KR100506064B1 - 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이 - Google Patents

자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이 Download PDF

Info

Publication number
KR100506064B1
KR100506064B1 KR10-2002-0082036A KR20020082036A KR100506064B1 KR 100506064 B1 KR100506064 B1 KR 100506064B1 KR 20020082036 A KR20020082036 A KR 20020082036A KR 100506064 B1 KR100506064 B1 KR 100506064B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sense
ferromagnetic layer
mtj element
word lines
line
Prior art date
Application number
KR10-2002-0082036A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040055384A (ko
Inventor
임재형
정동윤
강희복
장인우
이승석
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
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 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR10-2002-0082036A priority Critical patent/KR100506064B1/ko
Priority to JP2003302881A priority patent/JP4399211B2/ja
Priority to US10/651,027 priority patent/US7031186B2/en
Priority to TW092125285A priority patent/TWI234879B/zh
Priority to CNB2003101133303A priority patent/CN1260565C/zh
Publication of KR20040055384A publication Critical patent/KR20040055384A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100506064B1 publication Critical patent/KR100506064B1/ko
Priority to US11/357,214 priority patent/US7333361B2/en
Priority to US11/963,614 priority patent/US7609547B2/en
Priority to JP2009214614A priority patent/JP5059824B2/ja
Priority to JP2009214634A priority patent/JP5059825B2/ja
Priority to US12/606,015 priority patent/US8174879B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

본 발명은 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이에 관한 것으로, 각각 다른 복수개의 성분으로 구성된 주변 물질들의 성분을 서로 다른 자기장의 검출에 따라 센싱하여 전기적 성분으로 분리 및 분석하도록 하는 기술을 개시한다.
본 발명의 센싱 셀 어레이는 MTJ(Magnetic Tunnel Junction) 소자 및 자성물질(전류 라인)을 구비하는 자기저항 센서를 바이오 센서 칩에 복수개의 로오 및 컬럼 형태를 갖는 센싱 셀 어레이로 배치하여, 각각 다른 특성을 띠는 주변물질의 성분에 따라 각각 상이한 자기장을 센싱하여, 분석하고자 하는 주변물질의 성분을 전기적 성분으로 분리하도록 한다.

Description

자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이{Magnetoresistive sensor and sensing cell array using the same}
본 발명은 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이에 관한 것으로, 각각 다른 특성을 띠는 자기 저항 센서에 따라 주변 물질의 성분에 대응하는 서로 다른 자기장을 센싱하여 전기적 성분으로 분석할 수 있도록 하는 기술이다.
현재 대부분의 반도체 메모리 제조 업체들은 차세대 기억소자의 하나로서, 강자성체 물질을 이용하고 있으며, 특히, MTJ(Magnetic Tunnel Junction;자기 터널 접합) 소자, GMR(Giant Magneto Resistance;거대 자기 저항) 소자 등을 개발하고 있다.
MTJ 소자는 스핀 자기투과(MTJ) 현상을 이용하는 것으로, 절연층을 사이에 둔 두 자성층에서 스핀 방향이 같은 경우가 스핀 방향이 다른 경우보다 전류 투과가 훨씬 잘 일어난다는 원리를 적용한 것이다.
GMR 소자는 거대자기 저항(GMR) 현상을 이용하는 것으로, 비자성층을 사이에 둔 두 자성층에서의 스핀방향이 다른 경우가, 스핀방향이 같은 경우보다 저항이 크게 달라지는 원리를 적용한 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 MTJ 소자의 동작 원리를 나타낸다.
MTJ 소자는 가변 강자성층(Free magnetic layer;1), 터널 접합층(Tunnel junction layer;2) 및 고정 강자성층(Fixed magnetic layer;3)으로 형성된다.
MTJ 소자는 고정 강자성층(3)의 자력선이 주변 물질을 통해 가변 강자성층(1)으로 전달될 때 중간 주변 물질마다 자화율이 다름을 이용하여 서로 다른 자기저항의 변화값을 얻을 수 있게 된다.
즉, 자속밀도 B=uH(여기서, u;자화율,H;자속)으로 표현되는데 자화율 u에 따라 각각 다른 자속밀도 B의 값을 얻을 수 있다.
여기서, 도 1a에서와 같이 고정 강자성층(3)과 가변 강자성층(1)의 사이에 큰 자화율 u을 갖는 주변물질이 존재하면 고저항 R이 생성되어 저전류 경로가 형성된다. 따라서, 가변 강자성층(1)의 자속밀도 B는 큰 값을 갖게 된다. 반면에, 도 1b에서와 같이 고정 강자성층(3)과 가변 강자성층(1)의 사이에 작은 자화율 u을 갖는 주변물질이 존재하면 저저항 R이 생성되어 고전류 경로가 형성된다. 따라서, 가변 강자성층(1)의 자속밀도 B는 작은 값을 갖게 된다.
따라서, 고정 강자성층(3)과 가변 강자성층(1)의 사이에 구비된 주변물질의 자화율 u에 따라 각각 다른 자기 저항의 값을 얻을 수 있게 된다.
한편, 사람의 질병을 검진하기 위해서 혈액 속의 성분을 분석하는 센싱 방법, 혼합물 성분을 분석하는 센싱 방법 또는 피부 인식을 위한 센싱 방법이 이용된다. 하지만, 상술된 센싱 방법들은 주로 화학적인 성분 분석 방법에 의존하고 있는 실정이고, 테스트를 위한 시간이 오래 걸리게 되어 단시간 안에 다양한 주변 물질의 성분을 분석할 수 없게 되는 문제점이 있다.
