定の高い閾値温度が第二の所定の高い閾値温度よりも高い磁気ランダムアクセスメモリセル。 - 当該の磁気素子が、第一の所定の高い閾値温度以下で第一の記録磁化をピニングする第一の反強磁性層と、第二の所定の高い閾値温度以下で第二の記録磁化をピニングする第二の反強磁性層とを更に備えている請求項1に記載の磁気ランダムアクセスメモリセル。
- 当該の第一の硬強磁性層が、第一の接合抵抗面積積を有し、当該の第二の硬強磁性層が、第一の接合抵抗面積積とほぼ等しい第二の接合抵抗面積積を有する請求項1に記載の磁気ランダムアクセスメモリセル。
- 第一の反強磁性層が、IrMnベースの合金から構成され、第二の反強磁性層が、FeMnベースの合金から構成される請求項1に記載の磁気ランダムアクセスメモリセル。
- 磁化を自由な方向に向けることができる軟強磁性層と、第一の記録磁化を有する第一の硬強磁性層と、軟強磁性層と第一の硬強磁性層の間に配備された第一のトンネル障壁層と、第二の記録磁化を有する第二の硬強磁性層と、軟強磁性層と第二の硬強磁性層の間に配備された第二のトンネル障壁層と、第一の所定の高い閾値温度で第一の記録磁化を自由な方向に向けることができる、第一の記録層と交換結合する第一の反強磁性層、第二の所定の高い閾値温度で第二の記録磁化を自由な方向に向けることができる、第二の記録層と交換結合する第二の反強磁性層とを備え、第一の所定の高い閾値温度が第二の所定の高い閾値温度よりも高い磁気素子で構成される磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)セルに三つまでの異なる書込みデータを書き込む方法であって、
第一の所定の高い閾値温度を上回る温度に磁気素子を加熱する工程と、
書込み磁界を印加して、第一の記録磁化と第二の記録磁化を書込み磁界に応じた方向に揃え、この書込み磁界が、第一のデータを記録するために第一の方向に印加されるか、或いは第二のデータを記録するために第二の方向に印加される工程と、
第一の所定の高い閾値温度以下で第二の所定の高い閾値温度以上の中間の温度に磁気素子を冷却する工程と、
第三のデータを記録するために、第一の方向と逆の第二の方向に書込み磁界を印加して、書込み磁界に応じた第二の方向に第二の記録磁化を揃える工程と、
第二の所定の高い閾値温度以下に磁気素子を冷却する工程と、
を有する方法。 - 磁化を自由な方向に向けることができる軟強磁性層と、第一の記録磁化を有する第一の硬強磁性層と、軟強磁性層と第一の硬強磁性層の間に配備された第一のトンネル障壁層と、第二の記録磁化を有する第二の硬強磁性層と、軟強磁性層と第二の硬強磁性層の間に配備された第二のトンネル障壁層と、第一の所定の高い閾値温度で第一の記録磁化を自由な方向に向けることができる、第一の記録層と交換結合する第一の反強磁性層と、第二の所定の高い閾値温度で第二の記録磁化を自由な方向に向けることができる、第二の記録層と交換結合する第二の反強磁性層とを備え、第一の所定の高い閾値温度が第二の所定の高い閾値温度よりも高い磁気素子で構成される磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)セルの読出し方法であって、
データが記録された磁気素子の初期抵抗値を測定する工程と、
第一の検索データを読出し層に供給して、第一の検索データと記録されたデータの間の一致を検出する工程と、
第二の検索データを読出し層に供給して、第二の検索データと記録されたデータの間の一致を検出する工程と、
を有する方法。 - 当該の初期抵抗を測定する工程が、外部磁界が無い状態で読出し電流を磁気素子に流すことで構成される請求項6に記載の方法。
- 読出し磁化をそれぞれ第一と第二の方向に向けるために、当該の第一の検索データを供給する工程が、読出し磁界を第一の方向に印加することで構成され、当該の第二の検索データを供給する工程が、読出し磁界を第二の方向に印加することで構成される請求項6に記載の方法。
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