RU2012141305A - Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (mram), способ записи и считывания ячейки mram с использованием операции самоотносительного считывания - Google Patents

Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (mram), способ записи и считывания ячейки mram с использованием операции самоотносительного считывания Download PDF

Info

Publication number
RU2012141305A
RU2012141305A RU2012141305/08A RU2012141305A RU2012141305A RU 2012141305 A RU2012141305 A RU 2012141305A RU 2012141305/08 A RU2012141305/08 A RU 2012141305/08A RU 2012141305 A RU2012141305 A RU 2012141305A RU 2012141305 A RU2012141305 A RU 2012141305A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
magnetization
storage
magnetic field
thickness
Prior art date
Application number
RU2012141305/08A
Other languages
English (en)
Inventor
Люсьен ЛОМБАР
Иоан Люсиан ПРЕЖБЕАНЮ
Original Assignee
Крокус Текнолоджи Са
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 Крокус Текнолоджи Са filed Critical Крокус Текнолоджи Са
Publication of RU2012141305A publication Critical patent/RU2012141305A/ru

Links

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
    • G11C11/165—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
    • G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
    • G11C11/15—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements using multiple magnetic layers
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

1. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM), содержащая магнитный туннельный переход, содержащий:синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; итуннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э.2. MRAM ячейка по п. 1, в которойтолщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, является, по существу, нулевым.3. MRAM ячейка по п. 1, в которойтолщина первого ферромагнитного слоя и толщин

Claims (15)

1. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM), содержащая магнитный туннельный переход, содержащий:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э.
2. MRAM ячейка по п. 1, в которой
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, является, по существу, нулевым.
3. MRAM ячейка по п. 1, в которой
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, заключается между около 40 Э и около 50 Э.
4. MRAM ячейка по п. 1, в которой
воспринимающий слой имеет, по существу, круглую форму.
5. Магнитное запоминающее устройство, содержащее множество MRAM ячеек, причем каждая MRAM ячейка содержит магнитный туннельный переход, включающий в себя:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э.
6. Способ записи MRAM ячейки, содержащей магнитный туннельный переход, включающий в себя:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э;
причем способ содержит этапы, на которых:
нагревают магнитный туннельный переход до высокого температурного предела; и
как только магнитный туннельный переход достигает высокого температурного предела, переключают направление намагниченности первой и второй намагниченности хранения для записи данных на упомянутый слой хранения; причем
переключение направления намагниченности первой и второй намагниченности хранения содержит этап, на котором прикладывают внешнее магнитное поле записи.
7. Способ по п. 6, в котором
магнитное поле записи прикладывают с величиной, которая заключается между около 130 Э и около 160 Э.
8. Способ по п. 6, в котором
упомянутое переключение первой и второй намагниченности хранения содержит этап, на котором прикладывают внешнее магнитное поле записи, имеющее величину, такую чтобы насыщать намагниченность восприятия в направлении согласно направлению магнитного поля записи; причем первую и вторую намагниченности хранения переключают в соответствии с локальным магнитным полем рассеяния восприятия, индуцированного насыщенной намагниченностью восприятия.
9. Способ по п. 8, в котором
толщина воспринимающего слоя является такой, что намагниченность восприятия является больше суммы первой и второй намагниченностей хранения.
10. Способ по п. 9, в котором
толщина воспринимающего слоя является такой, что величина магнитного поля записи, требуемая для насыщения намагниченности восприятия, является ниже около 80 Э.
11. Способ считывания MRAM ячейки, содержащей магнитный туннельный переход, включающий в себя:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э;
причем способ содержит этапы, на которых:
выравнивают намагниченность восприятия в первом направлении посредством приложения первого магнитного поля считывания;
измеряют первое сопротивление упомянутого магнитного туннельного перехода, причем первое сопротивление определяют первым направлением намагниченности восприятия относительно ориентации намагниченности хранения;
выравнивают намагниченность восприятия во втором направлении;
измеряют второе сопротивление упомянутого магнитного туннельного перехода, причем второе сопротивление определяют вторым направлением намагниченности восприятия относительно ориентации намагниченности хранения;
определяют разность между значением первого сопротивления и значением второго сопротивления;
причем упомянутое выравнивание намагниченности восприятия во втором направлении содержит этап, на котором прикладывают второе магнитное поле считывания, имеющее величину около 50 Э или ниже.
12. Способ по п. 11, в котором
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, является, по существу, нулевым.
13. Способ по п. 12, в котором
величина первого и второго магнитных полей считывания составляет около 20 Э.
14. Способ по п. 11, в котором
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, заключается между около 40 Э и около 50 Э.
15. Способ по п. 14, в котором
второе магнитное поле считывания является, по существу, нулевым.
RU2012141305/08A 2011-09-28 2012-09-27 Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (mram), способ записи и считывания ячейки mram с использованием операции самоотносительного считывания RU2012141305A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11290444.6 2011-09-28
EP11290444.6A EP2575135B1 (en) 2011-09-28 2011-09-28 Magnetic random access memory (MRAM) cell and method for reading the MRAM cell using a self-referenced read operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012141305A true RU2012141305A (ru) 2014-04-10

