JP6505902B1 - 磁気メモリ及びメモリシステム - Google Patents

磁気メモリ及びメモリシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6505902B1
JP6505902B1 JP2018053056A JP2018053056A JP6505902B1 JP 6505902 B1 JP6505902 B1 JP 6505902B1 JP 2018053056 A JP2018053056 A JP 2018053056A JP 2018053056 A JP2018053056 A JP 2018053056A JP 6505902 B1 JP6505902 B1 JP 6505902B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
transistor
current
voltage
read
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018053056A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019164872A (ja
Inventor
一隆 池上
一隆 池上
智明 井口
智明 井口
聡 高谷
聡 高谷
藤田 忍
忍 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2018053056A priority Critical patent/JP6505902B1/ja
Priority to US16/118,880 priority patent/US10460784B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6505902B1 publication Critical patent/JP6505902B1/ja
Publication of JP2019164872A publication Critical patent/JP2019164872A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165Auxiliary circuits
    • G11C11/1673Reading or sensing circuits or methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3286Spin-exchange coupled multilayers having at least one layer with perpendicular magnetic anisotropy
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • H10B61/20Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
    • H10B61/22Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors of the field-effect transistor [FET] type
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80Constructional details
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165Auxiliary circuits
    • G11C11/1653Address circuits or decoders
    • G11C11/1655Bit-line or column circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165Auxiliary circuits
    • G11C11/1675Writing or programming circuits or methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3268Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
    • H01F10/3272Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn by use of anti-parallel coupled [APC] ferromagnetic layers, e.g. artificial ferrimagnets [AFI], artificial [AAF] or synthetic [SAF] anti-ferromagnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

【課題】動作の信頼性を向上する。【解決手段】実施形態の磁気メモリは、第1の磁気抵抗効果素子を含むメモリセルMCと、第1の抵抗状態を有する第2の磁気抵抗効果素子及び第2の抵抗状態を有する第3の磁気抵抗効果素子を含む参照回路149と、メモリセルMCの第1の信号と参照回路149の第2の信号とに基づいて、メモリセルMC内のデータを読み出す、読み出し回路14と、を含み、データの読み出し時において、第1の電圧VRDが第1の磁気抵抗効果素子に印加され、第1の電圧VRDより高い第2の電圧VREFが第2及び第3の磁気抵抗効果素子に印加される。【選択図】 図7

Description

本発明の実施形態は、磁気メモリ及びメモリシステムに関する。
SRAM及びDRAMのような揮発性メモリの代替メモリとして、MRAMのような不揮発性メモリが注目されている。
不揮発性メモリの特性及び機能の向上のために、メモリの回路構成、メモリセルの構成及び構造、データの書き込み及びデータの読み出しなどの各種の動作の研究及び開発が、推進されている。
特開2008−084525号公報 特開2004−063018号公報 特開2013−161502号公報
動作の信頼性を向上する。
実施形態の磁気メモリは、第1の磁気抵抗効果素子を含むメモリセルと、第1の抵抗状態を有する第2の磁気抵抗効果素子及び第2の抵抗状態を有する第3の磁気抵抗効果素子を含む参照回路と、前記メモリセルの出力に基づく第1の信号と前記参照回路の出力に基づく第2の信号とに基づいて、前記メモリセル内のデータを読み出す、読み出し回路と、を備え、前記データの読み出し時において、第1の電圧が、前記第1の磁気抵抗効果素子に印加され、前記第1の電圧より高い第2の電圧が、前記第2の磁気抵抗効果素子及び前記第3の磁気抵抗効果素子に印加される。
第1の実施形態の磁気メモリを含むシステムの構成例を示すブロック図。 第1の実施形態の磁気メモリの構成例を示すブロック図。 第1の実施形態の磁気メモリの内部構成の一例を示す図。 第1の実施形態の磁気メモリのメモリセルアレイの一例を示す等価回路図。 第1の実施形態の磁気メモリのメモリ素子の構成例を示す図。 第1の実施形態の磁気メモリのメモリ素子を説明するための図。 第1の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第1の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第1の実施形態の磁気メモリの動作メカニズムを説明するための図。 第1の実施形態の磁気メモリの動作メカニズムを説明するための図。 第1の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第1の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第1の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第2の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第3の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第4の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第4の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第4の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第4の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第5の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第6の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第6の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。 第7の実施形態の磁気メモリの構成例を示す図。
[実施形態]
図1乃至図23を参照して、実施形態の磁気メモリ及びその制御方法について、説明する。
以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付す。また、以下の実施形態において、区別化のために数字/英字が参照符号の末尾に付された構成要素(例えば、ワード線WLやビット線BL、各種の電圧及び信号など)が相互に区別されない場合、末尾の数字/英字が省略された表記が用いられる。
(1) 第1の実施形態
図1乃至図15を参照して、第1の実施形態の磁気メモリ及びその制御方法(動作)について説明する。
(a) 構成例
図1乃至図9を用いて、第1の実施形態の磁気メモリの構成例について説明する。
図1は、本実施形態の磁気メモリを含むシステムの一例を示すブロック図である。
図1に示されるように、システムは、例えば、本実施形態の磁気メモリ1、プロセッサ7及びホストデバイス9を含む。
本実施形態の磁気メモリ(メモリデバイス)1は、メモリ素子としての磁気抵抗効果素子を含む。
磁気メモリ1は、プロセッサ7に直接的又は間接的に接続されている。例えば、磁気メモリ1は、ストレージクラスメモリ、メインメモリ(例えば、ワーキングメモリ)又はキャッシュメモリを構成する。
ホストデバイス9は、プロセッサ7を介して、データの書き込み(記憶)、データの読み出し、及びデータの消去などのなどの各種の動作を、磁気メモリ1に要求できる。
プロセッサ(又はコントローラ)7は、接続端子、コネクタ又はケーブルを介して、ホストデバイス9に直接的又は間接的に結合されている。
プロセッサ7は、磁気メモリ1の動作を制御できる。プロセッサ7は、バッファメモリ及びECC回路などを含む。
プロセッサ7は、ホストデバイス9からの要求に基づいて、コマンドを生成する。プロセッサ7は、生成したコマンドを、磁気メモリ1に送信する。
磁気メモリ1は、プロセッサ7からのコマンドに対応する動作を実行する。
例えば、プロセッサ7は、ホストデバイス9からの要求がデータの書き込みである場合において、書き込みコマンドを磁気メモリ1に送信する。プロセッサ7は、書き込みコマンドと共に、選択すべきメモリセルのアドレス、メモリセルに書き込むべきデータ、及び、制御信号を送信する。磁気メモリ1は、書き込みコマンド及び制御信号に基づいて、書き込むべきデータを、選択されたアドレスに書き込む。
例えば、プロセッサ7は、ホストデバイス9からの要求がデータの読み出しである場合において、読み出しコマンドをメモリデバイスに送信する。プロセッサ7は、読み出しコマンドと共に、選択すべきメモリセルのアドレス及び制御信号を送信する。磁気メモリ1は、読み出しコマンド及び制御信号に基づいて、選択されたアドレスから、データを読み出す。磁気メモリ1から読み出されたデータは、プロセッサ7を介して、ホストデバイスに送信される。
このように、磁気メモリ1は、システム内において、所定の動作を実行する。
以下において、プロセッサ7及びホストデバイス9の少なくとも一方は、外部デバイスとよばれる。例えば、ホストデバイス9は、携帯電話、スマートフォン、携帯端末、ゲーム機器、家電機器、及び、パーソナルコンピュータなどから選択される少なくとも1つのデバイスである。
尚、本実施形態の磁気メモリ1は、プロセッサ7内又はホストデバイス9内のメモリでもよい。この場合において、磁気メモリ1は、プロセッサ7内のコントローラ、又は、ホストデバイス9内のCPU(又はコントローラ)によって、制御される。また、本実施形態において、プロセッサ7は、ホストデバイス9内に設けられてもよい。
図2は、本実施形態の磁気メモリの内部構成を示すブロック図である。
図2に示されるように、本実施形態の磁気メモリは、メモリセルアレイ10、カラム制御回路11、ロウ制御回路12、書き込み回路13、読み出し回路14、及び、制御回路15などを含む。
