RU2012111795A - Ячейка магнитной оперативной памяти с двойным переходом для применений троичной ассоциативной памяти - Google Patents
Ячейка магнитной оперативной памяти с двойным переходом для применений троичной ассоциативной памяти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2012111795A RU2012111795A RU2012111795/08A RU2012111795A RU2012111795A RU 2012111795 A RU2012111795 A RU 2012111795A RU 2012111795/08 A RU2012111795/08 A RU 2012111795/08A RU 2012111795 A RU2012111795 A RU 2012111795A RU 2012111795 A RU2012111795 A RU 2012111795A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- ferromagnet
- temperature threshold
- storage magnetization
- solid
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract 35
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims abstract 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract 22
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract 8
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 5
- 229910019236 CoFeB Inorganic materials 0.000 claims 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 3
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910015136 FeMn Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital 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
- G11C11/161—Digital 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
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
- G11C11/5607—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using magnetic storage elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital 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
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1673—Reading or sensing circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital 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
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C15/00—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores
- G11C15/02—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores using magnetic elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C15/00—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores
- G11C15/04—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores using semiconductor elements
- G11C15/046—Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores using semiconductor elements using non-volatile storage elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
-
- 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
- H10N50/01—Manufacture or treatment
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
1. Ячейка магнитной оперативной памяти (MRAM) для использования в качестве троичной ассоциативной памяти, включающая в себя магнитный элемент, содержащий слой мягкого ферромагнетика, имеющий намагниченность, которая может быть свободно ориентирована; первый слой твердого ферромагнетика, имеющий первую намагниченность хранения; первый туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и первым слоем твердого ферромагнетика; второй слой твердого ферромагнетика, имеющий вторую намагниченность хранения; и второй туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и вторым слоем твердого ферромагнетика; причем первая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при первом высоком заранее определенном температурном пороге, и вторая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при втором заранее определенном высоком температурном пороге; при этом первый высокий заранее определенный температурный порог выше второго заранее определенного высокого температурного порога.2. Ячейка магнитной оперативной памяти по п.1, в которой магнитный элемент дополнительно включает в себя первый антиферромагнитный слой, закрепляющий первую намагниченность хранения ниже первого высокого заранее определенного температурного порога, и второй антиферромагнитный слой, закрепляющий вторую намагниченность хранения ниже второго заранее определенного высокого температурного порога.3. Ячейка магнитной оперативной памяти по п.1, в которой первый слой твердого ферромагнетика имеет произведение сопротивление-площадь первого перехода, и второй слой твердог
Claims (15)
1. Ячейка магнитной оперативной памяти (MRAM) для использования в качестве троичной ассоциативной памяти, включающая в себя магнитный элемент, содержащий слой мягкого ферромагнетика, имеющий намагниченность, которая может быть свободно ориентирована; первый слой твердого ферромагнетика, имеющий первую намагниченность хранения; первый туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и первым слоем твердого ферромагнетика; второй слой твердого ферромагнетика, имеющий вторую намагниченность хранения; и второй туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и вторым слоем твердого ферромагнетика; причем первая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при первом высоком заранее определенном температурном пороге, и вторая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при втором заранее определенном высоком температурном пороге; при этом первый высокий заранее определенный температурный порог выше второго заранее определенного высокого температурного порога.
2. Ячейка магнитной оперативной памяти по п.1, в которой магнитный элемент дополнительно включает в себя первый антиферромагнитный слой, закрепляющий первую намагниченность хранения ниже первого высокого заранее определенного температурного порога, и второй антиферромагнитный слой, закрепляющий вторую намагниченность хранения ниже второго заранее определенного высокого температурного порога.
3. Ячейка магнитной оперативной памяти по п.1, в которой первый слой твердого ферромагнетика имеет произведение сопротивление-площадь первого перехода, и второй слой твердого ферромагнетика имеет произведение сопротивление-площадь второго перехода, которое, по существу, равно произведению сопротивление-площадь первого перехода.