따라서, 단시간에 다양한 주변물질의 성분을 분석하기 위하여 상술된 자기저항 센서를 이용하여 주변 물질의 성분을 정량적으로 분석하는 방법의 필요성이 점점 커지게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 각각 다른 특성을 갖는 자기 저항 센서를 복수개 이용하여 자기저항 값에 따라 다르게 나타나는 주변 물질의 성분을 전기적 성분으로 분리하여 정량적으로 분석할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기저항 센서는, 센스 워드라인 전압이 인가되는 가변 강자성층과, 터널 접합층 및 고정 강자성층으로 형성된 MTJ 소자와, 가변 강자성층의 상부에 형성되어 가변 강자성층과의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 자성물질 및 MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성되고, MTJ 소자에서 센싱된 전류를 센스 비트라인으로 출력하는 스위칭 소자를 구비하여, 자기장에 형성된 주변 물질에 따라 다른 자기저항 값을 갖게 되어, 스위칭 소자를 통해 출력되는 전류가 서로 다른 값을 갖게 됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자기저항 센서는, 센스 워드라인 전압이 인가되는 가변 강자성층과, 터널 접합층 및 고정 강자성층으로 형성된 MTJ 소자와, 가변 강자성층의 상부에 형성되어 포싱 워드라인 전압이 인가되고, 가변 강자성층과의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 전류라인 및 MTJ 소자의 고정 강자성층 하부에 형성되고, MTJ 소자에서 센싱된 전류를 센스 비트라인으로 출력하는 스위칭 소자를 구비하여, 자기장에 형성된 주변 물질에 따라 다른 자기저항 값을 갖게 되어, 스위칭 소자를 통해 출력되는 전류가 서로 다른 값을 갖게 됨을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이는, 각각 평행하게 배치되는 복수개의 센스 워드라인 및 복수개의 워드라인과, 복수개의 센스 워드라인 및 복수개의 워드라인과 수직으로 배치되는 복수개의 센스 비트라인과, 복수개의 센스 워드라인, 복수개의 워드라인 및 복수개의 센스 비트라인 사이에 연결되고, 자성물질과의 자기결합에 의해 유도되는 자기장에 형성된 주변물질에 따라 각각 서로 다른 자기저항 값을 센싱하는 복수개의 자기저항 센서 및 복수개의 센스 비트라인에 연결된 복수개의 센스앰프를 구비함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이는, 각각 평행하게 배치되는 복수개의 센스 워드라인, 복수개의 워드라인 및 복수개의 포싱 워드라인과, 복수개의 센스 워드라인, 복수개의 워드라인 및 복수개의 포싱 워드라인과 수직으로 배치되는 복수개의 센스 비트라인과, 복수개의 센스 워드라인, 복수개의 워드라인, 복수개의 포싱 워드라인 및 복수개의 센스 비트라인 사이에 연결되고, 포싱 워드라인 전압이 인가되는 전류라인과의 자기결합에 의해 유도되는 자기장에 형성된 주변물질에 따라 각각 서로 다른 자기저항 값을 센싱하는 복수개의 자기저항 센서 및 복수개의 센스 비트라인에 연결된 복수개의 센스앰프를 구비함을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이의 개념도를 나타낸다.
먼저, 복수개의 자기저항 센서를 N개의 컬럼과 M개의 로오로 이루어진 센싱 셀 어레이에 배치하고, 센싱 셀 어레이로 이루어진 바이오 센서 칩을 패키지 혹은 웨이퍼 레벨에서 준비한다.
그리고, 주변 물질로 이루어진 성분 측정 데이타들을 각각의 자기저항 센서에 노출시킨다. 이후에, 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이에서 각각의 성분 측정 데이타들을 측정하고, 혈액 성분 분석 수단을 이용하여 전기적으로 분석하게 된다.
여기서, 주변 물질로써는 혈액, 가스 또는 기타 용액이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 혈액 성분을 그 실시예로 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 MTJ 소자를 이용한 본 발명의 자기저항 센서의 단면 구성도이다.
먼저, 도 3a는 자성물질을 이용한 자기저항 센서의 단면도를 나타낸다.
본 발명은 하나의 스위칭 소자와, 하나의 MTJ소자(21) 및 하나의 자성물질(Magnetic material;17)을 구비한다.
여기서, MTJ 소자(21)는 센스 워드라인 S_WL으로 이용되는 가변 강자성층(18), 터널 접합층(19) 및 고정 강자성층(20)을 구비한다.
그리고, 스위칭 소자는 NMOS트랜지스터로 이루어지는데, NMOS트랜지스터의 한쪽 드레인 단자(10)는 콘택라인(13)을 통해 센스 비트라인(16)에 연결된다. NMOS트랜지스터의 게이트 단자(12)는 워드라인(15)과 연결되며, 소스 단자(11)는 콘택라인(14)을 통해 MTJ 소자(21)의 하부에 형성된 베리어 도전층(22)과 연결된다.
또한, MTJ 소자(21)의 가변 강자성층(18)의 상부에는 옥사이드 등의 절연물질(23)로 절연되어 있고, 가변 강자성층(18)과 자성물질(17)이 자기 결합되어 소싱 자기장(Sourcing magnetic field)을 형성한다. 그리고, 전체 소자들은 옥사이드 보호층(24)에 의해 절연된다.
따라서, 본 발명은 센스 워드라인 S_WL으로 이용되는 가변 강자성층(18)에 흐르는 전류의 변화에 의해 유도되는 자기장의 크기가 변화된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 자기저항 센서는, 외부에서 전압의 인가되지 않는 경우에도 영구자석으로 이루어진 자성물질(17)의 특성에 의해, 가변 강자성층(18)과 자성물질(17)의 사이에 소싱 자기장이 유도된다. 따라서, 자기장에 형성된 자화 매질의 성분에 따라 서로 다르게 나타나는 자기 저항의 값을 측정한다.
도 3b는 전류라인을 이용한 자기저항 센서의 단면도를 나타낸다.
본 발명은 하나의 스위칭 소자와, 하나의 MTJ소자(41) 및 하나의 전류라인(Current line;37)을 구비한다.