メモリセルアレイ10は、複数のビット線BL、複数のワード線WL及び複数のメモリセルMCを少なくとも含む。1つのメモリセルMCは、ワード線WL及びビット線BLに接続される。
カラム制御回路11は、メモリセルアレイ10のカラム(例えば、ビット線BL)を制御する。カラム制御回路11は、動作対象のメモリセルのアドレス(以下では、選択アドレスとよばれる)に基づいて、複数のビット線BLのうち少なくとも1つのビット線を、選択状態に設定する。以下において、選択状態に設定されたビット線は、選択ビット線とよばれる。選択ビット線以外のビット線は、非選択ビット線とよばれる。
ロウ制御回路12は、メモリセルアレイ10のロウ(例えば、ワード線WL)を制御する。ロウ制御回路12は、選択アドレスに基づいて、複数のワード線WLのうち1つのワード線を、選択状態に設定するする。以下において、選択状態に設定されたワード線は、選択ワード線とよばれる。選択ワード線以外のワード線は、非選択ワード線とよばれる。
書き込み回路(書き込み制御回路又は書き込みドライバともばれる)13は、書き込み動作(データの書き込み)のための各種の制御を行う。例えば、書き込み回路13は、電圧源(又は電流源)、ラッチ回路などを有する。
読み出し回路(読み出し制御回路又は読み出しドライバともよばれる)14は、読み出し動作(データの読み出し)のための各種の制御を行う。読み出し回路14の構成は、後述される。
尚、書き込み回路13及び読み出し回路14は、互いに独立な回路に限定されない。例えば、書き込み回路と読み出し回路とは、相互に利用可能な共通な構成要素を有し、1つの統合的な回路として提供されてもよい。
制御回路(シーケンサ、ステートマシーンまたは内部コントローラともよばれる)15は、制御回路15は、磁気メモリ1の内部動作を制御する。
制御回路15は、信号ADR,DT,CNT,CMDを送受信するための入出力回路(以下では、I/O回路と表記される)150を含む。I/O回路150は、外部デバイス7と磁気メモリ1との間のインターフェイス回路として機能する。
I/O回路150は、プロセッサ7(又は、ホストデバイス9)からの各種の信号ADR,DT,CNT,CMDを受信及び送信する。
I/O回路150は、メモリセルアレイ10に書き込むべきデータ(以下では、書き込みデータともよばれる)DTを、受信する。I/O回路150は、書き込みデータDTを、書き込み回路13に送信する。I/O回路15は、メモリセルアレイ10から読み出されたデータ(以下では、読み出しデータともよばれる)DTを、読み出し回路14を介して受信する。I/O回路150は、読み出しデータDTを、プロセッサ7に送信する。
制御回路15は、プロセッサ7からのアドレス(選択アドレス)ADRをデコードするためのデコード回路151を含む。
デコード回路151は、選択アドレスADRをデコードする。デコード回路151は、アドレスADRのデコード結果を、ロウ制御回路13及びカラム制御回路14に、送信する。選択アドレス(例えば、物理アドレス)ADRは、選択すべきカラムアドレス及び選択すべきロウアドレスを、含む。
制御回路15は、制御信号CNT及びコマンドCMDに基づいて、磁気メモリ1内の各回路11〜14の動作を制御する。コマンドCMDは、外部デバイス7,9から磁気メモリ1に提供される。制御信号CNTは、磁気メモリ1と外部デバイス7,9との間で送受信される。
例えば、コマンドCMDは、磁気メモリ1が実行すべき動作を示す信号である。例えば、制御信号CNTは、外部デバイス7,9と磁気メモリ1との間の動作タイミング及び磁気メモリ1の内部の動作タイミングを制御するための信号である。
例えば、制御回路15は、電圧生成回路159を含む。電圧生成回路159は、磁気メモリ1の動作に用いられる電圧VRD及び電圧VREFを生成する。また、制御回路15は、各信号ADR,DT,CNT,CMDを一時的に保持するラッチ回路(図示せず)を含む。
尚、磁気メモリ1は、上記の回路11〜15の以外の回路を、含んでもよい。例えば、磁気メモリ1は、ECC回路を、さらに含んでもよい。
例えば、本実施形態の磁気メモリ1は、MRAMである。
<メモリセルアレイの構成例>
図3は、本実施形態のMRAMにおける、メモリセルアレイ10及びその近傍の回路の構成例を模式的に示す図である。
図3に示されるように、複数のメモリセルMCが、メモリセルアレイ10内に、マトリクス状に配置される。
X方向(ロウ方向)に配列される複数のメモリセルMCは、ワード線WLに共通に接続される。ロウ制御回路12による選択アドレスADRに応じたワード線WLの電位の制御によって、メモリセルMCは、選択(活性化)される。
Y方向(カラム方向)に配列される複数のメモリセルMCは、共通のビット線BLに接続される。
ビット線BLは、カラム制御回路11内のカラム選択回路(スイッチ回路)111に接続されている。カラム選択回路111は、選択アドレスADRに応じて、カラム選択回路111に接続された複数のビット線BLのうち1つを選択(活性化)する。
例えば、メモリセルアレイ10は、X方向に分割された複数の領域BKを含む。この場合において、複数のカラム選択回路111が、カラム制御回路11内に設けられる。カラム選択回路111の数は、メモリセルアレイ10内の領域BKの数と同じである。
1つのカラム選択回路111が、1つの領域BKに対応する。これによって、書き込み動作又は読み出し動作が、複数の領域BKに対して並列に実行できる。
読み出し回路14は、1以上の読み出しセクション140と、1以上の参照セルアレイ(参照回路)149と、を含む。
読み出しセクション140は、領域BKと1対1で対応する。参照セルアレイ149は、読み出しセクション140に接続される。参照セルアレイ149は、読み出しセクション140と1対1で対応する。
読み出し回路14は、1以上のセンスアンプ回路400を含む。読み出しセクション140内に、センスアンプ回路400が設けられている。センスアンプ回路400は、カラム選択回路111と1対1で対応する。センスアンプ回路400は、カラム選択回路111の出力端子に接続される。
読み出しセクション140内のセンスアンプ回路400は、メモリセルアレイ10(メモリ領域BK)からの信号及び参照セルアレイ149からの信号を、センスし、増幅する。センスアンプ回路400は、メモリセルアレイ10からの信号と参照セルアレイ149からの信号とを比較する。
センスアンプ回路400による2つの信号の比較結果に基づいて、メモリセルアレイ10内の選択されたメモリセルMC内のデータが、判別される。
図4は、本実施形態のMRAMのメモリセルアレイの内部構成の一例を示す等価回路図である。
図4に示されるように、メモリセルアレイ10(又は、領域BK)において、メモリセルMCは、2つのビット線BL,bBL間に接続される。2つのビット線BL,bBLは、1つのビット線対を形成する。以下において、説明の区別化のために、ビット線bBLは、ソース線ともよばれる場合もある。
複数のビット線BL(BL<0>,BL<1>,・・・,BL<m−1>)、複数のソース線bBL(bBL<0>,bBL<1>,・・・,bBL<m−1>)及び複数のワード線WL(WL<0>,WL<1>,・・・,WL<n−1>)が、メモリセルアレイ10内に設けられている。
メモリセルMCは、磁気抵抗効果素子100と、セルトランジスタ200とを含む。
磁気抵抗効果素子100の一端は、ビット線BLに接続され、磁気抵抗効果素子の他端は、セルトランジスタ200の電流経路の一端(ソース/ドレインの一方)に接続され、セルトランジスタ200の電流経路の他端(ソース/ドレインの他端)は、ソース線bBLに接続される。セルトランジスタ200のゲートは、ワード線WLに接続されている。
カラム選択回路111は、複数のスイッチM1(M1<0>,M1<1>,・・・,M1<m−1>),M2(M2<0>,M2<1>,・・・,M2<m−1>)を含む。
複数のスイッチM1は、複数のビット線BLと1対1で対応する。複数のスイッチM1は、1つのグローバルビット線GBLに接続されている。
スイッチM1の一端は、グローバルビット線GBLに接続され、スイッチM1の他端は、ビット線BLに接続されている。
複数のスイッチM2は、複数のソース線bBLと1対1で対応する。複数のスイッチM2は、1つのグローバルビット線bGBLに接続されている。
スイッチM2の一端は、ソース線bBLに接続され、スイッチM2の他端は、グローバルビット線bGBLに接続されている。
グローバルビット線GBL,bGBLのうち一方に、センスアンプ回路400が接続され、グローバルビット線GBL,bGBLのうち他方に、読み出しドライバ(図示せず)が接続される。読み出しドライバは、電圧源(高電圧端子及びグランド端子)又は電流源(電流ソース及び電流シンク)を含む。
各スイッチM1,M2のオン/オフは、対応する制御信号CSL(CSL<0>,CSL<1>,・・・,CSL<m−1>)によって、制御される。制御信号CSLの信号レベルは、選択アドレスADRに基づいて、制御される。
選択アドレスに対応したワード線WLの電位が、セルトランジスタ200のオン電圧(しきい値電圧)以上に設定されることによって、セルトランジスタ200がオン状態に設定される。これによって、メモリセルアレイ10のロウに関して選択されたメモリセルMCが、活性化される。
選択アドレスに対応したビット線BL,bBLが、オン状態のスイッチM1,M2を介して、グローバルビット線GBL,bGBLに接続される。これによって、メモリセルアレイ10のカラムに関して選択されたメモリセルMCが、センスアンプ回路400に接続される。
尚、本実施形態のMRAMにおいて、メモリセルアレイ10は、クロスポイント構造を有していてもよい。
<磁気抵抗効果素子の構成例>
図5は、本実施形態のMRAMの磁気抵抗効果素子の構造を説明するための模式的な断面図である。
図5に示されるように、磁気抵抗効果素子100は、2つの磁性層101,102と、非磁性層103とを少なくとも含む。
2つの磁性層101,102のそれぞれは、磁化を有する。磁性層101の磁化の向きは、可変である。磁性層102の磁化の向きは、不変(固定状態)である。
本実施形態において、磁化の向きが可変な磁性層101は、記憶層(又は、自由層)101とよばれ、磁化の向きが不変な(固定状態である)磁性層102は、参照層(又は、固定層、ピン層、ピンド層)102とよばれる。
尚、本実施形態において、「参照層の磁化の向きが不変である」、又は、「参照層の磁化の向きが固定状態である」とは、記憶層の磁化の向きを変えるための電流又は電圧が磁気抵抗効果素子に供給された場合において、参照層の磁化の向きが、電流/電圧の供給の前後で供給された電流又は電圧によって変化しないことを、意味する。
非磁性層103は、2つの磁性層101,102間に設けられている。非磁性層103は、トンネルバリア層103として機能する。例えば、トンネルバリア層103は、酸化マグネシウムを含む絶縁層である。
例えば、2つの磁性層101,102及びトンネルバリア層103によって、磁気トンネル接合が、形成される。本実施形態において、磁気トンネル接合を有する磁気抵抗効果素子100は、MTJ素子100とよばれる。
例えば、磁性層101,102は、垂直磁気異方性を有している。磁性層101,102の磁化方向(磁化容易軸方向)は、磁性層101,102の層面に対して、実質的に垂直である。磁性層101,102の磁化方向は、複数の層101,102,103の積層方向に対して、実質的に平行である。磁性層101,102の垂直磁気異方性は、磁性層の界面磁気異方性などを利用して生じる。磁性層の垂直磁気異方性を利用したMTJ素子は、垂直磁化型MTJ素子とよばれる。
磁性層108が、スペーサ層109介して参照層102の隣り合うように設けられてもよい。磁性層108は、参照層102のトンネルバリア層103側の反対側に設けられている。磁性層108は、シフトキャンセル層108ともよばれる。シフトキャンセル層108は、参照層102の漏れ磁場を低減するための磁性層である。シフトキャンセル層108の磁化の向きは、参照層102の磁化の向きと反対である。これによって、参照層102の漏れ磁場に起因する記憶層101の磁化への悪影響(例えば、磁界シフト)が、抑制される。
参照層102の磁化の向きとシフトキャンセル層108の磁化の向きは、SAF(synthetic antiferromagnetic)構造によって、互いに反対の向きに設定される。
SAF構造において、参照層102とシフトキャンセル層108との間のスペーサ層109によって、参照層102及びシフトキャンセル層108が、反強磁性的に結合する。
スペーサ層109は、例えば、ルテニウム(Ru)のような非磁性金属膜である。例えば、スペーサ層109に、Ruが用いられた場合、スペーサ層109の膜厚を調節することによって、参照層102及びシフトキャンセル層108における反強磁性の結合力を、強くできる。これによって、参照層102の磁化の向き及びシフトキャンセル層108の磁化の向きは、反平行な状態で安定化する。