Family

ID=45787061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012141305/08A RU2012141305A (ru) 2011-09-28 2012-09-27 Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (mram), способ записи и считывания ячейки mram с использованием операции самоотносительного считывания

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130077390A1 (ru)
EP (1) EP2575135B1 (ru)
JP (1) JP2013093558A (ru)
KR (1) KR20130034622A (ru)
CN (1) CN103035280B (ru)
RU (1) RU2012141305A (ru)
TW (1) TW201329974A (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2608208B1 (en) * 2011-12-22 2015-02-11 Crocus Technology S.A. Self-referenced MRAM cell and method for writing the cell using a spin transfer torque write operation
EP2615610B1 (en) * 2012-01-16 2016-11-02 Crocus Technology S.A. Mram cell and method for writing to the mram cell using a thermally assisted write operation with a reduced field current
EP2736045B1 (en) * 2012-11-27 2016-09-21 Crocus Technology S.A. Magnetic random access memory (MRAM) cell with low power consumption
EP2741296B1 (en) * 2012-12-07 2019-01-30 Crocus Technology S.A. Self-referenced magnetic random access memory (MRAM) and method for writing to the MRAM cell with increased reliability and reduced power consumption
EP2775480B1 (en) * 2013-03-07 2018-11-14 Crocus Technology S.A. Self-referenced TAS-MRAM cell that can be read with reduced power consumption
US20150129946A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-14 International Business Machines Corporation Self reference thermally assisted mram with low moment ferromagnet storage layer
EP2905783B1 (en) * 2014-02-06 2018-09-19 Crocus Technology S.A. Method for writing to a multibit TAS-MRAM device configured for self-referenced read operation with improved reproducibly
EP2958108B1 (en) 2014-06-17 2019-08-28 CROCUS Technology Self-referenced multibit MRAM cell having a synthetic antiferromagnetic storage layer
EP2966453B1 (en) * 2014-07-11 2018-10-31 Crocus Technology MLU based accelerometer using a magnetic tunnel junction
EP3045928B1 (en) * 2015-01-16 2017-07-12 Crocus Technology Magnetic logic unit (MLU) cell for sensing magnetic fields with improved programmability and low reading consumption
KR20170064018A (ko) * 2015-11-30 2017-06-09 에스케이하이닉스 주식회사 전자 장치
US10672976B2 (en) * 2017-02-28 2020-06-02 Spin Memory, Inc. Precessional spin current structure with high in-plane magnetization for MRAM
KR102097204B1 (ko) 2018-05-04 2020-04-03 한양대학교 산학협력단 다중 기준 저항 레벨을 적용하는 자기 저항 메모리 소자 및 이에 있어서 최적 기준 저항 레벨을 선택하는 방법
GB2576174B (en) * 2018-08-07 2021-06-16 Ip2Ipo Innovations Ltd Memory
CN111370573B (zh) * 2018-12-26 2021-12-24 中电海康集团有限公司 磁存储单元及sot-mram存储器
US11894029B1 (en) * 2022-10-27 2024-02-06 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Spiking neural network hardware based on magnetic-tunnel-junction layer stacks

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3234814B2 (ja) * 1998-06-30 2001-12-04 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置
US6693826B1 (en) * 2001-07-30 2004-02-17 Iowa State University Research Foundation, Inc. Magnetic memory sensing method and apparatus
US6538917B1 (en) * 2001-09-25 2003-03-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Read methods for magneto-resistive device having soft reference layer
FR2832542B1 (fr) 2001-11-16 2005-05-06 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a jonction tunnel magnetique, memoire et procedes d'ecriture et de lecture utilisant ce dispositif
DE10158795B4 (de) * 2001-11-30 2005-12-22 Infineon Technologies Ag Magnetoresistive Speicherzelle mit dynamischer Referenzschicht
US6850433B2 (en) * 2002-07-15 2005-02-01 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Magnetic memory device and method
WO2005036558A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-21 Agency For Science, Technology And Research Magnetic memory device
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
US7023724B2 (en) * 2004-01-10 2006-04-04 Honeywell International Inc. Pseudo tunnel junction
US20060114616A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Tdk Corporation Film and method for producing nano-particles for magnetoresistive device
JP5077802B2 (ja) * 2005-02-16 2012-11-21 日本電気株式会社 積層強磁性構造体、及び、ｍｔｊ素子
JP2007053143A (ja) * 2005-08-15 2007-03-01 Sony Corp 記憶素子、メモリ
JP4380707B2 (ja) * 2007-01-19 2009-12-09 ソニー株式会社 記憶素子
US20090303779A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Young-Shying Chen Spin Torque Transfer MTJ Devices with High Thermal Stability and Low Write Currents
US20100091564A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Seagate Technology Llc Magnetic stack having reduced switching current
US8289756B2 (en) * 2008-11-25 2012-10-16 Seagate Technology Llc Non volatile memory including stabilizing structures
EP2276034B1 (en) 2009-07-13 2016-04-27 Crocus Technology S.A. Self-referenced magnetic random access memory cell
US8558331B2 (en) * 2009-12-08 2013-10-15 Qualcomm Incorporated Magnetic tunnel junction device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013093558A (ja) 2013-05-16
EP2575135B1 (en) 2015-08-05
TW201329974A (zh) 2013-07-16
CN103035280A (zh) 2013-04-10
EP2575135A1 (en) 2013-04-03
US20130077390A1 (en) 2013-03-28
KR20130034622A (ko) 2013-04-05
CN103035280B (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012141305A (ru) Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (mram), способ записи и считывания ячейки mram с использованием операции самоотносительного считывания
CN102467954B (zh) 切换向平面外的磁性隧道结单元的方法
RU2012155911A (ru) Самоотносимая ячейка mram и способ для записи в упомянутую ячейку с использованием операции записи с переносом спинового момента
US10720572B1 (en) Skyrmion stack memory device
EP2885787A1 (en) Multi-level memory cell using multiple magentic tunnel junctions with varying mgo thickness
CN108333539A (zh) 测量图案化装置级的交换劲度的方法
CN103137852B (zh) 存储元件和存储设备
KR20160062809A (ko) 재쓰기를 이용하여 로우 비트 에러 레이트를 개선하는 메모리 시스템 및 그에 따른 재쓰기 방법
US20130128650A1 (en) Data-masked analog and digital read for resistive memories
RU2012153710A (ru) Самоотносимый элемент магнитной оперативной памяти, содержащий синтетический запоминающий слой
CN103137855A (zh) 存储元件和存储设备
RU2012121194A (ru) Многобитовая ячейка с синтетическим запоминающим слоем
US8976578B2 (en) Memory element and memory apparatus
KR20160034821A (ko) 자기 접합을 사용한 온도 검출을 위한 시스템 및 방법
RU2012150042A (ru) Самоотносимая ячейка mram с оптимизированной надежностью
KR20090060063A (ko) 수직자기이방성을 갖는 스핀밸브 자기저항소자
CN103959407B (zh) 具有低写入错误率的自旋转移力矩磁存储元件
RU2013104558A (ru) Самоотносимая ячейка магнитной памяти типа mram c линейным считывающим сигналом
EP2791940B1 (en) Random access memory architecture for reading bit states
JP2007513502A (ja) 磁界センサを有するｍｒａｍチップの不均一シールド
KR20140136340A (ko) Mtj소자를 이용한 열 감지 센서
CN103268658A (zh) 识别磁条上磁性图形的磁矩取向装置及其识别方法
JP2004158766A (ja) 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ装置
CN104285291B (zh) 存储设备和存储器件
KR101083205B1 (ko) 3층막구조의 합성 페리자성체로 이루어진 나노구조 셀의 열적 안정성 계수 측정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20170508