여기서, MTJ 소자(41)는 센스 워드라인 S_WL으로 이용되는 가변 강자성층(38), 터널 접합층(39) 및 고정 강자성층(40)을 구비한다.
그리고, 스위칭 소자는 NMOS트랜지스터로 이루어지는데, NMOS트랜지스터의 한쪽 드레인 단자(30)는 콘택라인(33)을 통해 센스 비트라인(36)에 연결된다. NMOS트랜지스터의 게이트 단자(32)는 워드라인(35)과 연결되며, 소스 단자(31)는 콘택라인(34)을 통해 MTJ 소자(41)의 하부에 형성된 베리어 도전층(42)과 연결된다.
또한, MTJ 소자(41)의 가변 강자성층(38)의 상부에는 옥사이드 등의 절연물질(43)로 절연되어 있고, 가변 강자성층(38) 및 포싱(Forcing) 워드라인 F_WL으로 이용되는 전류라인(37)이 자기 결합되어 소싱 자기장(Sourcing magnetic field)을 형성한다. 그리고, 전체 소자들은 옥사이드 보호층(44)에 의해 절연된다.
따라서, 본 발명은 포싱 워드라인 F_WL에 흐르는 전류의 세기에 의해 포싱 워드라인 F_WL 둘레에 유도되는 자기장과, 센스 워드라인 S_WL으로 이용되는 가변 강자성층(38)에 흐르는 전류의 변화에 따라서 유도되는 자기장의 크기가 변화된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 자기저항 센서는, 전류 라인(37)에 전류 소스가 있을 경우에만 가변 강자성층(38)과 전류라인(37)의 사이에 소싱 자기장이 유도된다. 따라서, 자기장에 형성된 자화 매질의 성분에 따라 서로 다르게 나타나는 자기 저항의 값을 측정한다.
도 4a 및 도 4b는 자기저항 센서의 주변 자화 매질에 따른 동작 특성을 나타낸다.
도 4a에서와 같이 자기저항 센서의 주변 자화 매질이 공기일 경우, 공기의 자화율이 낮으므로 가변 강자성층(18,38)의 자화밀도도 작아 자기 저항이 작게 나타난다. 반면에, 도 4b에서와 같이 자기저항 센서의 주변 자화 매질이 바이오 물질(혈액)일 경우, 혈액의 자화율이 공기보다 높으므로 가변 강자성층(18,38)의 자화밀도도 커져 자기 저항이 크게 나타난다.
도 5a 및 도 5b는 도 3a의 구조를 갖는 자성물질을 이용한 자기저항 센서의 센스 워드라인 S_WL 전압 변화에 따른 성분 분리를 나타낸다.
먼저, 센스 워드라인(18)에 센싱 전압을 인가하면 혈액 성분의 분극 특성에 의해 도 5a에서와 같이 낮은 센스 워드라인(17) 전압에서부터 서서히 혈액 성분의 분리가 시작된다. 그리고, 도 5b에서와 같이 높은 센스 워드라인(17) 전압에서는 혈액 성분이 더욱 더 큰 스펙트럼으로 분리된다.
따라서, 두 센싱 전극인 고정 강자성층(20)과 가변 강자성층(18)의 주변 자화 매질의 자화 밀도가 센스 워드라인(18)의 전압값에 따라 달라지게 되어 자기저항값이 다르게 센싱된다. 혈액 성분 분석 수단은 자기저항 센서로부터 이러한 서로 다른 자기 저항값을 측정하여 혈액 성분을 정량적으로 분석할 수 있게 된다.
도 6a 및 도 6b는 도 3b의 구조를 갖는 전류라인을 이용한 자기저항 센서의 센스 워드라인 S_WL(또는, 포싱 워드라인 F_WL) 전압 변화에 따른 성분 분리를 나타낸다.
먼저, 센스 워드라인(38)에 센싱 전압을 인가하거나(또는, 전류라인(37)에 포싱 전압을 인가하면), 혈액 성분의 분극 특성에 의해 도 6a에서와 같이 낮은 센스 워드라인(38)(또는, 포싱 워드라인(37)) 전압에서부터 서서히 혈액 성분의 분리가 시작된다. 그리고, 도 6b에서와 같이 높은 센스 워드라인(38)(또는, 포싱 워드라인(37)) 전압에서는 혈액 성분이 더욱 더 큰 스펙트럼으로 분리된다.
따라서, 두 센싱 전극인 고정 강자성층(40)과 가변 강자성층(38)의 주변 자화 매질의 자화 밀도가 센스 워드라인(38)(또는, 포싱 워드라인)의 전압값에 따라 달라지게 되어 자기저항값이 다르게 센싱된다. 혈액 성분 분석 수단은 자기저항 센서로부터 이러한 서로 다른 자기저항값을 측정하여 혈액 성분을 정량적으로 분석할 수 있게 된다.
한편, 도 7a는 자성물질을 이용한 본 발명의 자기저항 센서에 관한 레이아웃 구성도를 나타낸다.
센스 비트라인 S_BL과 센스 워드라인 S_WL이 서로 수직으로 교차하여 배치되고, MTJ 소자(21)의 상부에 센스 워드라인 S_WL이 형성되며, 센스 워드라인 S_WL의 상부 일면에 자성물질(17)이 형성된다. 또한, 센스 워드라인 S_WL과 자성물질(17) 사이에는 옥사이드와 같은 절연물질(23)이 위치하여 센스 워드라인 S_WL과 자성물질(17)을 절연시킨다.
또한, 도 7b는 전류라인을 이용한 본 발명의 자기저항 센서에 관한 레이아웃 구성도를 나타낸다.
센스 비트라인 S_BL과 센스 워드라인 S_WL이 서로 수직으로 교차하여 배치되고, MTJ 소자(41)의 상부에 센스 워드라인 S_WL이 형성되며, 센스 워드라인 S_WL의 상부에 센스 워드라인 S_WL과 평행하게 포싱 워드라인 F_WL이 형성된다. 또한, 센스 워드라인 S_WL과 포싱 워드라인 F_WL 사이에는 옥사이드와 같은 절연물질(43)이 위치하여 센스 워드라인 S_WL과 포싱 워드라인 F_WL을 절연시킨다.