尚、参照層102及びシフトキャンセル層108の磁化の向きは、互いに反平行であればよく、図5に示される磁化の向きに限られない。
磁性層102,108及びスペーサ層109を含む積層体(SAF構造)が、全体として参照層とよばれる場合もある。
MTJ素子100の抵抗状態(抵抗値)は、記憶層101の磁化の向きと参照層102の磁化の向きとの相対的な関係(磁化配列)に応じて、変わる。
図6は、MTJ素子の磁化配列とMTJ素子の抵抗状態との関係を説明するための模式図である。図6において、MTJ素子100のシフトキャンセル層の図示は、省略される。
図6の(a)に示されるように、記憶層101の磁化の向きが、参照層102の磁化の向きと同じである場合、MTJ素子100は、第1の抵抗状態(第1の磁化配列状態)を有する。
図6の(b)に示されるように、記憶層101の磁化の向きが、参照層102の磁化の向きと反対である場合、MTJ素子100は、第2の抵抗状態(第2の磁化配列状態)を有する。
一般に、第2の抵抗状態を有するMTJ素子100の抵抗値Rapは、第1の抵抗状態を有するMTJ素子100の抵抗値Rpより高い。
このように、MTJ素子100は、2つの磁性層101,102の磁化配列に応じて、低抵抗状態及び高抵抗状態のうちいずれか1つの状態を取り得る。
例えば、MTJ素子100は、1ビットのデータ(“0”データ及び“1”データ)を保持する。この場合において、MTJ素子100の抵抗状態が第1の抵抗状態に設定されることによって、メモリセルMCは、第1のデータ保持状態(例えば、“0”データ保持状態)に設定される。MTJ素子100の抵抗状態が第2の抵抗状態に設定されることによって、メモリセルMCは、第2のデータ保持状態(例えば、“1”データ保持状態)に設定される。
本実施形態において、MTJ素子100における記憶層101の磁化の向きと参照層102の磁化の向きとが同じである磁化配列状態は、P状態(又は平行状態)とよばれる。MTJ素子100における記憶層101の磁化の向きと参照層102の磁化の向きとが反対である磁化配列状態は、AP状態(又は反平行状態)ともよばれる。
<読み出し回路の構成例>
図7及び図8を参照して、本実施形態のMRAMにおける、読み出し回路の構成例について、説明する。
[構成]
図7を参照して、本実施形態のMRAMにおける、読み出し回路の構成の一例について、説明する。
図7は、本実施形態のMRAMにおける読み出し回路の基本構成を説明するための模式図である。
図7に示されるように、本実施形態のMRAMの読み出し回路は、センスアンプ回路400、参照セルアレイ149、及び、調整回路409,409zを含む。
メモリセルアレイ10は、カラム選択回路111を介して、センスアンプ回路400の一方の入力端子に電気的に接続される。
参照セルアレイ149は、センスアンプ回路400の他方の入力端子に電気的に接続される。
調整回路409は、参照セルアレイ149とセンスアンプ回路400との間に、接続されている。調整回路409zは、カラム選択回路111と、センスアンプ回路400との間に接続されている。尚、メモリセルアレイ10側の調整回路409zは、読み出し回路(読み出しセクション)の回路構成に応じて、省略されてもよい。
読み出し動作時において、電圧(以下では、読み出し電圧とよばれる)VRDが、メモリセルアレイ10内の選択アドレスに対応するメモリセル(以下では、選択セルとよばれる)に、印加される。電圧(以下では、参照電圧とよばれる)VREFが、参照セルアレイ149に印加される。
例えば、センスアンプ回路400に、電圧Vzが駆動電圧として印加されている。電圧Vzの電圧値は、読み出し電圧VRDの電圧値と同じでもよい。読み出し回路14の構成に応じて、読み出し電圧VRDが、センスアンプ回路400から選択セルMCkに印加される場合もある。
図8は、本実施形態のMRAMの読み出し回路における参照セルアレイの構成例を説明するための模式図である。
図8に示されるように、参照セルアレイ149は、複数の参照セルストリング300を含む。複数の参照セルストリング300は、並列に接続されている。
各参照セルストリング300は、複数のMTJ素子100A,100B(以下では、参照MTJ素子ともよばれる)を含む。MTJ素子100Aは、AP状態のMTJ素子であり、MTJ素子100Bは、P状態のMTJ素子である。参照セルアレイ149内のMTJ素子100A,100Bは、メモリセルアレイ10内のMTJ素子100と実質的に同じ構造を有する。尚、図8において、MTJ素子100A,100Bのシフトキャンセル層の図示は、省略している。
参照セルストリング300内において、AP状態のMTJ素子100AとP状態のMTJ素子100Bとが、直列接続されている。参照セルストリング300内において、AP状態のMTJ素子100AとP状態のMTJ素子100Bとが、交互に配列されている。
このように、参照セルアレイ149内に、複数のMTJ素子100A,100Bは、アレイ状に配列されている。
参照セルアレイ149は、AP状態のMTJ素子の抵抗値RapとP状態のMTJ素子の抵抗値Rpとの間の抵抗値を有する。
(1b) 動作メカニズム
図9及び図10を用いて、第1の実施形態のMRAMの動作のメカニズムについて、説明する。
<書き込み動作のメカニズム>
本実施形態のMRAMの書き込み動作のメカニズムについて説明する。
例えば、MTJ素子100に対するデータの書き込みは、記憶層の磁化にスピントルクを印加することによって、実行される。このスピントルクによって、記憶層の磁化が、反転する。
例えば、STT(Spin torque transfer)型MRAMにおいて、磁化反転しきい値以上の電流値を有する書き込み電流が、MTJ素子100に供給される。これによって、記憶層の磁化反転が生じるスピントルクが、記憶層に印加される。
MTJ素子100の磁化配列状態が、AP状態からP状態へ変化される場合、参照層102の磁化の向きと同じ向きのスピン(電子)のスピントルクが、記憶層101の磁化に、印加される。記憶層101の磁化の向きが参照層102の磁化の向きに対して反対である場合、記憶層101の磁化の向きは、印加されたスピントルクによって、参照層102の磁化の向きと同じ向きに変わる。
この結果として、MTJ素子100の磁化配列は、P状態に設定される。このように、メモリセルMCに、“0”データが書き込まれる。
尚、P状態のMTJ素子100の記憶層に、参照層の磁化の向きと同じ向きのスピンが印加された場合、記憶層401の磁化の向きは、変化しない。それゆえ、MTJ素子100は、P状態を維持する。
MTJ素子100の磁化配列状態が、P状態からAP状態へ変化される場合、参照層102の磁化の向きに対して反対の向きのスピンのスピントルクが、記憶層101の磁化に、印加される。記憶層101の磁化の向きが参照層102の磁化の向きと同じである場合、記憶層101の磁化の向きは、印加されたスピントルクによって、参照層102の磁化の向きに対して反対の向きに変わる。
この結果として、MTJ素子100の磁化配列は、AP状態に設定される。このように、メモリセルMCに、“1”データが書き込まれる。
尚、AP状態のMTJ素子100の記憶層に、参照層の磁化の向きと反対の向きのスピンが印加された場合、記憶層101の磁化の向きは、変化しない。それゆえ、MTJ素子100は、AP状態を維持する。
尚、MTJ素子に対する磁化反転しきい値以上のエネルギー(例えば、電圧)の印加によって、記憶層の磁化の歳差運動が励起され、記憶層の磁化反転が、制御されてもよい。
<読み出し動作のメカニズム>
図9及び図10を用いて、本実施形態のMRAMの読み出し動作のメカニズムについて、説明する。
MTJ素子100からのデータの読み出しは、選択セルから出力される信号(以下では、セル信号とよばれる)を用いて、実行される。
データの読み出し(MTJ素子100の抵抗状態の判別)時において、読み出し電流(以下では、セル電流ともよばれる)IRDが、選択セルMCk(MTJ素子100)内を流れる。読み出し電流IRDの電流値は、記憶層101の磁化反転しきい値より小さい。
データの読み出しは、読み出し電流IRDの電流値、読み出し電流IRDに起因するあるノードの電位の変動、又は、読み出し電流IRDによる電荷の蓄積量などのセル信号のセンス結果に基づいて、実行される。
例えば、高抵抗状態(AP状態)のMTJ素子100から出力される読み出し電流IRDの電流値は、低抵抗状態(P状態)のMTJ素子100から出力される読み出し電流IRDの電流値より小さい。
このような、MTJ素子100の抵抗状態の違いに伴った電流IRDの変動に基づいて、MTJ素子100が保持しているデータが、判別される。
MTJ素子100の保持しているデータ(セル信号の大きさ)の判定基準として、参照信号が、用いられる。参照信号は、上述の参照セルアレイ149の参照信号に用いて、生成される。
図9は、複数のMTJ素子におけるMTJ素子の抵抗値とその抵抗値の確率密度との関係を示すグラフである。
図9において、グラフの横軸は、MTJ素子の抵抗値に対応し、グラフの縦軸は、各抵抗値の確率密度(存在確率)に対応する。
図9に示されるように、MRAMにおいて、MTJ素子の特性のばらつきに応じて、P状態のMTJ素子の抵抗値Rpの分布80、及び、AP状態のMTJ素子の抵抗値Rapの分布81は、ある広がりを有する。例えば、MTJ素子の微細化に伴って、分布80,81の広がりは、増大する傾向がある。
参照抵抗値(参照値)Rrefが、抵抗値Rpの分布80と抵抗値Rapの分布81との間に設定される。MRAMの読み出し動作時において、選択セルのセル信号(読み出し信号)と参照抵抗値に基づく参照信号との比較結果に基づいて、MTJ素子の保持データが、判別される。
参照抵抗値Rrefと分布80との間隔、及び、参照値と分布81との間隔が、大きくされることによって、データの読み出しの信頼性は、向上する。
例えば、参照抵抗値Rrefは、参照セルアレイ149内の複数のMTJ素子100A,100Bを用いて生成される。参照セルアレイ149内のMTJ素子100A,100Bは、メモリセルアレイ10内のMTJ素子100と同様に、特性のばらつきを有する。
それゆえ、参照抵抗値も、ある広がりを有する分布87となる。但し、参照抵抗値Rrefの分布87は、抵抗値Rpの分布80及び抵抗値Rapの分布81より狭い。
参照セルアレイ149内において、MTJ素子100A,100Bの磁化が、例えば、リテンションエラー及び/又は読み出しディスターブによって、意図せずに反転する不良が生じる可能性がある。この場合において、参照抵抗値が、変動する。
例えば、参照セルアレイ149内のMTJ素子100Bの磁化配列が、P状態からAP状態に変化した場合、図8の分布88のように、参照抵抗値Rrefの分布は、所定の分布87から抵抗値Rapの分布81の側へシフトする。そのため、分布88と分布81との間隔は、分布87と分布81との間隔に比較して狭くなる。それゆえ、“1”データの読み出しの信頼性は、低下する。
例えば、参照セルアレイ149内のMTJ素子100Aの磁化配列が、AP状態からP状態に変化した場合、図8の分布89のように、参照抵抗値の分布は、所定の分布87から抵抗値Rpの分布80の側へシフトする。そのため、分布89と分布80との間隔は、分布87と分布80との間隔に比較して狭くなる。それゆえ、“0”データの読み出しの信頼性は、低下する。
このような参照セルアレイ149内のMTJ素子の意図しない磁化反転(磁化反転エラー)による参照抵抗値の分布のシフトに起因して、データの読み出しの信頼性が、低下する可能性がある。
以下のように、本実施形態のMRAMは、MTJ素子の電圧依存性を利用して、高い信頼性を有する読み出し動作を実行する。
図10を用いて、磁気抵抗効果素子における抵抗値の電圧依存特性について、説明する。
図10は、磁気抵抗効果素子(MTJ素子)に対する印加電圧と磁気抵抗効果素子の抵抗値との関係を示すグラフである。図10おいて、グラフの横軸は印加電圧に対応し、グラフの縦軸は、MTJ素子の抵抗値に対応する。
図10において、線A1は、P状態のMTJ素子における印加電圧と抵抗値との関係(電圧依存特性)を示し、線A2は、AP状態のMTJ素子における印加電圧と抵抗値との関係を示す。
MTJ素子の抵抗値と印加電圧との関係の傾向として、印加電圧が増加すると、MTJ素子100の抵抗値は低下する。尚、MTJ素子に対する電圧の印加による絶縁破壊又は磁化反転が生じなければ、印加電圧の電圧値の増加によってMTJ素子の抵抗値が低下しても、MTJ素子の設定された磁化配列は維持される。
図10に示されるように、P状態のMTJ素子の抵抗値の電圧依存特性(線A1)は、AP状態のMTJ素子の抵抗値の電圧依存特性(線A2)と異なる。
線A1に示されるように、印加電圧が0Vから電圧値V2に増大しても、P状態のMTJ素子の抵抗値の変化は、ほとんど生じない(又は小さい)。