4. Ячейка магнитной оперативной памяти по п.1, в которой первый слой твердого ферромагнетика выполнен из сплава на основе NiFe/CoFeB, и второй слой твердого ферромагнетика выполнен из сплава на основе CoFeB/NiFe.
5. Ячейка магнитной оперативной памяти по п.1, в которой первый антиферромагнитный слой выполнен из сплава на основе IrMn, и второй антиферромагнитный слой выполнен из сплава на основе FeMn.
6. Ячейка магнитной оперативной памяти по п.1, в которой слой мягкого ферромагнетика предпочтительно выполнен из сплава на основе CoFeB.
7. Способ записи до трех различных данных записи в ячейку магнитной оперативной памяти, включающий в себя магнитный элемент, содержащий слой мягкого ферромагнетика, имеющий намагниченность, которая может быть свободно ориентирована; первый слой твердого ферромагнетика, имеющий первую намагниченность хранения; первый туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и первым слоем твердого ферромагнетика; второй слой твердого ферромагнетика, имеющий вторую намагниченность хранения; и второй туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и вторым слоем твердого ферромагнетика; причем первая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при первом высоком заранее определенном температурном пороге, и вторая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при втором заранее определенном высоком температурном пороге; при этом первый высокий заранее определенный температурный порог выше второго заранее определенного высокого температурного порога; способ, включающий в себя:
нагрев магнитного элемента до температуры выше первого заранее определенного высокого температурного порога; и
приложение магнитного поля записи так, чтобы сориентировать первую намагниченность хранения и вторую намагниченность хранения в соответствии с магнитным полем записи.
8. Способ по п.7, в котором упомянутое магнитное поле записи прикладывается в первом направлении для сохранения первых данных или во втором направлении для сохранения вторых данных.
9. Способ по п.8, дополнительно включающий в себя охлаждение магнитного элемента ниже второго заранее определенного высокого температурного порога.
10. Способ по п.7, в котором упомянутое магнитное поле записи прикладывается в первом направлении, и дополнительно включающий в себя:
охлаждение магнитного элемента до промежуточной температуры, заключенной ниже первого заранее определенного высокого температурного порога и выше второго заранее определенного высокого температурного порога.
приложение магнитного поля записи во втором направлении, противоположном первому направлению так, чтобы сориентировать вторую намагниченность хранения во втором направлении в соответствии с магнитным полем записи для хранения третьих данных; и
охлаждение магнитного элемента ниже второго заранее определенного высокого температурного порога.
11. Способ считывания ячейки магнитной оперативной памяти, включающий в себя магнитный элемент, содержащий слой мягкого ферромагнетика, имеющий намагниченность, которая может быть свободно ориентирована; первый слой твердого ферромагнетика, имеющий первую намагниченность хранения; первый туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и первым слоем твердого ферромагнетика; второй слой твердого ферромагнетика, имеющий вторую намагниченность хранения; и второй туннельный барьерный слой, заключенный между слоем мягкого ферромагнетика и вторым слоем твердого ферромагнетика; причем первая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при первом высоком заранее определенном температурном пороге, и вторая намагниченность хранения является свободно ориентируемой при втором заранее определенном высоком температурном пороге; при этом первый высокий заранее определенный температурный порог выше второго заранее определенного высокого температурного порога; способ, включающий в себя:
измерение значения начального сопротивления магнитного элемента с сохраненными данными;
передачу первых данных поиска на слой считывания и определение соответствия между первыми данными поиска и сохраненными данными; и
передачу вторых данных поиска на слой считывания и определение соответствия между вторыми данными поиска и сохраненными данными.
12. Способ по п.11, в котором измерение начального сопротивления включает в себя пропускание тока считывания в магнитном элементе в отсутствие внешнего магнитного поля.
13. Способ по п.11, в котором передача первых данных поиска включает в себя приложение магнитного поля считывания в первом направлении и передача вторых данных поиска включает в себя приложение магнитного поля считывания во втором направлении; так, чтобы сориентировать намагниченность считывания в первом и втором направлении, соответственно.
14. Способ по п.11, в котором определение соответствия между первыми и вторыми данными поиска и сохраненными данными включает в себя измерение первого сопротивления считывания и измерение второго сопротивления считывания путем пропускания тока считывания в магнитном элементе, когда магнитное поле приложено в первом и втором направлении, соответственно.
15. Способ по п.11, в котором определение соответствия дополнительно включает в себя сравнение измеренного первого и второго сопротивления считывания со значением начального сопротивления.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP11290150.9 | 2011-03-28 | ||
| EP11290150 | 2011-03-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012111795A true RU2012111795A (ru) | 2013-10-10 |
| RU2572464C2 RU2572464C2 (ru) | 2016-01-10 |
Family
ID=45811390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012111795/28A RU2572464C2 (ru) | 2011-03-28 | 2012-03-27 | Ячейка магнитной оперативной памяти с двойным переходом для применений троичной ассоциативной памяти |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US9007807B2 (ru) |
| EP (1) | EP2506265B1 (ru) |
| JP (1) | JP5820319B2 (ru) |
| KR (1) | KR20120110062A (ru) |
| RU (1) | RU2572464C2 (ru) |
| TW (1) | TWI536378B (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3065826B1 (fr) | 2017-04-28 | 2024-03-15 | Patrick Pirim | Procede et dispositif associe automatises aptes a memoriser, rappeler et, de maniere non volatile des associations de messages versus labels et vice versa, avec un maximum de vraisemblance |
| WO2020194366A1 (ja) | 2019-03-22 | 2020-10-01 | Tdk株式会社 | 不揮発性連想メモリセル、不揮発性連想メモリ装置、及びモニター方法 |
| CN112767979B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-10-27 | 西安交通大学 | 一种磁多层膜结构及自旋转移矩磁随机存储器 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714444B2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-03-30 | Grandis, Inc. | Magnetic element utilizing spin transfer and an MRAM device using the magnetic element |
| US6801451B2 (en) * | 2002-09-03 | 2004-10-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Magnetic memory devices having multiple bits per memory cell |
| DE10301092B4 (de) * | 2003-01-14 | 2006-06-29 | Infineon Technologies Ag | MRAM-Speicherzelle |
| US6985385B2 (en) * | 2003-08-26 | 2006-01-10 | Grandis, Inc. | Magnetic memory element utilizing spin transfer switching and storing multiple bits |
| JP4767861B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2011-09-07 | エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ | ナノコンタクト磁気メモリデバイス |
| JP4766835B2 (ja) * | 2003-12-05 | 2011-09-07 | 公秀 松山 | 静磁気結合を利用した磁性ランダムアクセスメモリセル |
| JP2006286038A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Toshiba Corp | 磁気ランダムアクセスメモリ及び磁気ランダムアクセスメモリの書き込み方法 |
| US8497538B2 (en) * | 2006-05-31 | 2013-07-30 | Everspin Technologies, Inc. | MRAM synthetic antiferromagnet structure |
| FR2914482B1 (fr) * | 2007-03-29 | 2009-05-29 | Commissariat Energie Atomique | Memoire magnetique a jonction tunnel magnetique |
| RU2367057C2 (ru) * | 2007-10-31 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский Инженерно-Физический Институт (государственный университет)" | Способ формирования структур магнитных туннельных переходов для магниторезистивной магнитной памяти произвольного доступа и структура магнитного туннельного перехода для магниторезистивной магнитной памяти произвольного доступа (варианты) |
| RU2394304C2 (ru) * | 2007-12-26 | 2010-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ формирования структуры магнитного туннельного перехода на основе наноразмерных структур металл-изолятор-металл и структура магнитного туннельного перехода на основе наноразмерных структур металл-изолятор-металл (варианты) |