한편, 도 8은 도 3a에서 나타낸 자성물질을 이용한 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이를 나타낸다.
자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이는 로오 방향으로 복수개의 워드라인 WL_1~WL_m과 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m이 평행하게 배치된다. 그리고, 컬럼 방향으로는 복수개의 워드라인 WL_1~WL_m 및 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m과 수직으로 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn이 배치된다.
서로 교차되는 복수개의 워드라인 WL_1~WL_m과 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m 및 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn 사이에는 복수개의 자기저항 센서(50)가 구비된다.
하나의 자기저항 센서(50)는 하나의 스위칭 소자 T와 하나의 MTJ 소자(21) 및 하나의 자성물질(17)을 구비한다.
스위칭 소자 T의 드레인 단자는 센스 비트라인 S_BL과 연결되고, 소스 단자는 MTJ 소자(21)의 일단과 연결되며, 게이트 단자는 워드라인 WL과 연결된다. 그리고, MTJ 소자(21)의 다른 일단은 센스 워드라인 S_WL과 연결된다. 또한, MTJ 소자(21)는 자성물질(17)과의 자기 결합에 의해 자기장 M을 형성한다.
또한, 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn은 이와 일대일 대응되는 복수개의 센스앰프 SA1~SAn와 연결된다. 복수개의 센스 앰프 SA1~SAn는 이와 대응되는 복수개의 기준전압 제어부(60,61)를 구비한다. 그리고, 복수개의 센스 앰프 SA1~SAn는 센스앰프 인에이블 신호 SEN의 인가시, 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn의 출력신호와 기준전압 제어부(60,61)로부터 인가되는 기준전압 REF 값을 비교하여 센스앰프 출력신호 SA_OUT를 출력한다.
기준전압 제어부(60)는 입력되는 서로 다른 기준전압 REF_1_1~REF_1_m을 제어하여 센스앰프 SA에 출력한다. 또한, 기준전압 제어부(61)는 입력되는 서로 다른 기준전압 REF_n_1~REF_n_m을 제어하여 센스앰프 SA에 출력한다. 여기서, 각각의 기준전압 REF은 컬럼들이 서로 다른 레벨의 기준전압 REF에 의해 그 특성이 분리 평가될 수 있도록 하기 위하여 서로 다른 값을 갖는다.
즉, 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이의 각각의 컬럼들은 서로 다른 레벨의 기준전압 REF에 의해 혈액 성분의 특성이 다양하게 분리 및 분석되도록 한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은, 센스 워드라인 S_WL을 통해 MTJ 소자(21)에 서로 다른 바이어스 전압이 인가되면 자성물질(17)과의 자기 결합에 의해 자기장이 유도된다. MTJ 소자(21)는 주변물질의 자화율에 따라 서로 다른 자기저항의 값을 센싱하고 이에 따라 서로 다른 전류를 출력한다. 스위칭 소자 T는 게이트에 워드라인 WL 전압이 인가되면 턴온되어 MTJ 소자(21)를 통해 센싱된 서로 다른 전류를 센스 비트라인 S_BL으로 출력한다.
센스앰프 SA는 센스앰프 인에이블 신호 SEN에 따라 센스 비트라인 S_BL으로부터 인가되는 출력신호와 기준전압 제어부(60,61)로부터 인가된 출력신호를 비교 및 증폭하여 센스앰프 출력신호 SA_OUT를 출력한다.
따라서, 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이의 전체적인 각 로오와 각 컬럼들은 각각 다른 성분의 특성을 얻게 된다.
도 9는 자성물질을 이용한 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이에 관한 다른 실시예이다.
본 발명의 센싱 셀 어레이는 도 8의 구성에 비해 복수개의 A/D(Analog/Digital)변환부(70)와, DSP(Digital Signal Processor;80)를 더 구비한다. A/D변환부(70)는 각각의 센스앰프 SA로부터 인가된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. DSP(80)는 각각의 A/D변환부(70)로부터 인가된 신호를 디지털 신호 프로세싱 동작에 따라 변환하여 출력한다. 여기서, DSP(80)는 각각의 서로 다른 기준전압을 설정하여 센서의 성분 분석 영역을 넓히도록 한다.
한편, 도 10은 도 3b에서 나타낸 전류라인을 이용한 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이를 나타낸다.
자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이는 로오 방향으로 복수개의 워드라인 WL_1~WL_m과 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m 및 복수개의 포싱 워드라인 F_WL_1~F_WL_m이 평행하게 배치된다. 그리고, 컬럼 방향으로는 복수개의 워드라인 WL_1~WL_m과, 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m 및 복수개의 포싱 워드라인 F_WL_1~F_WL_m과 수직으로 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn이 배치된다.
서로 교차되는 복수개의 워드라인 WL_1~WL_m과 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m과 복수개의 포싱 워드라인 F_WL_1~F_WL_m 및 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn 사이에는 복수개의 자기저항 센서(90)가 구비된다.
하나의 자기저항 센서(90)는 하나의 스위칭 소자 T와 하나의 MTJ 소자(41) 및 하나의 전류라인(37)을 구비한다.
스위칭 소자 T의 드레인 단자는 센스 비트라인 S_BL과 연결되고, 소스 단자는 MTJ 소자(41)의 일단과 연결되며, 게이트 단자는 워드라인 WL과 연결된다. 그리고, MTJ 소자(41)의 다른 일단은 센스 워드라인 S_WL과 연결된다. 또한, MTJ 소자(41)는 전류라인(37)과의 자기 결합에 의해 자기장 M을 형성한다. 여기서, 전류라인(37)은 자기장을 유도하기 위하여 포싱 워드라인 전압을 제공하는 포싱 워드라인 F_WL과 연결된다. 전류 제어부(100)는 포싱 워드라인 F_WL에 제공되는 전류를 제어한다.