これに対して、線A2に示されるように、電圧値0から電圧値V2での印加電圧の範囲において、AP状態のMTJ素子の抵抗値の変化量は、P状態のMTJ素子の抵抗値の変化量より大きい。
印加電圧が電圧値V1を有する場合、AP状態のMTJ素子は、抵抗値R1を有する。印加電圧が電圧値V2を有する場合、AP状態のMTJ素子は、抵抗値R1より小さい抵抗値R2を有する。例えば、抵抗値R2は、P状態のMTJ素子の抵抗値Rpに近い値を有する。
電圧値V1において、AP状態のMTJ素子の抵抗値R1とP状態のMTJ素子の抵抗値Rpとの差(抵抗差)は、“D1”である。電圧値V2において、AP状態のMTJ素子の抵抗値R2とP状態のMTJ素子の抵抗値Rpとの差は、“D2”である。抵抗差D1は、抵抗差D2より大きい。
このように、MTJ素子の磁化配列状態に応じて、ある電圧がMTJ素子に印加された場合におけるMTJ素子の抵抗値、及び、印加電圧に対するMTJ素子の抵抗値の変化量が異なる。
本実施形態のMRAMにおいて、参照電圧VREFの電圧値は、読み出し電圧VRDの電圧値と異なる。
本実施形態のMRAMは、読み出し動作時において、セル信号(例えば、読み出し電流IRD)を生成するために読み出し電圧VRDを、選択セルMCkに印加し、参照信号(例えば、参照電流IREF)を生成するために参照電圧VREFを、参照セルアレイ149に印加する。
選択セル(MTJ素子)からのデータの読み出しに関して、データの読み出しの高い信頼性を確保するために、AP状態のMTJ素子の抵抗値RapとP状態のMTJ素子の抵抗値Rpとの差が大きいことが、好ましい。
それゆえ、比較的小さい電圧値(例えば、電圧値V1)を有する電圧が、読み出し電圧VRDとして、選択セルに印加されることが、望ましい。
参照セルアレイにおける参照信号の生成に関して、MTJ素子の反転エラーの観点で、磁化反転に起因する抵抗値の変化の影響が、小さいことが好ましい。例えば、磁化反転エラーにより参照MTJ素子の磁化配列が、AP状態からP状態(又は、P状態からAP状態)へ変化した場合、電圧値V2の印加時における抵抗値の変化量D2は、電圧値V1の印加時における抵抗値の変化量D1より小さい。
それゆえ、比較的大きい電圧値(例えば、電圧値V2)を有する電圧が、参照電圧VREFとして、参照セルアレイに印加されることが、望ましい。
したがって、本実施形態のMRAMにおいて、参照電圧VREFの電圧値(絶対値)は、読み出し電圧VRDの電圧値(絶対値)より高い。
これによって、本実施形態のMRAMにおいて、読み出し動作時に、抵抗値Rpの分布80と抵抗値Rapの分布81との間に、大きい間隔を確保できる。
また、本実施形態のMRAMにおいて、参照MTJ素子の磁化反転エラーが生じたとしても、参照抵抗値(参照信号)の分布87の高抵抗側又は低抵抗側へのシフト量は、小さくなる。
本実施形態において、読み出し電圧VRDと参照電圧VREFとの差に起因する信号量(電流量)を調整するために、調整回路409(409z)が、読み出し回路14(各読み出しセクション140)内に設けられる。
図7の例において、調整回路409は、センスアンプ回路400の第2の入力端子と参照セルアレイ149との間に接続されている。
調整回路409zは、センスアンプ回路400の第1の入力端子と選択セル(メモリセルアレイ)との間に接続されている。
調整回路409は、参照電圧VREFが印加された参照セルアレイ149からの信号の信号値(信号量)を、参照電圧VREFに基づく信号値から読み出し電圧VRDに基づく信号値に、変換(調整)できる。例えば、調整回路409は、読み出し電圧VRDの電圧値と参照電圧VREFの電圧値との違いによる参照電流の電流値と読み出し電流の電流値との差を、補償できる。
調整回路409は、参照電流IREFの電流値が、読み出し電圧VRDの印加時におけるP状態のMTJ素子に流れる電流の電流値と読み出し電圧VRDの印加時におけるAP状態のMTJ素子に流れる電流の電流値との中間付近の値になるように、電流IREF,IRDの電流値を、それぞれ調整する。
尚、回路構成に応じて、調整回路409が、メモリセルアレイ10とセンスアンプ回路400との間に接続されない場合もある。
(1c) 具体例
図11乃至図13を参照して、本実施形態のMRAMの具体例について、説明する。
<回路構成>
図11は、本実施形態のMRAMの読み出し回路の構成例をより具体的に説明するための模式図である。
図11に示されるように、読み出し回路14(読み出しセクション140)は、センスアンプ回路400、調整回路409及び参照セルアレイ149を含む。
読み出し動作時において、選択セルMCkは、センスアンプ回路400に接続される。 カラム選択回路111内において、選択アドレスに基づいて、スイッチM1,M2が、オン状態に設定される。選択セルMCkの一端(ビット線BL側の端子)は、オン状態のスイッチM1を介して、センスアンプ回路400の第1の入力端子ND1に接続される。選択セルMCkの他端(ソース線bBL側の端子)は、オン状態のスイッチM2を介して、グランド電圧VSSが印加された端子(以下では、グランド端子VSSと表記される)に接続される。
n型のトランジスタTR1が、センスアンプ回路400とスイッチM1との間に、接続されている。ゲート電圧VCLMPが、トランジスタTR1のゲートに印加される。トランジスタTR1は、ビット線BLの電位をクランプするためのトランジスタである。以下では、トランジスタTR1は、クランプトランジスタとよばれる。
クランプトランジスタTR1は、ゲート電圧(クランプ電圧)VCLMPによって、ビット線BLの電位及び読み出し電流IRDの電流量を、制御する。
参照セルアレイ149の一方の端子は、n型のトランジスタ(セレクトトランジスタ)TR2及びスイッチRSWを介して、調整回路409に接続される。参照セルアレイ149の他方の端子は、n型のトランジスタTR3を介して、参照電圧VREFが印加された端子(以下では、電圧端子VREFと表記される)に接続されている。
トランジスタTR3のゲートに、ゲート電圧VREFCが印加される。トランジスタTR3は、クランプトランジスタである。トランジスタTR3は、クランプ電圧(ゲート電圧)VREFCによって、電流IREF1の電流量を制御する。
調整回路409は、n型のトランジスタTR4を介して、センスアンプ回路400の第2の入力端子ND2に接続される。調整回路409は、グランド端子VSSに接続されている。
トランジスタTR4は、クランプトランジスタである。トランジスタTR4のゲートに、クランプ電圧VREFCが印加される。クランプトランジスタTR4は、クランプ電圧VREFCによって、電流IREF2の電流量を制御する。
図11の例において、読み出し電圧VRDは、センスアンプ回路400から選択セルMCkに印加される。読み出し動作時において、読み出し電圧VRDに応じた読み出し電流(セル電流)IRDが、選択セルMCk内及びセンスアンプ回路400のノードND1に流れる。
読み出し電流IRDの大きさ(電流値)は、読み出し電圧VRDの印加時における選択セルMCkのMTJ素子100の抵抗値に応じる。
参照電流IREF1が、参照セルアレイ149内に流れる。参照電流IREF1の大きさは、参照電圧VREFの印加時における参照セルアレイ149の抵抗値(合成抵抗)に応じる。
参照電流IREF1は、調整回路409に供給される。
調整回路409は、参照電流IREF1の電流値を調整(補償、変換)する。調整回路409は、調整された電流(以下では、参照電流又は調整参照電流ともよばれる)IREF2を、センスアンプ回路400に流す。
図12は、本実施形態のMRAMの読み出し回路におけるセンスアンプ回路の内部構成の一例を示す等価回路図である。
図12の例のセンスアンプ回路は、4つのn型のトランジスタXN1,XN2,XN3,XN4と、4つのp型のトランジスタXP1,XP2,XP3,XP4と、を含む。
トランジスタXN1の電流経路の一端(ソース/ドレインの一方)は、ノード(第1の入力端子)ND1に接続される。トランジスタXN1の電流経路の他端(ソース/ドレインの他方)は、ノード(第2の入力端子)ND3に接続される。トランジスタXN1のゲートは、ノードND4に接続される。
トランジスタXN2の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続されている。トランジスタXN2の電流経路の他端は、ノードND1に接続される。トランジスタXN2のゲートに、制御信号SEN2が、供給される。
トランジスタXP1の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続されている。トランジスタXP1の電流経路の他端は、ノードND3に接続される。トランジスタXP1のゲートは、トランジスタXN1のゲート及びノードND4に接続される。
トランジスタXP2の電流経路は、トランジスタXP1の電流経路に並列に接続されている。トランジスタXP2の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続される。トランジスタXP2の電流経路の他端は、ノードND3に接続される。トランジスタXP2のゲートに、制御信号SEN1が、供給される。
トランジスタXN3の電流経路の一端は、ノードND2に接続される。トランジスタXN3の電流経路の他端は、ノードND4に接続される。トランジスタXN3のゲートは、ノードND3に接続される。
トランジスタXN4の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタXN4の電流経路の他端は、ノードND2に接続される。トランジスタXN4のゲートに、制御信号SEN2に供給される。
トランジスタXP3の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続される。トランジスタXP3の電流経路の他端は、ノードND4に接続される。トランジスタXP3のゲートは、トランジスタXN3のゲート及びノードND3に接続される。
トランジスタXP4の電流経路は、トランジスタXP3の電流経路に並列に接続されている。トランジスタXP4の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続される。トランジスタXP4の電流経路の他端は、ノードND4に接続される。トランジスタXP4のゲートに、制御信号SEN1が、供給される。
制御信号SEN1,SEN2の信号レベルの制御によって、センスアンプ回路400が、活性化される。
ノードND3に、出力端子DOUTが接続されている。ノードND4に、出力端子bDOUTが接続されている。出力端子DOUTから、選択セルMCkの保持データに対応する信号が、出力される。出力端子bDOUTから、選択セルMCkの保持データの反転データに対応する信号が、出力される。
図13は、本実施形態のMRAMの読み出し回路における調整回路の内部構成の一例を示す等価回路図である。
例えば、調整回路(電流変換回路又は電流分割回路ともよばれる。)409は、カレントミラー回路である。
図13に示されるように、カレントミラー回路409は、2つのn型のトランジスタQ1,Q2を含む。
トランジスタQ1の電流経路の一端は、ノードNDAに接続される。トランジスタQ1の電流経路の他端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタQ1のゲートは、ノードNDAに接続される。
トランジスタQ2の電流経路の一端は、ノードNDBに接続される。トランジスタQ2の電流経路の他端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタQ2のゲートは、トランジスタQ1のゲート及びノードNDAに接続されている。
ノードNDAは、参照セルアレイ149に接続される。ノードNDBは、センスアンプ回路400の第2の入力端子ND2に接続されている。
トランジスタQ1のゲートサイズは、トランジスタQ2のゲートサイズより大きい。
例えば、トランジスタQ1のゲート幅は、トランジスタQ2のゲート幅WのN倍の大きさに設定されている。
この結果として、トランジスタQ2に流れる電流IREF2(=IREF1/N)の電流値は、トランジスタQ1に流れる電流IREF1の電流値のN分の1になる。
例えば、“N”の値は、参照セルアレイ149内のMTJ素子100A,100Bに基づいて、以下のように、設定されてもよい。
参照セルアレイ149は、a×b個の参照MTJ素子100A,100Bを含む。参照セルアレイ149内に、b個の参照セルストリング300が、設けられている。各参照セルストリング300は、a個の参照MTJ素子100A,100Bを有する。
1つの参照セルストリング300のa個の参照MTJ素子のうち、c個のMTJ素子は、P状態のMTJ素子100Bであり、d個(a−c個)のMTJ素子は、AP状態のMTJ素子100Aである。