| FR2931011B1 (fr) * | 2008-05-06 | 2010-05-28 | Commissariat Energie Atomique | Element magnetique a ecriture assistee thermiquement |
| US8023299B1 (en) * | 2009-04-09 | 2011-09-20 | Netlogic Microsystems, Inc. | Content addressable memory device having spin torque transfer memory cells |
| EP2270812B1 (en) * | 2009-07-02 | 2017-01-18 | CROCUS Technology | Ultimate magnetic random access memory-based ternay CAM |
| EP2276034B1 (en) | 2009-07-13 | 2016-04-27 | Crocus Technology S.A. | Self-referenced magnetic random access memory cell |
| EP2447949B1 (en) * | 2010-10-26 | 2016-11-30 | Crocus Technology | Multi level magnetic element |
-
2012
- 2012-03-16 EP EP12159962.5A patent/EP2506265B1/en active Active
- 2012-03-26 TW TW101110346A patent/TWI536378B/zh not_active IP Right Cessation
- 2012-03-27 US US13/430,963 patent/US9007807B2/en active Active
- 2012-03-27 RU RU2012111795/28A patent/RU2572464C2/ru active
- 2012-03-27 JP JP2012070549A patent/JP5820319B2/ja active Active
- 2012-03-28 KR KR1020120031539A patent/KR20120110062A/ko not_active Application Discontinuation
-
2015
- 2015-03-23 US US14/665,459 patent/US9401208B2/en active Active
-
2016
- 2016-06-23 US US15/190,499 patent/US9548094B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5820319B2 (ja) | 2015-11-24 |
| TWI536378B (zh) | 2016-06-01 |
| TW201246207A (en) | 2012-11-16 |
| EP2506265A1 (en) | 2012-10-03 |
| JP2012209556A (ja) | 2012-10-25 |
| US20160322092A1 (en) | 2016-11-03 |
| KR20120110062A (ko) | 2012-10-09 |
| US9007807B2 (en) | 2015-04-14 |
| US20120250391A1 (en) | 2012-10-04 |
| EP2506265B1 (en) | 2019-06-05 |
| RU2572464C2 (ru) | 2016-01-10 |
| US9401208B2 (en) | 2016-07-26 |
| US9548094B2 (en) | 2017-01-17 |
| US20150270001A1 (en) | 2015-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2011143173A (ru) | Многоуровневый магнитный элемент | |
| US8625336B2 (en) | Memory devices with series-interconnected magnetic random access memory cells | |
| US8988935B2 (en) | Self-referenced MRAM cell and method for writing the cell using a spin transfer torque write operation | |
| US10276226B2 (en) | Method and system for determining temperature using a magnetic junction | |
| RU2012140509A (ru) | Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (mram) с самоадресацией, содержащая ферримагнитные слои | |
| RU2012121194A (ru) | Многобитовая ячейка с синтетическим запоминающим слоем | |
| KR20110139696A (ko) | 스핀-전달 토크 메모리 자가-참조 판독 방법 | |
| TW201237864A (en) | Magnetic random access memory devices configured for self-referenced read operation | |
| RU2012150042A (ru) | Самоотносимая ячейка mram с оптимизированной надежностью | |
| Zhang et al. | Reliability and performance evaluation for STT-MRAM under temperature variation | |
| RU2012111795A (ru) | Ячейка магнитной оперативной памяти с двойным переходом для применений троичной ассоциативной памяти | |
| Zhang et al. | Quantitative evaluation of reliability and performance for STT-MRAM | |
| US8797793B2 (en) | Self-referenced MRAM element with linear sensing signal | |
| US9620187B2 (en) | Self-referenced MRAM cell that can be read with reduced power consumption | |
| Li et al. | Emerging non-volatile memory technologies: From materials, to device, circuit, and architecture | |
| JP2009135412A (ja) | 抵抗特性調整を有するｍｒａｍ | |
| KR101145346B1 (ko) | 자기 정보 처리 장치 및 그 제조 방법 | |
| TW201322513A (zh) | 包括亞鐵磁層之自我參照磁性隨機存取記憶體(mram)單元 |