전류라인(37) 주변에 소싱 자기장을 형성하기 위하여 센스 비트라인 S_BL 전류의 크기를 변화시키고 포싱 워드라인 F_WL 전류의 크기를 고정시키는 방법이나, 센스 비트라인 S_BL 전류의 크기를 고정시키고 포싱 워드라인 F_WL 전류의 크기를 변화시키는 방법을 이용한다.
또한, 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn은 이와 일대일 대응되는 복수개의 센스앰프 SA1~SAn와 연결된다. 복수개의 센스 앰프 SA1~SAn는 이와 대응되는 복수개의 기준전압 제어부(110,111)를 구비한다. 그리고, 복수개의 센스 앰프 SA1~SAn는 센스앰프 인에이블 신호 SEN의 인가시, 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn의 출력신호와 기준전압 제어부(110,111)로부터 인가되는 기준전압 REF 값을 비교하여 센스앰프 출력신호 SA_OUT를 출력한다.
기준전압 제어부(110)에는 기준전압 REF_1_1~REF_1_m 및 센스앰프 인에이블 신호 SEN가 입력되어 센스앰프 출력신호 SA_OUT가 출력된다. 그리고, 기준전압 제어부(111)에는 기준전압 REF_n_1~REF_n_m 및 센스앰프 인에이블 신호 SEN가 입력되어 센스 앰프 출력신호 SA_OUT가 출력된다. 여기서, 각각의 기준전압 REF은 컬럼들이 서로 다른 레벨의 기준전압 REF에 의해 그 특성이 분리 평가될 수 있도록 하기 위하여 서로 다른 값을 갖는다.
즉, 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이의 각각의 컬럼들은 서로 다른 레벨의 기준전압 REF에 의해 혈액 성분의 특성이 다양하게 분리 및 분석되도록 한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은, 센스 워드라인 S_WL을 통해 MTJ 소자(21)에 서로 다른 바이어스 전압이 인가되고, 전류라인(37)을 통해 포싱 워드라인 전압이 인가되면 자기 결합에 의해 자기장이 유도된다. MTJ 소자(41)는 주변물질의 자화율에 따라 서로 다른 자기저항의 값을 센싱하고 이에 따라 서로 다른 전류를 출력한다. 스위칭 소자 T는 게이트에 워드라인 WL 전압이 인가되면 턴온되어 MTJ 소자(41)를 통해 센싱된 서로 다른 전류를 센스 비트라인 S_BL으로 출력한다.
센스앰프 SA는 센스앰프 인에이블 신호 SEN에 따라 센스 비트라인 S_BL으로부터 인가되는 출력신호와 기준전압 제어부(110,111)로부터 인가된 출력신호를 비교 및 증폭하여 센스앰프 출력신호 SA_OUT를 출력한다.
따라서, 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이의 전체적인 각 로오와 각 컬럼들은 각각 다른 성분의 특성을 얻게 된다.
도 11은 전류라인을 이용한 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이에 관한 다른 실시예이다.
본 발명의 센싱 셀 어레이는 도 10의 구성에 비해 복수개의 A/D(Analog/Digital)변환부(120)와, DSP(Digital Signal Processor;130)를 더 구비한다. A/D변환부(120)는 각각의 센스앰프 SA로부터 인가된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. DSP(130)는 각각의 A/D변환부(120)로부터 인가된 신호를 디지털 신호 프로세싱 동작에 따라 변환하여 출력한다. 여기서, DSP(130)는 각각의 서로 다른 기준전압을 설정하여 센서의 성분 분석 영역을 넓히도록 한다.
도 12는 자성물질을 이용한 자기저항 센서의 센싱 출력 값에 따라 얻어지는 성분 분석표를 나타낸다.
여기서, 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m은 센스 워드라인 S_WL의 바이어스 전압에 의해 각각의 성분이 분리된다. 그리고, 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn은 서로 다른 복수개의 기준전압 REF에 의해 각각의 성분이 분리된다.
따라서, 전체 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이는 주변 물질의 각각 다른 특성을 분리하여 분석할 수 있게 된다.
도 13은 전류라인을 이용한 자기저항 센서의 센싱 출력 값에 따라 얻어지는 성분 분석표를 나타낸다.
여기서, 복수개의 센스 워드라인 S_WL_1~S_WL_m은 센스 워드라인 S_WL의 바이어스 전압에 의해 각각의 성분이 분리된다. 또는, 복수개의 포싱 워드라인 F_WL_1~F_WL_m은 포싱 워드라인 F_WL의 바이어스 전압에 의해 각각의 성분이 분리된다. 그리고, 복수개의 센스 비트라인 S_BL1~S_BLn은 서로 다른 복수개의 기준전압 REF에 의해 각각의 성분이 분리된다.
따라서, 전체 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이는 주변 물질의 각각 다른 특성을 분리하여 분석할 수 있게 된다.
도 14는 자성물질을 이용한 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이에서 리드 동작시 동작 타이밍도이다.
먼저, t1 구간의 진입시 워드라인 WL, 센스 워드라인 S_WL, 센스 비트라인 S_BL 및 기준전압 REF이 활성화된다. 따라서, MTJ 센서(21)로부터 센싱된 서로 다른 자기 저항의 값은 센스 비트라인 S_BL을 통해 각각 센스앰프 SA에 출력된다.
이후에, t2 구간의 진입시 센스앰프 인에이블 신호 SEN가 활성화되면 센스앰프 SA에서 센싱된 서로 다른 자기 저항 값을 각각 증폭하여 센스앰프 출력신호 SA_OUT가 출력된다.