参照電圧Vrefが参照セルアレイ149に印加された場合、以下の式(B1)に示される電圧(電圧値)Vref,Pが、参照セルアレイ149内のP状態のMTJ素子に印加される。
式(B1)において、“R”は、P状態のMTJ素子の抵抗値を示し、“RAP”は、AP状態のMTJ素子の抵抗値を示す。
このとき、AP状態のMTJ素子の抵抗値RAPは、以下の式(B2)に示される。
ここで、“MR”は、0Vの電圧がMTJ素子に印加された時のMR比を示す。“Vhalf”は、MTJ素子のMR比が、“MR”の半分になる電圧(電圧値)を示す。“Vref,AP”は、参照セルアレイ149内のAP状態のMTJ素子に印加される電圧(電圧値)を示す。
式(B1)は、式(B2)を用いて、以下の式(B3)ように、示すことができる。
これによって、電圧Vref,Pは、以下の式(B4)のように、示される。
ここで、Vref,p>0であるため、電圧Vref,Pは、式(B5)となる。
参照セルアレイ149内のAP状態のMTJ素子に印加される電圧Vref,APは、Vref,AP=Vref−Vref,Pの関係を有する。
それゆえ、電圧Vref,APは、以下の式(B6)で示される。
参照セルアレイ149の抵抗値(合成抵抗)Rrefは、以下の式(B7)で示される。
参照セルアレイ149内に流れる電流IREF1は、以下の式(B8)で示される。
参照電流(IREF1)のN分の1に調整された電流Iref(=IREF2)が、センスアンプ回路400の第2の入力端子に供給される。
電流Irefは、以下の式(B9)で示される。
選択セル内のMTJ素子がP状態である場合における読み出し電流の電流値Iは、以下の式(B10)で示される。
ここで、式(B10)内の“Vread”は、読み出し電圧を示す。
また、選択セル内のMTJ素子がAP状態である場合における読み出し電流の電流値IAPは、以下の式(B11)で示される。
参照電流の電流値は、P状態のMTJ素子に流れる電流の電流値とAP状態のMTJ素子に流れる電流の電流値との間の値に設定される。ここでは、参照電流Irefの電流値は、P状態のMTJ素子に流れる電流の電流値とAP状態のMTJ素子に流れる電流の電流値との平均値とする。
それゆえ、電流Irefは、式(B10)及び式(B11)を用いて、以下の式(B12)のように示すことができる。
さらに、式(B7)及び式(B12)を用いて、電流Irefは、以下の式(B13)の関係となる。
これによって、調整回路の電流変換比Nの値(例えば、カレントミラー回路のトランジスタのゲート幅の比)は、以下の式(B14)に基づいて設定されることが、望ましい。
<動作例>
例えば、本実施形態のMRAMにおいて、電流センス型センスアンプ回路を用いた読み出し動作が、以下のように、実行される。ここでは、上述の図1乃至図13が、適宜参照される。
外部デバイス(ホストデバイス9又はプロセッサ7)がMRAM1内からデータを読み出す場合、外部デバイスは、読み出しコマンド、選択アドレス及び各種の制御信号を、本実施形態のMRAM1に送信する。
本実施形態のMRAM1において、制御回路15は、I/O回路150を介して、読み出しコマンドCMD、選択アドレスADR、及び制御信号CNTを受信する。
制御回路15は、読み出しコマンドCMDに基づいて、読み出し動作を開始する。
制御回路15は、読み出し動作の実行のために、MRAM1内の各回路の動作を制御する。
デコード回路151は、選択アドレスADRをデコードする。選択アドレスADRのデコード結果は、カラム制御回路11及びロウ制御回路12に送信される。
ロウ制御回路12は、選択アドレスADRのデコード結果に基づいて、複数のワード線のうち少なくとも1つのワード線WLを活性化する。
カラム制御回路11は、選択アドレスADRのデコード結果に基づいて、複数のビット線のうち少なくとも1組のビット線対(ビット線BL及びソース線bBL)を活性化する。例えば、カラム選択回路111は、選択アドレスADRのデコード結果に対応するスイッチ(カラム選択スイッチ)M1,M2を、オン状態に設定する。これによって、選択アドレスADRに対応するメモリセルMCkが選択される。
制御回路15は、トランジスタTR2及びスイッチRSWを、オン状態に設定する。これによって、参照セルアレイ149が、活性化される。
クランプトランジスタTR1のゲートに、クランプ電圧VCMPが、印加される。クランプトランジスタTR3,TR4のゲートに、クランプ電圧VREFCが、印加される。
参照電圧VREFが、参照セルアレイ149に印加される。参照セルアレイ149は、参照電圧VREFの印加によって、参照電流IREF1を出力する。
読み出し回路14(1以上の読み出しブロックRB)が、制御回路15によって、活性化される。センスアンプ回路400が、選択セルMCk及び参照セルアレイ149に電気的に接続される。
図12の電流センス型センスアンプ回路400において、動作の初期状態として、制御信号SEN1,SEN2の信号レベルは、制御回路15によって、“L(low)”レベルに設定されている。
この状態において、トランジスタXP2,XP4がオン状態であり、トランジスタXN2,XN4がオフ状態である。
トランジスタXP2を通った電流は、ノードND3,ND1及び選択セルMCkを介して、グランド端子VSSに流出する。トランジスタXP4を通った電流は、ノードND4,ND2を介して、調整回路409を通ってグランド端子VSSに流出する。
読み出し電流IRDの電流値が参照電流(調整参照電流)IREF2の電流値よりも小さい場合のセンスアンプ回路の動作について説明する。この場合、選択セルMCkのMTJ素子100は、AP状態である。
この場合において、トランジスタXP2を流れる電流がトランジスタXP4を流れる電流よりも小さいので、ノードND3の電位が、ノードND4の電位より高くなる。
制御信号SEN1が“H(high)”レベルに設定され、トランジスタXP2,XP4がオフ状態に設定される。このとき、ノードND3の電位がノードND4の電位より高いので、トランジスタXN3のコンダクタンスがトランジスタXN1のコンダクタンスより大きく、トランジスタXP3のコンダクタンスがトランジスタXP1のコンダクタンスより小さくなる。それゆえ、ノードND3の電位は上昇し、ノードND4の電位は減少する。
次に、制御信号SEN2の信号レベルが“H”レベルに設定され、トランジスタXN2,XN4がオン状態に設定される。すると、ノードND1,ND2の電位は、グランド端子VSSに放電される。この時、ノードND3の電位がノードND4の電位よりも高いので、トランジスタXN3のコンダクタンスがトランジスタXN1のコンダクタンスよりさらに大きく、トランジスタXP3のコンダクタンスがトランジスタXP1のコンダクタンスよりさらに小さくなる。それゆえ、ノードND3の電位は上昇し、ノードND4の電位は減少する。
このようなノードND3,ND4の電位の変化は、ノードND3の電位が電圧VRDになり、ノードND4の電位がグランド電圧VSSになるまで続く。
この結果として、ノードND3の電位は、“H”レベルに設定され、ノードND4の電位は、“L”レベルに設定される。この場合において、“H”レベルの信号が、出力端子DOUTから出力される。これによって、“H”レベルの信号に対応するように、“1”データが、選択セルMCkから読み出される。尚、“L”レベルの信号(ここでは、“0”データ)が、出力端子bDOUTから出力される。
読み出し電流IRDの電流値が参照電流(調整参照電流)IREF2の電流値以上である場合のセンスアンプ回路の動作について説明する。この場合、選択セルMCkのMTJ素子は、P状態である。
この場合において、トランジスタXP2を流れる電流がトランジスタXP4を流れる電流よりも大きいで、ノードND3の電位がノードND4の電位よりも小さくなる。
“H”レベルの制御信号SEN1によって、トランジスタXP2,XP4がオフ状態に設定される。このとき、ノードND4の電位がノードND3の電位よりが高いので、トランジスタXN1のコンダクタンスがトランジスタXN3のコンダクタンスより大きく、トランジスタXP1のコンダクタンスがトランジスタXP3のコンダクタンスより小さくなる。それゆえに、ノードND4の電位は上昇し、ノードND3の電位は減少する。
“H”レベルの制御信号SEN2によって、トランジスタXN2,XN4がオン状態にされる。これによって、ノードND1,ND2の電位は、グランド端子VSSに放電される。この時、ノードND4の電位がノードND3の電位より高いので、トランジスタXN1のコンダクタンスがトランジスタXN3のコンダクタンスよりさらに大きくなり、トランジスタXP1のコンダクタンスがトランジスタXP3のコンダクタンスよりもさらに小さくなる。それゆえ、ノードND4の電位はさらに上昇し、ノードND3の電位はさらに減少する。
このようなノードND3,ND4の電位の変化は、ノードND4の電位が電圧VRD,ノードND3の電位がグランド電圧VSSになるまで続く。
この結果として、ノードND4の電位は、“H”レベルに設定され、ノードND3の電位は、“L”レベルに設定される。この場合において、“L”レベルの信号が、出力端子DOUTから出力される。これによって、“L”レベルの信号に対応するように、“0”データが、選択セルMCkから読み出される。尚、“L”レベルの信号(ここでは、“1”データ)が、出力端子bDOUTから出力される。
本実施形態において、参照電圧VREFより小さい読み出し電圧VRDが、選択セルMCkに印加される。これによって、AP状態のMTJ素子の抵抗値とP状態のMTJ素子との間に、比較的大きい抵抗値の差が、確保される。
それゆえ、本実施形態において、P状態のMTJ素子の読み出し電流IRDと参照電流IREF2と間において、及び、AP状態のMTJ素子の読み出し電流IRDと参照電流IREF2の間において、及び、比較的大きい読み出しマージンが、確保できる。
出力端子DOUT(ノードND3)からの出力信号が、読み出しデータとして、読み出し回路14から制御回路19へ送信される。
制御回路19は、I/O回路150を介して、読み出しデータを、外部デバイスに送信する。
以上の動作によって、本実施形態のMRAMの読み出し動作が完了する。
尚、本実施形態のMRAMは、周知の書き込み動作を、適用及び実行できる。それゆえ、本実施形態のMRAMの書き込み動作の説明は、省略される。
(1d) まとめ
本実施形態の磁気メモリ(例えば、MRAM)において、読み出し動作時に、参照回路(参照セルアレイ)に印加される電圧(電圧値)が、選択セルに印加される読み出し電圧(電圧値)より高い。異なる2つの電圧によって、参照回路からの参照信号(参照電流)、及び、選択セルからのセル信号(読み出し電流)が、それぞれ生成される。
本実施形態において、参照回路は、複数の平行磁化配列状態(P状態)の磁気抵抗効果素子と複数の反平行磁化配列状態(AP状態)の磁気抵抗効果素子とを含む。
本実施形態において、参照電圧と読み出し電圧との間の電圧差を補償するための回路が、参照セルアレイとセンスアンプ回路との間に接続されている。
本実施形態の磁気メモリにおいて、比較的高い参照電圧が、参照回路に印加される。これによって、本実施形態の磁気メモリにおいて、磁気抵抗効果素子の抵抗値の電圧依存性に基づいて、P状態の磁気抵抗効果素子の抵抗値とAP状態の磁気抵抗効果素子の抵抗値との間の差を縮小した状態で、参照信号が、生成される。
この結果として、本実施形態の磁気メモリは、磁化反転エラーに起因した参照電流の電流値の変動の悪影響を、低減できる。
本実施形態の磁気メモリにおいて、参照電圧より低い読み出し電圧が選択セルに印加されることによって、P状態の磁気抵抗効果素子の抵抗値とAP状態の磁気抵抗効果素子の抵抗値との間の差を、比較的大きく確保できる。
この結果として、本実施形態の磁気メモリは、比較的大きい読み出しマージンを確保できる。
したがって、第1の実施形態の磁気メモリは、動作の信頼性を向上できる。
(2) 第2の実施形態
図14を参照して、第2の実施形態の磁気メモリについて、説明する。
図14は、本実施形態の磁気メモリ(例えば、MRAM)の一例を説明するため等価回路図である。
図14に示されるように、調整回路409は、カスコード型カレントミラー回路409でもよい。
カスコード型カレントミラー回路409は、4つのトランジスタQ1,Q2,Q3,Q4を含む。
トランジスタQ3の電流経路は、トランジスタQ1の電流経路の他端とグランド端子VSSとの間に直列に接続される。トランジスタQ3のゲートは、トランジスタQ1の電流経路の他端及びトランジスタQ3の電流経路の一端に接続される。
トランジスタQ4の電流経路は、トランジスタQ2の電流経路の他端とグランド端子VSSとの間に直列に接続される。トランジスタQ4のゲートは、トランジスタQ3のゲート及びトランジスタQ3の電流経路の一端に接続される。
トランジスタQ3のゲートサイズは、トランジスタQ1のゲートサイズと同じである。例えば、トランジスタQ3のゲート幅は、トランジスタQ1のゲート幅(N×W)と同じ大きさに設定されている。
トランジスタQ4のゲートサイズは、トランジスタQ2のゲートサイズと同じである。例えば、トランジスタQ4のゲート幅は、トランジスタQ2のゲート幅(W)と同じ大きさに設定されている。
本実施形態のように、カスコード型カレントミラー回路が調整回路409に用いられた場合、調整回路409に対して入力される電圧及び/又は調整回路409から出力される電圧の変動が大きくても、調整回路の参照セルアレイ側の電流及びセンスアンプ側の電流の変換比(調整量)が、安定化できる。
したがって、第2の実施形態の磁気メモリによれば、読み出し動作の信頼性を向上できる。
(3) 第3の実施形態
図15を参照して、第3の実施形態の磁気メモリについて、説明する。
図15は、第3の実施形態の磁気メモリ(例えば、MRAM)の回路構成を説明するための模式図である。
図15に示されるように、読み出し電流の調整のための調整回路409zが、メモリセルアレイ側(選択セル側)に設けられてもよい。
センスアンプ回路400の第1の入力端子ND1は、クランプトランジスタTR1zを介して、調整回路409zに接続されている。クランプトランジスタTR1Bのゲートに、クランプ電圧VCLMPが、印加される。
データの読み出し時において、選択セルMCkは、ソース線側のスイッチM2を介して、調整回路409zに接続される。選択セルMCkは、ビット線側のスイッチM1及びクランプトランジスタTR1Aを介して、電圧端子VRDに接続される。
読み出し電圧VRDは、電圧端子VRDから選択セルMCkに印加される。印加された読み出し電圧VRDによって、読み出し電流(セル電流)IRDが、選択セルMCkに、流れる。
センスアンプ回路400の入力端子ND1に、電流(以下では、読み出し電流又は調整読み出し電流ともよばれる)IRDzが、流れる。電流IRDzは、調整回路409によって調整された電流値を有する。電流IRDzは、読み出し電流IRDのM分の1の電流値を有する。
調整回路409zは、例えば、図13のカレントミラー回路と実質的に同じ構成を有する。
例えば、図13のカレントミラー回路において、ノードNDAが、選択セルMCkに接続される。ノードNDBが、センスアンプ回路400の第1の入力端子ND1に、接続される。
調整回路409zにおいて、センスアンプ回路400に接続されるトランジスタのゲート幅は、選択セルMCkに接続されるトランジスタのゲート幅WのM分の1の大きさに設定されている。
尚、図14のカスコード型のカレントミラー回路が、調整回路409xに用いられてもよい。
本実施形態において、センスアンプ回路400は、調整回路409の調整参照電流IREF2と調整読み出し電流IRDxとを比較する。これによって、選択セルMCkのデータが判別される。
以上のように、第3の実施形態の磁気メモリは、第1の実施形態の磁気メモリと実質的に同じ効果を得られる。
(4) 第4の実施形態
図16乃至図19を参照して、第4の実施形態の磁気メモリについて、説明する。
(4a) 構成例
図16は、本実施形態の磁気メモリ(例えば、MRAM)の回路構成を説明するための模式図である。
図16に示されるように、センスアンプ回路400Aは、選択セルの低電位側に設けられてもよい。
センスアンプ回路400Aは、ソース線SLを介して、選択セルMCkに接続されている。選択セルMCkは、センスアンプ回路400Aの第1の入力端子ND1に接続されている。
参照セルアレイ149は、調整回路409Aを介して、センスアンプ回路400Aに接続される。参照セルアレイ149の一端は、クランプトランジスタTR3を介して、調整回路409Aに接続される。参照セルアレイ149の他端は、トランジスタTR2及びスイッチRSWを介して、グランド端子VSSに接続される。
調整回路409Aは、センスアンプ回路400Aに対して、高電位側に設けられている。
調整回路409Aは、クランプトランジスタTR4を介して、センスアンプ回路400の第2の入力端子ND2に接続されている。
読み出し電圧VRDは、選択ビット線BLを介して、電圧端子VRDから選択セルMCkに印加される。選択セルMCkは、読み出し電流IRDをソース線bBLに出力する。
読み出し電流IRDは、センスアンプ回路400の第1の入力端子ND1に供給される。
参照電圧VREFは、調整回路409Aから参照セルアレイ149に、印加される。参照セルアレイ149は、参照電流IREF1を出力する、
調整回路409Aは、参照電流IREF1に対応した電流IREF2(=IREF1/N)を、出力する。電流IREF2は、センスアンプ回路400第2の入力端子ND2に供給される。
図17は、本実施形態のMRAMの読み出し回路における、センスアンプ回路の内部構成の一例を示す等価回路図である。
図17の例のセンスアンプ回路(例えば、電流センス型センスアンプ回路)400Aは、4つのn型のトランジスタYN1,YN2,YN3,YN4、及び、4つのp型のトランジスタYP1,YP2,YP3,YP4を含む。
トランジスタYP1の電流経路の一端(ソース/ドレインの一方)は、ノードND1に接続される。トランジスタYP1の電流経路の他端(ソース/ドレインの他方)は、ノードND3(出力端子DOUT)に接続される。トランジスタYP1のゲートは、ノードND4(出力端子bDOUT)に接続される。
トランジスタYP2の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続される。トランジスタYP2の電流経路の他端は、ノードND1に接続される。トランジスタYP2のゲートに、制御信号SEN2が、供給される。
トランジスタYN1の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタYN1の電流経路の他端は、ノードND3に接続される。トランジスタYN1のゲートは、トランジスタYP1のゲート及びノードND4に接続される。
トランジスタYN2の電流経路は、トランジスタYN1の電流経路に並列に接続される。トランジスタYN2の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタYN2の電流経路の他端は、ノードND3に接続される。トランジスタYN2のゲートに、制御信号SEN1が、供給される。
トランジスタYP3の電流経路の一端は、ノードND4に接続される。トランジスタYP3の電流経路の他端は、ノードND2に接続される。トランジスタYP3のゲートは、ノードND3に接続される。
トランジスタYP4の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続される。トランジスタYP4の電流経路の他端は、ノードND2に接続される。トランジスタYB4のゲートに、制御信号SEN2が、供給される。
トランジスタYN3の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタYN3の電流経路の他端は、ノードND4に接続される。トランジスタYN3のゲートは、トランジスタYP3のゲート及びノードND3に接続される。
トランジスタYN4の電流経路は、トランジスタYN3の電流経路に並列に接続される。トランジスタYN4の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタYN4の電流経路の他端は、ノードND4に接続される。トランジスタYN4のゲートに、制御信号SEN1が、供給される。
制御信号SEN1の信号レベル及び制御信号SEN2の信号レベルの制御によって、図17のセンスアンプ回路400Aが、活性化される。
上述の図11のセンスアンプ回路と同様に、例えば、ノードND1,ND3の電位とノードND2,ND4の電位との大小関係に応じて、選択セルMCk内のデータが判別される。これによって、選択セルMCkのデータが、出力端子DOUTから出力される。また、選択セルMCkのデータの相補データが、出力端子bDOUTから出力される。
図18は、本実施形態のMRAMの読み出し回路における、調整回路の内部構成の一例を示す等価回路図である。
例えば、調整回路409Aは、カレントミラー回路である。
図18に示されるように、調整回路409Aは、2つのp型のトランジスタQA,QBを含む。
トランジスタQAの電流経路の一端は、電圧端子VREFに接続される。トランジスタQAの電流経路の他端は、ノードNDCに接続される。トランジスタQAのゲートは、ノードNDCに接続されている。
トランジスタQBの電流経路の一端は、電圧端子VREFに接続される。トランジスタQBの電流経路の他端は、ノードNDDに接続される。トランジスタQBのゲートは、トランジスタQAのゲート及びトランジスタQAの電流経路の他端に接続される。
ノードNDCは、参照セルアレイ149に接続される。ノードNDDは、センスアンプ回路400Aの入力端子ND2に接続される。
トランジスタQ1のゲートサイズは、トランジスタQ2のゲートサイズより大きい。
例えば、トランジスタQ1のゲート幅は、トランジスタQ2のゲート幅WのN倍の大きさに設定されている。
この結果として、トランジスタQBに流れる電流IREF2は、トランジスタQAに流れる電流IREF1のN分の1になる。
図19は、図18の例とは異なる調整回路の一例を示す等価回路図である。
図19に示されるように、調整回路409Aは、カスコード構造のカレントミラー回路でもよい。
図19のカレントミラー回路409Aは、4つのp型のトランジスタQA,QB,QC,QDを含む。
トランジスタQCの電流経路は、トランジスタQAの電流経路の他端と電圧端子VREFとの間に直列に接続される。トランジスタQCのゲートは、トランジスタQAの電流経路の他端及びトランジスタQCの電流経路の一端に接続される。
トランジスタQDの電流経路は、トランジスタQBの電流経路の他端と電圧端子VREFとの間に直列に接続される。トランジスタQDのゲートは、トランジスタQCのゲート及びトランジスタQCの電流経路の一端に接続される。
トランジスタQCのゲートサイズは、トランジスタQAのゲートサイズと同じである。トランジスタQDのゲートサイズは、トランジスタQBのゲートサイズと同じである。例えば、トランジスタQCのゲート幅は、トランジスタQAのゲート幅と同じ大きさに設定されている。トランジスタQDのゲート幅は、トランジスタQBのゲート幅と同じ大きさに設定されている。
(4b) 動作例
本実施形態のMRAMの読み出し動作について、説明する。
本実施形態のMRAMの読み出し動作は、第1の実施形態で説明された読み出し動作の各種の制御と実質的に同じである。
但し、以下の点で、本実施形態のMRAMの読み出し動作は、上述の読み出し動作と異なる。
センスアンプ回路400Aにおいて、ノードND1,ND3は、読み出し電流IRDによって、充電される。センスアンプ回路400Aにおいて、ノードND2,ND4は、参照電流IREF2によって、充電される。
選択セルMCk内のMTJ素子100の磁化配列が、P状態である場合、ノードND1,ND3の電位が、ノードND2,ND4の電位より高くなる。この場合において、選択セルMCkのデータは、“0”データであると判定される。
選択セルMCk内のMTJ素子100の磁化配列が、AP状態である場合、ノードND2,ND4の電位が、ノードND1,ND3の電位より高くなる。この場合において、選択セルMCkのデータは、“1”データであると判定される。
これによって、ノードND1の電位に対応する信号が、選択セルMCkのデータとして、出力端子DOUTから出力される。ノードND2の電位に対応する信号が、選択セルMCkのデータの相補データとして、出力端子bDOUTから出力される。
本実施形態の磁気メモリは、上述の実施形態と同様に、参照電流の変動の悪影響を低減できる。
以上のように、第4の実施形態の磁気メモリは、上述の実施形態の磁気メモリと同様に、動作の信頼性を向上できる。
(5) 第5の実施形態
図20を参照して、第5の実施形態の磁気メモリについて、説明する。
図20は、本実施形態の磁気メモリ(例えば、MRAM)の回路構成を説明するための模式図である。
図20に示されるように、調整回路409Azが、選択セルMCkの高電位側に接続されてもよい。
選択セルMCkの読み出し電流IRDに対応する電流IRDzが、調整回路409Azからセンスアンプ回路400Aの入力端子ND1に供給される。
調整回路409Azは、図18又は図19の回路409Aと実質的に同じ構造を有する。調整回路409AzのノードNDCが、選択セルMCkに接続され、調整回路409AzのノードNDDが、センスアンプ回路400Aの入力端子ND1に接続される。
電流IRDzの電流値は、例えば、調整回路409zによって、読み出し電流IRDの電流値のM分の1程度に設定される。
このように、調整回路409Azが、選択セルMCk側に設けられた場合において、読み出し電圧VRDが、調整回路409Azを介して、選択セルMCkに印加され、読み出し電圧VRDより高い参照電圧VREFが、調整回路409Aを介して、参照セルアレイ149に印加される。
第5の実施形態の磁気メモリは、上述の実施形態と同様に、動作の信頼性を向上できる。
(6) 第6の実施形態
図21及び図22を参照して、第6の実施形態の磁気メモリについて、説明する。
(6a) 構成例
図21は、本実施形態の磁気メモリ(例えば、MRAM)の回路構成を説明するための模式図である。
本実施形態のMRAMの読み出し回路において、センスアンプ回路400Bは、電圧センス型のセンスアンプ回路でもよい。
図21に示されるように、センスアンプ回路400Bは、センスアンプセクションSAと、キャパシタC1,C2Aとを有する。
センスアンプセクションSAは、電圧センス型センスアンプ回路400Bにおける、入力された信号のセンス、増幅及び比較を行う。キャパシタC1は、選択セルMCkからの信号(電荷)を保持する。キャパシタC2Aは、参照信号(調整回路400Aから信号)を保持する。
センスアンプセクションSAの第1の入力端子ND1に、キャパシタC1の一端が接続される。キャパシタC1の他端は、グランド端子VSSに接続される。
選択セルMCkは、ビット線側のスイッチM1を介して、電圧端子VRDに接続されている。選択セルMCkは、ソース線側のスイッチM2を介して、キャパシタC1の一端及びセンスアンプセクションSAの第1の入力端子ND1に接続されている。
参照セルアレイ149は、トランジスタTR2及びスイッチRSWを介して、キャパシタC2Bの一端に接続されている。キャパシタC2Bの他端は、グランド端子VSSに接続されている。参照セルアレイ149は、調整回路409Aの一方のノードに接続されている。
調整回路409Aは、参照セルアレイ149の高電位側に設けられている。調整回路409Aの他方のノードは、スイッチSW1を介して、キャパシタC2Aの一端及びセンスアンプセクションSAの第2の入力端子ND2に接続されている。例えば、本実施形態において、調整回路409Aは、図18又は図19の構成を有する。参照セルアレイ149は、トランジスタ(又はスイッチ)を介して、調整回路409Aに接続されてもよい。
キャパシタC2Aの一端は、センスアンプセクションSAの第2の入力端子ND2に接続される。キャパシタC2Aの他端は、グランド端子VSSに接続される。
例えば、キャパシタC2Bの容量は、キャパシタC2Aの容量のN倍に設定される。これによって、参照電流IREF1,IREF2の発生時において、キャパシタC2Aの電位は、キャパシタC2Bの電位と実質的に同じになる。
尚、読み出し回路14に用いられるキャパシタC1,C2A,C2Bは、固定キャパシタ素子に限定されず、回路間を接続する配線の配線容量が、キャパシタとして利用されてもよい。
図22は、本実施形態のMRAMにおける、電圧センス型センスアンプ回路の内部構成の一例を示す等価回路図である。
図22に示されるように、電圧センス型センスアンプ回路400Bにおいて、センスアンプセクションSAは、4つのN型のトランジスタZN1,ZN2,ZN3,ZN4、及び、2つのP型のトランジスタZP1,ZP2を含む。
トランジスタZN1の電流経路の一端は、ノードND3に接続される。トランジスタZN1の電流経路の他端は、ノードND1に接続される。トランジスタZN1のゲートは、ノードND2に接続される。
トランジスタZN2の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタZN2の電流経路の他端は、ノードND3に接続される。トランジスタZN2のゲートに、制御信号SENが、供給される。
トランジスタZP1の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続される。トランジスタZP1の電流経路の他端は、ノードND1に接続される。トランジスタZP1のゲートは、トランジスタZN1のゲート及びノードND2に接続される。
トランジスタZN3の電流経路の一端は、ノードND4に接続される、トランジスタZN3の電流経路の他端は、ノードND2に接続される。トランジスタZN3のゲートは、ノードND1に接続される。
トランジスタZN4の電流経路の一端は、グランド端子VSSに接続される。トランジスタZN4の電流経路の他端は、ノードND4に接続される。トランジスタZN4のゲートに、制御信号SENが、供給される。
トランジスタZP3の電流経路の一端は、電圧端子VRDに接続される。トランジスタZP3の電流経路の他端は、ノードND2に接続される。トランジスタZP3のゲートは、トランジスタZN3のゲート及びノードND1に接続される。
ノードND1は、キャパシタC1に接続されている。ノードND2は、キャパシタC2Aに接続される。例えば、電圧センス型センスアンプ回路400Bにおいて、ノードND1に出力端子DOUTが、接続され、ノードND2に出力端子bDOUTが、接続される。
読み出し動作時において、キャパシタC1の電位が、ノードND1に印加され、キャパシタC2Aの電位が、ノードND2に印加される。
制御信号SENの信号レベルの制御によって、図22のセンスアンプ回路400Bが、活性化される。
上述のセンスアンプ回路と同様に、例えば、ノードND1,ND3の電位とノードND2,ND4の電位との大小関係に応じて、選択セルMCk内のデータが判別される。これによって、選択セルMCkのデータが、出力端子DOUTから出力される。また、選択セルMCkのデータの相補データが、出力端子bDOUTから出力される。
(6b) 動作例
本実施形態のMRAMの読み出し動作は、以下のように、実行される。
本実施形態のMRAMは、上述の実施形態のMRAMの読み出し動作と同様に、読み出しコマンドCMDに基づいて、読み出し動作を、開始する。
読み出し動作時において、選択アドレスADRに基づいて、ビット線BL及びソース線bBLが、選択される。これによって、選択セルMCkが、活性化される。また、参照セルアレイ149が、活性化される。
選択セルMCkに、読み出し電圧VRDが、印加される。読み出し電圧VRDに応じた読み出し電流IRDが、選択セルMCk内に流れる。
参照セルアレイ149に、参照電圧VREFが、印加される。
電圧センス型センスアンプ回路400Bを用いた読み出し動作において、電流センス型センスアンプ回路を用いた読み出し動作と同様に、参照電圧VREFの電圧値(絶対値)は、読み出し電圧VRDの電圧値より大きい。
参照電圧VREFに応じた参照電流IREF1が、参照セルアレイ149内に、流れる。参照電流IREF1は、調整回路409Aに供給される。調整回路409Aは、参照電流IREF2を出力する。
キャパシタC1は、読み出し電流IRDによって、充電される。キャパシタC2Aは、参照電流IREF2によって、充電される。
制御信号SENが、“H”レベルに設定され、センスアンプセクションSAが、活性化される。
これによって、センスアンプセクションSAは、キャパシタC1,C2Aの電位(信号電荷量)を、センス及び増幅する。センスアンプセクションSAは、キャパシタC1の電位とキャパシタC2Aの電位とを、比較する。
例えば、図21のセンスアンプ回路400Bにおいて、キャパシタC1の電位は、ノードND1に供給され、キャパシタC2Aの電位は、ノードND2に供給される。
電圧センス型センスアンプ回路400Bにおいて、上述の電流センス型センスアンプ回路と同様に、2つのノードND1,ND2の電位の大小関係に応じて、2つのノードND1,ND2のうち一方のノードが、“H”レベルに設定され、他方のノードが、“L”レベルに設定される。この結果として、選択セルMCkのデータが、“0”データであるか“1”データであるか、判定される。
このように、本実施形態のMRAMにおいて、電圧センス型センスアンプ回路400Bによって、選択セルMCkのデータが、読み出される。
読み出されたデータは、本実施形態のMRAMから外部デバイスに送信される。
以上のように、本実施形態のMRAMのデータの読み出しが、完了する。
(6c) まとめ
本実施形態の磁気メモリにおいて、電圧センス型のセンスアンプ回路が、読み出し回路に用いられる。
電圧センス型センスアンプ回路によるデータの読み出しにおいて、参照信号を生成するための電圧(電圧値)は、セル信号を生成するための電圧(電圧値)より高い。
本実施形態の磁気メモリのように、読み出し回路のセンスアンプ回路が電圧センス型センスアンプ回路であっても、参照回路(参照セルアレイ)と選択セルとで異なる電圧値の電圧を印加して、データの読み出しが、実行できる。
したがって、第6の実施形態の磁気メモリは、上述の実施形態の磁気メモリの効果と実質的に同じ効果を得ることができる。
(7) 第7の実施形態
図23を参照して、第7の実施形態の磁気メモリについて、説明する。
図23は、本実施形態の磁気メモリ(例えば、MRAM)の回路構成を説明するための模式図である。
図23に示されるように、電圧センス型センスアンプ回路400Bを含む読み出し回路において、調整回路409Azが、選択セル側に設けられてもよい。
選択セルMCkは、ソース線側のスイッチM2を介して、キャパシタC1Bの一端に接続されている。キャパシタC1Bの他端は、グランド端子VSSに接続されている。キャパシタC1Bの静電容量は、キャパシタC1Aの静電容量のM倍に設定されている。これによって、読み出し電流IRD,IRDzの発生時において、キャパシタC1Bの電位は、キャパシタC1Aの電位と同じになる。
選択セルMCkは、ビット線BL側のスイッチM1を介して、調整回路409Azに接続される。
調整回路409Azは、例えば、図18又は図19の構成と実質的に同じ構成を有する。図18(又は図19)の構成を有する調整回路409AzのノードNDCが、選択セルMCkに接続され、調整回路409AzのノードNDDが、センスアンプ回路400Bに接続される。
調整回路409Azの一方のノードNDCは、選択セルMCkに接続されている。
調整回路409Azの他方のノードNDDは、スイッチSW1zを介して、センスアンプセクションSAの第1の入力端子ND1、及び、キャパシタC1Aの一端に接続されている。キャパシタC1Aの他端は、グランド端子VSSに接続される。
調整回路409Azは、電流IRDz(=IRD/M)を、センスアンプ回路400BのキャパシタC1Aに供給する。電流IRDzの電流値は、読み出し電流IRDの電流値のM分の1倍である。これによって、キャパシタC1Aは、電流IRDzによって、充電される。調整回路409Azにおいて、ノードNDC側のトランジスタのゲート幅は、ノードNDD側のトランジスタのゲート幅のM倍に設定されている。
調整回路409Aは、電流IREF2(=IREF2/N)を、センスアンプ回路400BのキャパシタC2Aに供給する。これによって、キャパシタC2Aは、電流IREF2によって充電される。
センスアンプセクションSAは、第6の実施形態の例と同様に、キャパシタC1Aの電位とキャパシタC2Aの電位とを、センス、増幅及び比較する。
これによって、選択セルMCk内のデータが、判定される。判定結果が、読み出しデータとして、本実施形態のMRAM1から外部デバイスに送信される。
以上のように、第7の実施形態の磁気メモリは、上述の他の実施形態と同様に、動作の信頼性を向上できる。
(8) その他
本実施形態において、MRAMが、本実施形態の磁気メモリとして、例示されている。但し、本実施形態は、磁気抵抗効果素子を用いた磁気メモリであれば、MRAMに限定されない。
本実施形態のメモリデバイスとしてのMRAMにおいて、MTJ素子に、面内磁化型のMTJ素子が用いられてもよい。面内磁化型のMTJ素子において、磁性層(記憶層及び参照層)の磁化方向は、磁性層の層面に対して、実質的に平行である。面内磁化型のMTJ素子において、磁性層の磁気異方性は、磁性層の形状磁気異方性などを利用して、磁性層の磁化方向が、磁性層の層面に対して、実質的に平行にされる。面内磁化型のMTJ素子において、磁性層の磁化は、磁性層の積層方向に対して垂直な方向に設定される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
100,100A,100B:磁気抵抗効果素子、149:参照セルアレイ、14:読み出し回路、400,400A,400B:センスアンプ回路、409,409z,409A,409Az:調整回路。

Claims (7)

  1. 第1の磁気抵抗効果素子を含むメモリセルと、
    第1の抵抗状態を有する第2の磁気抵抗効果素子及び第2の抵抗状態を有する第3の磁気抵抗効果素子を含む参照回路と、
    前記メモリセルの出力に基づく第1の信号と前記参照回路の出力に基づく第2の信号とに基づいて、前記メモリセル内のデータを読み出す、読み出し回路と、
    を具備し、
    前記データの読み出し時において、
    第1の電圧が、前記第1の磁気抵抗効果素子に印加され、
    前記第1の電圧より高い第2の電圧が、前記第2の磁気抵抗効果素子及び前記第3の磁気抵抗効果素子に印加される、
    磁気メモリ。
  2. 前記読み出し回路は、
    前記第1の信号と前記第2の信号とをセンスする第1の回路と、
    前記第1の電圧に基づく信号値と前記第2の電圧に基づく信号値との差を調整するための第2の回路と、
    を含み、
    前記第1の回路の第1の端子は、前記メモリセルに接続され、
    前記第1の回路の第2の端子は、前記第2の回路を介して、前記参照回路に接続される、
    請求項1に記載の磁気メモリ。
  3. 前記参照回路の第1の電流が、前記第2の回路の第3の端子に流れ、
    前記第1の電流に対応する第2の電流が、前記第2の回路の第4の端子に流れ、
    前記第2の信号は、前記第2の電流から生成される、
    請求項2に記載の磁気メモリ。
  4. 前記第2の回路は、
    前記参照回路に接続された第1の電流経路と、第1のゲート幅を有し、前記第1の電流経路の一端に接続される第1のゲートを含む第1のトランジスタと、
    前記第2の端子に接続された第2の電流経路と、前記第1のゲート幅より小さい第2のゲート幅を有し、前記第1のゲートに接続される第2のゲートを含む第2のトランジスタと、
    を含む、
    請求項2又は3に記載の磁気メモリ。
  5. 前記読み出し回路は、第3の回路をさらに含み、
    前記第3の回路は、
    前記メモリセルに接続され、前記メモリセルの第3の電流が流れる第5の端子と、
    前記第1の端子に接続され、前記第3の電流に対応する第4の電流が流れる第6の端子と、
    含み、
    前記第1の信号は、前記第4の電流から生成される、
    請求項2乃至4のいずれか1項に記載の磁気メモリ。
  6. 前記第3の回路は、
    前記メモリセルに接続された第3の電流経路と、第3のゲート幅を有し、前記第3の電流経路の一端に接続される第3のゲートを含む第3のトランジスタと、
    前記第1の端子に接続された第4の電流経路と、前記第3のゲート幅より小さい第4のゲート幅を有し、前記第3のゲートに接続される第4のゲートを含む第4のトランジスタと、
    を含む、
    請求項5に記載の磁気メモリ。
  7. 請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の磁気メモリと、
    前記磁気メモリに接続されたプロセッサと、
    を具備するメモリシステム。
JP2018053056A 2018-03-20 2018-03-20 磁気メモリ及びメモリシステム Active JP6505902B1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018053056A JP6505902B1 (ja) 2018-03-20 2018-03-20 磁気メモリ及びメモリシステム
US16/118,880 US10460784B2 (en) 2018-03-20 2018-08-31 Magnetic memory and memory system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018053056A JP6505902B1 (ja) 2018-03-20 2018-03-20 磁気メモリ及びメモリシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6505902B1 true JP6505902B1 (ja) 2019-04-24
JP2019164872A JP2019164872A (ja) 2019-09-26

Family

ID=66324211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018053056A Active JP6505902B1 (ja) 2018-03-20 2018-03-20 磁気メモリ及びメモリシステム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10460784B2 (ja)
JP (1) JP6505902B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112633485A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 旺宏电子股份有限公司 数据感测装置及其数据感测方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10839879B2 (en) * 2018-09-27 2020-11-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Read techniques for a magnetic tunnel junction (MTJ) memory device with a current mirror
US10803913B1 (en) * 2019-06-11 2020-10-13 Applied Materials, Inc. Narrow range sense amplifier with immunity to noise and variation
US11289142B2 (en) * 2020-09-01 2022-03-29 Avalanche Technology, Inc. Nonvolatile memory sensing circuit including variable current source
JP2022051409A (ja) 2020-09-18 2022-03-31 キオクシア株式会社 可変抵抗型記憶装置
JP2022051347A (ja) 2020-09-18 2022-03-31 キオクシア株式会社 半導体記憶装置およびその制御方法
US11854590B2 (en) 2021-04-23 2023-12-26 Applied Materials, Inc. Reference generation for narrow-range sense amplifiers

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4049604B2 (ja) 2002-04-03 2008-02-20 株式会社ルネサステクノロジ 薄膜磁性体記憶装置
JP4084089B2 (ja) 2002-05-30 2008-04-30 株式会社ルネサステクノロジ 薄膜磁性体記憶装置
JP4144784B2 (ja) 2002-07-30 2008-09-03 シャープ株式会社 半導体記憶装置の読み出し回路、そのリファレンス回路および半導体記憶装置
WO2008146553A1 (ja) * 2007-05-29 2008-12-04 Nec Corporation 磁気ランダムアクセスメモリ
JP4712779B2 (ja) 2007-10-19 2011-06-29 ルネサスエレクトロニクス株式会社 薄膜磁性体記憶装置
JP2010079974A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JP5138836B2 (ja) * 2011-04-13 2013-02-06 パナソニック株式会社 参照セル回路とそれを用いた抵抗変化型不揮発性記憶装置
JP5929268B2 (ja) 2012-02-06 2016-06-01 凸版印刷株式会社 不揮発性メモリセルアレイ、および不揮発性メモリ
KR102011138B1 (ko) * 2013-04-25 2019-10-21 삼성전자주식회사 전류 생성기를 포함하는 불휘발성 메모리 장치 및 그것의 동작 전류 보정 방법
JP2015061043A (ja) 2013-09-20 2015-03-30 株式会社東芝 抵抗変化メモリ
US9251881B2 (en) * 2013-09-27 2016-02-02 Qualcomm Incorporated System and method to trim reference levels in a resistive memory
KR102169681B1 (ko) * 2013-12-16 2020-10-26 삼성전자주식회사 감지 증폭기, 그것을 포함하는 불휘발성 메모리 장치 및 그것의 센싱 방법
JP6398090B2 (ja) * 2014-02-20 2018-10-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 不揮発性半導体記憶装置
KR102212750B1 (ko) * 2014-07-23 2021-02-05 삼성전자주식회사 저항성 메모리 장치, 이를 포함하는 메모리 시스템 및 저항성 메모리 장치의 데이터 독출 방법
KR102189824B1 (ko) * 2014-08-04 2020-12-11 삼성전자주식회사 메모리 장치의 단위 어레이, 이를 포함하는 메모리 장치 및 메모리 시스템
JP2018147532A (ja) * 2017-03-03 2018-09-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体記憶装置及び情報処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112633485A (zh) * 2019-09-24 2021-04-09 旺宏电子股份有限公司 数据感测装置及其数据感测方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019164872A (ja) 2019-09-26
US10460784B2 (en) 2019-10-29
US20190295621A1 (en) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6505902B1 (ja) 磁気メモリ及びメモリシステム
US10157655B2 (en) Memory device
JP5173706B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置およびその読み出し方法
US20050169038A1 (en) Semiconductor memory device
JP2017112351A (ja) 磁気メモリ
US20050180205A1 (en) Magnetic random access memory and method of reading data from the same
JP4901899B2 (ja) 磁気抵抗効果メモリ
US9336882B2 (en) Semiconductor storage device and driving method thereof
KR101068573B1 (ko) 반도체 메모리 장치
JP2010267363A (ja) 半導体メモリ装置
US9754664B2 (en) Semiconductor memory
US10410706B2 (en) Resistance change type memory
US20070127288A1 (en) Memory device capable of stable data writing
JP2011008849A (ja) メモリ及び書き込み制御方法
US8630136B2 (en) Semiconductor memory
JP2020155186A (ja) メモリデバイス
US20140286075A1 (en) Resistance change memory
US10020040B2 (en) Semiconductor memory device
US20050195644A1 (en) Magnetoresistive random access memory and driving method thereof
JP2006155846A (ja) 半導体記憶装置
US20180277177A1 (en) Memory device and memory system
US7154775B2 (en) Magnetic random access memory
US20220084575A1 (en) Memory device
TWI620182B (zh) 半導體記憶體裝置
JP2012069694A (ja) 磁気メモリ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180320

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190327

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6505902

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151