따라서, 혈액 성분 분석 수단은 센싱 셀 어레이로부터 출력된 각각의 센스앰프 출력신호 SA_OUT를 분석하여 주변 물질의 성분을 분석할 수 있게 된다.
다음에, t2 구간 이후에 t3 구간에 진입하면, 워드라인 WL, 센스 워드라인 S_WL, 센스 비트라인 S_BL 및 기준전압 REF가 비활성화 되고, 센스 앰프 인에이블 신호 SEN가 디스에이블되어 동작을 멈추게 된다.
도 15는 전류라인을 이용한 자기저항 센서의 센싱 셀 어레이에서 리드 동작시 동작 타이밍도이다.
먼저, t1 구간의 진입시 워드라인 WL, 포싱 워드라인 F_WL, 센스 워드라인 S_WL, 센스 비트라인 S_BL 및 기준전압 REF이 활성화된다. 따라서, MTJ 센서(41)로부터 센싱된 서로 다른 자기 저항의 값은 센스 비트라인 S_BL을 통해 각각 센스앰프 SA에 출력된다.
이후에, t2 구간의 진입시 센스앰프 인에이블 신호 SEN가 활성화되면 센스앰프 SA에서 센싱된 서로 다른 자기 저항 값을 각각 증폭하여 센스앰프 출력신호 SA_OUT가 출력된다.
따라서, 혈액 성분 분석 수단은 센싱 셀 어레이로부터 출력된 각각의 센스앰프 출력신호 SA_OUT를 분석하여 주변 물질의 성분을 분석할 수 있게 된다.
다음에, t2 구간 이후에 t3 구간에 진입하면, 워드라인 WL, 포싱 워드라인 F_WL, 센스 워드라인 S_WL, 센스 비트라인 S_BL 및 기준전압 REF가 비활성화 되고, 센스 앰프 인에이블 신호 SEN가 디스에이블되어 동작을 멈추게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 센싱 셀 어레이를 통해 빠른 시간 안에 주변 물질의 다양한 성분을 동시에 분석할 수 있도록 한다. 즉, 바이오 센서, 혼합물 성분 분석 센서, 피부 인식 센서에 적용되어 다양한 주변 물질의 성분을 나노 세컨드의 시간 레벨에서 분석할 수 있게 된다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 MTJ 소자의 동작 원리는 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이의 개념도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자기저항 센서의 구성도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 자기저항 센서의 동작 특성을 나타낸 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 자기저항 센서의 센스 워드라인 전압 변화에 따른 성분 분리를 나타낸 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 자기저항 센서의 레이아웃 구성도.
도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이의 실시예들을 나타낸 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 자기저항 센서의 성분 분석표.
도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이의 리드시 동작 타이밍도.

Claims (33)

  1. 센스 워드라인 전압이 인가되는 가변 강자성층과, 터널 접합층 및 고정 강자성층으로 형성된 MTJ 소자(21);
    상기 가변 강자성층의 상부에 형성되어 상기 가변 강자성층과의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 자성물질(17); 및
    상기 MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성되고, 상기 MTJ 소자에서 센싱된 전류를 센스 비트라인으로 출력하는 스위칭 소자(10,11,12)를 구비하여,
    상기 자기장에 형성된 주변 물질에 따라 다른 자기저항 값을 갖게 되어, 상기 스위칭 소자를 통해 출력되는 상기 전류가 서로 다른 값을 갖게 됨을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성된 베리어 도전층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
    상기 센스 비트라인과 연결된 드레인 단자;
    상기 베리어 도전층과 연결된 소스 단자; 및
    워드라인과 연결된 게이트 단자를 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 MTJ 소자, 상기 스위칭 소자 및 상기 자성물질의 상부에 형성되어 소자들을 절연시키는 옥사이드 보호층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 MTJ 소자와 상기 자성물질 사이에 형성되어 소자들을 절연시키는 절연물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  6. 센스 워드라인 전압이 인가되는 가변 강자성층과, 터널 접합층 및 고정 강자성층으로 형성된 MTJ 소자(41);
    상기 가변 강자성층의 상부에 형성되어 포싱 워드라인 전압이 인가되고, 상기 가변 강자성층과의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 전류라인(37); 및
    상기 MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성되고, 상기 MTJ 소자에서 센싱된 전류를 센스 비트라인으로 출력하는 스위칭 소자(30,31,32)를 구비하여,
    상기 자기장에 형성된 주변 물질에 따라 다른 자기저항 값을 갖게 되어, 상기 스위칭 소자를 통해 출력되는 상기 전류가 서로 다른 값을 갖게 됨을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성된 베리어 도전층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
    상기 센스 비트라인과 연결된 드레인 단자;
    상기 베리어 도전층과 연결된 소스 단자; 및
    워드라인과 연결된 게이트 단자를 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 MTJ 소자, 상기 스위칭 소자 및 상기 전류라인의 상부에 형성되어 소자들을 절연시키는 옥사이드 보호층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 MTJ 소자와 상기 전류라인 사이에 형성되어 소자들을 절연시키는 절연물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항 센서.
  11. 각각 평행하게 배치되는 복수개의 센스 워드라인(S_WL) 및 복수개의 워드라인(WL);
    상기 복수개의 센스 워드라인 및 상기 복수개의 워드라인과 수직으로 배치되는 복수개의 센스 비트라인(S_BL);
    상기 복수개의 센스 워드라인, 상기 복수개의 워드라인 및 상기 복수개의 센스 비트라인 사이에 연결되고, 자성물질과의 자기결합에 의해 유도되는 자기장에 형성된 주변물질에 따라 각각 서로 다른 자기저항 값을 센싱하는 복수개의 자기저항 센서(50); 및
    상기 복수개의 센스 비트라인에 연결된 복수개의 센스앰프(SA)를 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 복수개의 센스 비트라인 중 동일한 센스 비트라인은 컬럼 방향으로 상기 복수개의 자기저항 센서가 연결됨을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 복수개의 자기저항 센서는
    센스 비트라인과 드레인 단자가 연결되고, 게이트 단자가 워드라인과 연결된 스위칭 소자(T); 및
    상기 스위칭 소자의 소스 단자와 일단이 연결되고 센스 워드라인과 다른 일단이 연결된 제 1MTJ 소자(21); 및
    상기 제 1MTJ 소자와의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 제 1자성물질(17)을 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 복수개의 자기저항 센서는
    센스 워드라인 전압이 인가되는 가변 강자성층과, 터널 접합층 및 고정 강자성층으로 형성된 제 2MTJ 소자(21);
    상기 가변 강자성층의 상부에 형성되어 상기 가변 강자성층과의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 제 2자성물질(17); 및
    상기 제 2MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성되고, 상기 제 2MTJ 소자에서 센싱된 전류를 센스 비트라인으로 출력하는 제 1스위칭 트랜지스터(10,11,12)를 구비하여,
    상기 자기장에 형성된 주변 물질에 따라 다른 자기저항 값을 갖게 되어, 상기 제 1스위칭 트랜지스터를 통해 출력되는 상기 전류가 서로 다른 값을 갖게 됨을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성된 베리어 도전층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1스위칭 트랜지스터는
    상기 센스 비트라인과 연결된 드레인 단자;
    상기 베리어 도전층과 연결된 소스 단자; 및
    워드라인과 연결된 게이트 단자를 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2MTJ 소자, 상기 제 1스위칭 트랜지스터 및 상기 제 2자성물질의 상부에 형성되어 소자들을 절연시키는 옥사이드 보호층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2MTJ 소자와 상기 제 2자성물질 사이에 형성되어 소자들을 절연시키는 절연물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개의 센스앰프는 상기 복수개의 센스 비트라인과 일대일 대응으로 연결되고,
    상기 복수개의 센스앰프에 서로 다른 기준전압을 제공하는 복수개의 기준전압 제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개의 센스앰프로부터 출력되는 각각의 아날로그 센스앰프 출력신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 복수개의 아날로그/디지털 변환부(70); 및
    상기 복수개의 아날로그/디지털 변환부의 출력신호를 디지털 신호 처리를 수행하여 변환하는 디지털 신호 처리부(80)를 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개의 센스앰프로부터 출력되는 복수개의 센스앰프 출력신호를 분석하여 각각 상이한 성분을 갖는 주변 물질의 성분을 분석하는 성분 분석 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  22. 각각 평행하게 배치되는 복수개의 센스 워드라인, 복수개의 워드라인 및 복수개의 포싱 워드라인(F_WL);
    상기 복수개의 센스 워드라인, 상기 복수개의 워드라인 및 상기 복수개의 포싱 워드라인과 수직으로 배치되는 복수개의 센스 비트라인(S_BL);
    상기 복수개의 센스 워드라인, 상기 복수개의 워드라인, 상기 복수개의 포싱 워드라인 및 상기 복수개의 센스 비트라인 사이에 연결되고, 포싱 워드라인 전압이 인가되는 전류라인과의 자기결합에 의해 유도되는 자기장에 형성된 주변물질에 따라 각각 서로 다른 자기저항 값을 센싱하는 복수개의 자기저항 센서(90); 및
    상기 복수개의 센스 비트라인에 연결된 복수개의 센스앰프(SA)를 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 복수개의 자기저항 센서는
    동일한 센스 비트라인과 연결된 적어도 하나 이상의 자기저항 센서들을 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 복수개의 자기저항 센서는
    센스 비트라인과 드레인 단자가 연결되고, 게이트 단자가 워드라인과 연결된 스위칭 소자(T); 및
    상기 스위칭 소자의 소스 단자와 일단이 연결되고 센스 워드라인과 다른 일단이 연결된 제 1MTJ 소자(41); 및
    상기 제 1MTJ 소자와의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 제 1전류라인(37)을 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 복수개의 자기저항 센서는
    센스 워드라인 전압이 인가되는 가변 강자성층과, 터널 접합층 및 고정 강자성층으로 형성된 제 2MTJ 소자(41);
    상기 가변 강자성층의 상부에 형성되어 상기 가변 강자성층과의 자기 결합에 따라 자기장을 형성하는 제 2전류라인(37); 및
    상기 제 2MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성되고, 상기 제 2MTJ 소자에서 센싱된 전류를 센스 비트라인으로 출력하는 제 1스위칭 트랜지스터(30,31,32)를 구비하여,
    상기 자기장에 형성된 주변 물질에 따라 다른 자기저항 값을 갖게 되어, 상기 제 1스위칭 트랜지스터를 통해 출력되는 상기 전류가 서로 다른 값을 갖게 됨을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2MTJ 소자의 상기 고정 강자성층 하부에 형성된 베리어 도전층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1스위칭 트랜지스터는
    상기 센스 비트라인과 연결된 드레인 단자;
    상기 베리어 도전층과 연결된 소스 단자; 및
    워드라인과 연결된 게이트 단자를 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2MTJ 소자, 상기 제 1스위칭 트랜지스터 및 상기 제 2전류라인의 상부에 형성되어 소자들을 절연시키는 옥사이드 보호층을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2MTJ 소자와 상기 제 2전류라인 사이에 형성되어 소자들을 절연시키는 절연물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  30. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수개의 센스앰프는 상기 복수개의 센스 비트라인과 일대일 대응으로 연결되고,
    상기 복수개의 센스앰프에 서로 다른 기준전압을 제공하는 복수개의 기준전압 제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  31. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수개의 센스앰프로부터 출력되는 각각의 아날로그 센스앰프 출력신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 복수개의 아날로그/디지털 변환부(120); 및
    상기 복수개의 아날로그/디지털 변환부의 출력신호를 디지털 신호 처리를 수행하여 변환하는 디지털 신호 처리부(130)를 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  32. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수개의 포싱 워드라인에 제공되는 전류를 제어하는 복수개의 전류 제어부(100)를 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
  33. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수개의 센스앰프로부터 출력되는 복수개의 센스앰프 출력신호를 분석하여 각각 상이한 성분을 갖는 주변 물질의 성분을 분석하는 성분 분석 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 자기저항 센서를 이용한 센싱 셀 어레이.
KR10-2002-0082036A 2002-12-21 2002-12-21 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이 KR100506064B1 (ko)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0082036A KR100506064B1 (ko) 2002-12-21 2002-12-21 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이
JP2003302881A JP4399211B2 (ja) 2002-12-21 2003-08-27 バイオセンサー
US10/651,027 US7031186B2 (en) 2002-12-21 2003-08-29 Biosensor and sensing cell array using the same
TW092125285A TWI234879B (en) 2002-12-21 2003-09-12 Biosensor and sensing cell array using the same
CNB2003101133303A CN1260565C (zh) 2002-12-21 2003-11-14 生物传感器
US11/357,214 US7333361B2 (en) 2002-12-21 2006-02-21 Biosensor and sensing cell array using the same
US11/963,614 US7609547B2 (en) 2002-12-21 2007-12-21 Biosensor and sensing cell array using the same
JP2009214614A JP5059824B2 (ja) 2002-12-21 2009-09-16 バイオセンサーを利用したセンシングセルアレイ
JP2009214634A JP5059825B2 (ja) 2002-12-21 2009-09-16 バイオセンサー
US12/606,015 US8174879B2 (en) 2002-12-21 2009-10-26 Biosensor and sensing cell array using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0082036A KR100506064B1 (ko) 2002-12-21 2002-12-21 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040055384A KR20040055384A (ko) 2004-06-26
KR100506064B1 true KR100506064B1 (ko) 2005-08-03

Family

ID=37348065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0082036A KR100506064B1 (ko) 2002-12-21 2002-12-21 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100506064B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101232851B1 (ko) 2011-12-28 2013-02-13 고려대학교 산학협력단 자계 효과 트랜지스터

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101334179B1 (ko) * 2007-02-22 2013-11-28 삼성전자주식회사 ＭＴＪ(Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｕｎｎｅｌ ＴｕｎｎｅｌＪｕｎｃｔｉｏｎ)을 이용하는 카운터 논리 회로
KR101334180B1 (ko) * 2007-03-07 2013-11-28 삼성전자주식회사 반도체 메모리 장치 및 마그네토 논리 회로
KR101676809B1 (ko) 2010-08-13 2016-11-16 삼성전자주식회사 발진기 및 그 동작방법
KR101676808B1 (ko) 2010-08-25 2016-11-17 삼성전자 주식회사 발진기 및 그 동작방법
KR101701979B1 (ko) 2010-09-02 2017-02-03 삼성전자 주식회사 발진기 및 그 동작방법
KR101740485B1 (ko) 2010-09-16 2017-05-29 삼성전자 주식회사 발진기와 그 제조 및 동작방법
KR101777264B1 (ko) 2010-11-09 2017-09-12 삼성전자 주식회사 발진기 및 상기 발진기의 동작 방법
KR101287370B1 (ko) * 2012-05-22 2013-07-19 고려대학교 산학협력단 반전구조를 갖는 코발트(Ｃｏ) 및 플래티늄(Ｐｔ) 기반의 다층박막 및 이의 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101232851B1 (ko) 2011-12-28 2013-02-13 고려대학교 산학협력단 자계 효과 트랜지스터
WO2013100431A1 (ko) * 2011-12-28 2013-07-04 고려대학교 산학협력단 자계 효과 트랜지스터
US9257540B2 (en) 2011-12-28 2016-02-09 Korea University Research And Business Foundation Magnetic field effect transistor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040055384A (ko) 2004-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4399211B2 (ja) バイオセンサー
KR100450464B1 (ko) Ｍｒａｍ-메모리의 메모리 셀의 비파괴 판독을 위한 방법및 장치
KR100450794B1 (ko) 마그네틱 랜덤 엑세스 메모리 및 그 작동 방법
US7292467B2 (en) Magnetic random access memory device
US6754123B2 (en) Adjustable current mode differential amplifier for multiple bias point sensing of MRAM having diode isolation
JP4660529B2 (ja) 二重接合磁気メモリデバイスの読み出し方法および二重接合磁気メモリデバイスへの書き込み方法
KR100450466B1 (ko) Ｍｒａｍ용 판독-/기록 아키텍처
US7158407B2 (en) Triple pulse method for MRAM toggle bit characterization
KR20030088355A (ko) 자기장 검출 센서
JP2002025245A (ja) 不揮発性半導体記憶装置及び情報記録方法
KR100506064B1 (ko) 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이
WO2003104829A1 (en) Sensor and method for measuring a current of charged particles
US6597618B2 (en) Magnetic tunnel junction magnetic random access memory
KR100941505B1 (ko) 강자성 터널접합소자를 이용한 자기기억장치
WO2005119688A1 (en) Sense amplifying magnetic tunnel device
WO2005064357A2 (en) Flux guides for magnetic field sensors and memories
JP5097001B2 (ja) ホール効果装置及びその動作方法
KR100506447B1 (ko) 거대 자기저항 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이
KR100506065B1 (ko) 자화 홀 감지 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이
KR20040055383A (ko) 자화 페어 감지 센서 및 이를 이용한 센싱 셀 어레이
KR100827518B1 (ko) 전압 팔로워를 이용한 상변환 메모리 장치
JP4741758B2 (ja) 磁気メモリ装置の読み出し回路
JP2003085968A (ja) 磁気メモリ装置の読み出し回路
KR20100035199A (ko) 회전 타입 바이오 진단 장치
KR20070018071A (ko) 센서, 전류 센서, 자기 로직 회로, 집적 회로, 집적 회로제조 방법 및 전류 감지 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100624

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee