TW201324506A - 包含加熱帶之磁性隨機存取記憶體 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種記憶體裝置，其包含至少一磁性隨機存取記憶體單元，該至少一磁性隨機存取記憶體單元包含：(1)一磁性穿隧接面，其具有一第一端及一第二端；及(2)一帶，其電耦合至該磁性穿隧接面之該第二端。該記憶體裝置亦包含一位元線，其電耦合至該磁性穿隧接面之該第一端。在一寫入操作期間，該位元線經組態以施加一第一加熱電流通過該磁性穿隧接面，且該帶經組態以施加一第二加熱電流通過該帶，使得該磁性穿隧接面根據該第一加熱電流及該第二加熱電流加熱至至少一臨限溫度。

Description

包含加熱帶之磁性隨機存取記憶體
本發明大體上係關於磁性隨機存取記憶體(「MRAM」)裝置。更特定言之，本發明係關於包含加熱帶之MRAM裝置。
本申請案主張根據35 U.S.C.§119(e)於2011年9月21日申請之美國專利申請案第13/239,168號之權利。該前述申請案之全文以引用方式併入本文。
鑑於發現磁性穿隧接面在環境溫度下具有一強磁阻，MRAM裝置已成為愈來愈受人們關注的主題。MRAM裝置提供若干益處，諸如更快速寫入及讀取、非揮發性及對游離輻射不靈敏。因此，MRAM裝置逐漸取代基於一電容器之一充電狀態之記憶體裝置，諸如動態隨機存取記憶體及快閃記憶體裝置。
在一習知實施方案中，一MRAM裝置包含一MRAM單元陣列，其等之各者包含由藉由一薄絕緣層分離之一對鐵磁性層形成之一磁性穿隧接面。一鐵磁性層(所謂的參考層)之特徵在於具有一固定方向之一磁化，且另一鐵磁性層(所謂的儲存層)之特徵在於具有在(諸如藉由施加一磁場)寫入裝置之後改變之一方向之一磁化。當該參考層及該儲存層之各自磁化反平行時，該磁性穿隧接面之一電阻為高，即，具有對應於一高邏輯狀態「1」之一電阻值Rmax。另一方面，當該等各自磁化平行時，該磁性穿隧接 面之電阻為低，即，具有對應於一低邏輯狀態「0」之一電阻值Rmin。一MRAM單元之一邏輯狀態藉由比較其電阻值與一參考電阻值Rref而讀取，參考電阻值Rref表示介於該高邏輯狀態「1」之電阻值與該低邏輯狀態「0」之電阻值之間之一中間電阻值。
在經實施用於熱輔助切換(「TAS」)之一習知MRAM單元中，一儲存層通常藉由與一磁性穿隧接面內之儲存層相鄰且其特徵為一臨限溫度之一反鐵磁性層交換偏置。低於該臨限溫度，該儲存層之一磁化藉由該交換偏置釘紮，藉此禁止該儲存層之寫入。藉由使一電流通過該磁性穿隧接面實行寫入，藉此將該磁性穿隧接面加熱至該臨限溫度以上且解除釘紮該儲存層之磁化。接著用所施加之一磁場將該磁性穿隧接面冷卻至該臨限溫度以下，使得在寫入方向上「凍結」該儲存層之磁化。
雖然一習知TAS型MRAM裝置提供若干益處，但是其亦具有某些缺陷。具體言之，通過一磁性穿隧接面之一電流應具有足以將磁性穿隧接面加熱至一臨限溫度(其可為約120℃或更高)以上之量值。然而，使此量值之一電流通過該磁性穿隧接面可在該磁性穿隧接面內之一絕緣層上產生應力，且重複寫入操作可使該絕緣層劣化且減小該MRAM裝置之一操作壽命。
在此背景下需要開發本文描述之MRAM裝置及相關方法。
本發明之一態樣係關於一種記憶體裝置。在一實施例中，該記憶體裝置包含至少一MRAM單元，其包含：(1)一磁性穿隧接面，其具有一第一端及一第二端；及(2)一帶，其電耦合至該磁性穿隧接面之該第二端。該記憶體裝置亦包含一位元線，其電耦合至該磁性穿隧接面之該第一端。在一寫入操作期間，該位元線經組態以施加一第一加熱電流通過該磁性穿隧接面，且該帶經組態以施加一第二加熱電流通過該帶，使得該磁性穿隧接面根據該第一加熱電流及該第二加熱電流加熱至至少一臨限溫度。
本發明之另一態樣係關於一種操作一記憶體裝置之方法。在一實施例中，該方法包含提供一磁性穿隧接面及電耦合至該磁性穿隧接面之一帶，其中該磁性穿隧接面具有相對於一臨限溫度釘紮之一儲存磁化方向。該方法在一寫入操作期間亦包含：(1)將該磁性穿隧接面加熱至至少該臨限溫度使得該儲存磁化方向暫時解除釘紮，其中加熱該磁性穿隧接面包含施加一第一加熱電流通過該磁性穿隧接面及施加一第二加熱電流通過該帶；及(2)引發一寫入磁場使得該儲存磁化方向根據該寫入磁場而對準。
亦預期本發明之其他態樣及方法。前述發明內容及下列詳細描述不旨在將本發明限於任何特定實施例，而僅僅旨在描述本發明之一些實施例。
為更好地理解本發明之一些實施例之本質及目的，應結合隨附圖式參考下列詳細描述。在該等圖式中，除非上下 文明確地指示，否則相同的參考數字標示相同的特徵。
定義
下列定義適用於關於本發明之一些實施例描述之一些態樣。同樣可對本文擴展此等定義。
如本文使用，除非上下文另有明確地指示，否則單數術語「一」、「一個」及「該」包含複數參照物。因此，例如，除非上下文另有明確地指示，否則對一物體之引用可包含多個物體。
如本文使用，術語「組」指一或多個物體之一集合。因此，例如，一組物體可包含一單個物體或多個物體。一組之物體亦可被稱為該組之成員。一組之物體可相同或不同。在一些例項中，一組之物體可共用一或多個共同特性。
如本文使用，術語「實質上」及「實質的」指代相當大程度或範圍。當結合一事件或狀況使用時，該等術語可指代其中確切地發生該事件或狀況之例項以及其中近似發生該事件或狀況(諸如考量本文描述之實施例之典型製造容限或可變性)之例項。
如本文使用，術語「相鄰」指代在附近或毗鄰。相鄰物體可彼此隔開且可實際上彼此接觸或彼此直接接觸。在一些例項中，相鄰物體可彼此耦合或可彼此成一體地形成。
如本文使用，術語「耦合」指代一操作連接或連結。耦合的物體可彼此直接連接或可彼此間接連接，諸如經由另一組物體。
如本文使用，術語「主族元素」指代IA族(或1族)、IIA族(或2族)、IIIA族(或13族)、IVA族(或14族)、VA族(或15族)、VIA族(或16族)、VIIA族(或17族)及VIIIA族(或18族)之任一族中之一化學元素。一主族元素有時候亦稱為一s區元素或一p區元素。
如本文使用，術語「過渡金屬」指代IVB族(或4族)、VB族(或5族)、VIB族(或6族)、VIIB族(或7族)、VIIIB族(或8族、9族及10族)、IB族(或11族)及IIB族(或12族)之任一族中之一化學元素。一過渡金屬有時候亦稱為一d區元素。
如本文使用，術語「稀土元素」指代Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu之任一者。
MRAM裝置
首先關注圖1，其係根據本發明之一實施例實施之一記憶體裝置之一透視圖。在圖解說明之實施例中，該記憶體裝置係包含一組MRAM單元102a、102b、102c及102d之一MRAM裝置100。該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之各者包含一磁性穿隧接面、一帶及一選擇電晶體，諸如包含於該MRAM單元102a中之一磁性穿隧接面104、一帶106及一選擇電晶體108。參考圖1，該等MRAM單元102a、102b、102c及102d沿一正方形或矩形陣列之實質上正交方向配置成列及行，但是亦預期其他二維及三維陣列。又，雖然圖1中圖解說明四個MRAM單元102a、 102b、102c及102d，但是亦預期該MRAM裝置100中可包含更多或更少MRAM單元。
在圖解說明之實施例中，該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之各者經實施用於TAS，且在寫入操作期間，施加電流導致加熱，從而容許改變該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之一組磁化，即，該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之各自MRAM單元之儲存磁化。如下文進一步解釋，此加熱至少部分透過該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之帶之操作且尤其透過施加電流通過該等帶而達成以加熱與該等帶相鄰之磁性穿隧接面。此加熱或暖化帶之實施方案容許減小在寫入操作期間通過該等磁性穿隧接面之電流之一量值，藉此緩解該等磁性穿隧接面上之應力並增加該MRAM裝置100之一耐久性及操作壽命。
參考圖1，該MRAM裝置100亦包含一組跡線或帶導體以提供寫入及讀取功能性。具體言之，一組場線110a、110b以相對於彼此一實質上平行之方式而跨該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之陣列延伸，其中該場線110a沿該陣列之一行磁性耦合至該等MRAM單元102a及102c，且其中該場線110b沿該陣列之另一行磁性耦合至該等MRAM單元102b及102d。在寫入操作期間，施加電流通過該等場線110a及110b引發可改變該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之儲存磁化之磁場。在讀取操作期間，施加電流通過該等場線110a及110b引發可改變該等MRAM單元 102a、102b、102c及102d之另一組磁化(即，該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之各自MRAM單元之感測磁化)之磁場。
該MRAM裝置100亦包含一組位元線108a及108b，其等以相對於彼此一實質上平行之方式且以相對於場線110a及110b之一實質上平行方式而跨該陣列延伸。具體言之，該位元線108a沿該陣列之一行電耦合至該等MRAM單元102a及102c，且該位元線108b沿該陣列之另一行電耦合至該等MRAM單元102b及102d。在寫入操作期間，施加電流通過該等位元線108a及108b以及該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之磁性穿隧接面導致部分加熱，如與藉由該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之帶之額外部分加熱結合，該部分加熱容許改變該等儲存磁化。在讀取操作期間，施加電流通過該等位元線108a及108b以及該等磁性穿隧接面容許判定電阻值，該等電阻值指示該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之儲存磁化與感測磁化之間之對準度。如圖1中圖解說明，該等位元線108a及108b分別電耦合至選擇電晶體114a及114b，從而容許在寫入及讀取操作期間選擇該等位元線108a及108b。
仍參考圖1，該MRAM裝置100進一步包含透過該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之選擇電晶體電耦合至該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之一組控制線112a及112b。具體言之，該控制線112a沿該陣列之一列電耦合至該等MRAM單元102a及102b之選擇電晶體，且該控 制線112b沿該陣列之另一列電耦合至該等MRAM單元102c及102d之選擇電晶體。在寫入及讀取操作期間，該等控制線112a及112b在一阻擋模式(OFF)與一飽和模式(ON)之間切換該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之選擇電晶體。同樣地，在一阻擋模式與一飽和模式之間切換該等選擇電晶體114a及114b。該等場線110a及110b、該等位元線108a及108b以及該等控制線112a及112b之協調操作容許在寫入及讀取操作期間選擇性地定址MRAM單元102a、102b、102c及102d之一特定子組。例如，當寫入該MRAM單元102a時，可藉由將該選擇電晶體114a切換至一飽和模式而啟動該位元線108a，可啟動該場線110a，且可啟動該控制線112a以將該選擇電晶體108切換至一飽和模式，藉此在該MRAM單元102a附近引發一磁場且容許電流通過該磁性穿隧接面104以及該MRAM單元102a之帶106。以此方式，可個別定址佈置在該場線110a、該位元線108a及該控制線112a之交叉處之MRAM單元102a。
預期該等場線110a及110b、該等位元線108a及108b以及該等控制線112a及112b之其他實施方案。具體言之，此等軌跡之定向及數目可不同於圖1中之定向及數目。例如，該等場線110a及110b可組合為磁性耦合至不同行中之MRAM單元102a及102c以及102b及102d且由該等MRAM單元102a及102c以及102b及102d共用之一共同場線。作為另一實例，該等場線110a及110b可佈置在該等位元線108a及108b上方，而非如圖1中圖解說明般佈置在該等位元線 108a及108b下方。作為一進一步實例，施加電流通過該等帶可用以引發磁場以在寫入及讀取操作期間改變該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之磁化。換言之，該等帶亦可用作一組場線，使得可省略該等場線110a及110b。此等主動加熱帶之實施方案節約寶貴的晶粒面積且降低製造成本。又，由於此等主動加熱帶相對於該等MRAM單元102a、102b、102c及102d之磁性穿隧接面之緊密間隔，可改良所引發磁場之切換效率，藉此容許低強度磁場及減小之功率消耗。
接著關注圖2A及圖2B，其等係根據本發明之一實施例包含於圖1之MRAM裝置100中之MRAM單元102a之放大視圖。參考圖2A，該MRAM單元102a包含該磁性穿隧接面104，該磁性穿隧接面104包含對應於一感測層200及一儲存層202之一對磁性層。該磁性穿隧接面104亦包含佈置在該感測層200與該儲存層202之間之一間隔層204。如圖2A中圖解說明，該位元線108a電耦合至該磁性穿隧接面104在該感測層200之側上之一頂端，且實質上平行於該場線110a，該場線110a佈置於該磁性穿隧接面104在該儲存層202之側上之一底端下方且磁性耦合至該底端。該MRAM單元102a亦包含選擇電晶體108，該選擇電晶體108透過該帶106而在該儲存層202之側上電耦合至磁性穿隧接面104。預期該MRAM單元102a之其他實施方案。例如，可在該磁性穿隧接面104中反轉該感測層200及該儲存層202之相對定位，使得該儲存層202佈置在該感測層200上方。
該感測層200及該儲存層202之各者包含一磁性材料且尤其鐵磁類型之一磁性材料或由該磁性材料且尤其鐵磁類型之磁性材料形成。一鐵磁性材料之特徵可為具有一特定矯頑磁力之一實質上平面磁化，矯頑磁力指示在一方向上驅動磁化至飽和之後反轉該磁化之一磁場之一量值。一般而言，該感測層200及該儲存層202可包含相同的鐵磁性材料或不同的鐵磁性材料。如圖2A中圖解說明，該感測層200包含一軟鐵磁性材料，即具有一相對較低的矯頑磁力(諸如不大於約0.01奧斯特)之一鐵磁性材料，而該儲存層202包含一硬鐵磁性材料，即具有一相對較高的矯頑磁力(諸如大於約0.01奧斯特)之一鐵磁性材料。以此方式，在讀取操作期間可在低強度磁場下容易地改變該感測層200之一磁化，而該儲存層202之一磁化保持穩定。適當的鐵磁性材料包含過渡金屬、稀土元素及其等具有或不具備主族元素之合金。例如，適當的鐵磁性材料包含鐵(「Fe」)、鈷(「Co」)、鎳(「Ni」)及其等之合金，諸如坡莫合金(或Ni80Fe20)；基於Ni、Fe及硼(「B」)之合金；Co90Fe10；及基於Co、Fe及B之合金。在一些例項中，基於Ni及Fe(及視需要B)之合金可具有小於基於Co及Fe(及視需要B)之合金之一矯頑磁力。該感測層200及該儲存層202之各者之一厚度可在奈米(「nm」)範圍中，諸如自約1 nm至約20 nm或自約1 nm至約10 nm。預期該感測層200及該儲存層202之其他實施方案。例如，該感測層200及該儲存層202之任一者或二者可以類似於所謂的合成反鐵磁性層之一方式而包 含多個子層。
該間隔層204用作一穿隧障壁且包含一絕緣材料或由一絕緣材料形成。適當的絕緣材料包含氧化物，諸如氧化鋁(例如，Al2O3)及氧化鎂(例如，MgO)。該間隔層204之一厚度可在nm範圍中，諸如自約1 nm至約10 nm。
參考圖2A，該MRAM單元102a實施為儲存二進位資料值之一單位元單元。根據該MRAM單元102a之單位元實施方案，該儲存層202具有可根據一寫入編碼方案而在一對相異方向(諸如其中一方向指派給一高邏輯狀態「1」且一實質上相反方向指派給一低邏輯狀態「0」)之間切換之一儲存磁化方向。如圖2A中圖解說明，該磁性穿隧接面104包含一釘紮層206，該釘紮層206經佈置而與該儲存層202相鄰且其特徵為可對應於一阻擋溫度、一奈爾(Neel)溫度之一臨限溫度TBS或另一臨限溫度。當該釘紮層206內或附近之一溫度低於該臨限溫度TBS時，該釘紮層206透過交換偏置而沿一初始方向穩定化該儲存磁化。當該溫度在或高於該臨限溫度TBS時，該釘紮層206解除釘紮或解耦合該儲存磁化，藉此容許將該儲存磁化切換為另一方向。相比而言，省略與該感測層200相鄰之此一釘紮層，且因此，該感測層200具有在交換偏置之實質存在之下而解除釘紮且容易地改變之一感測磁化方向。
該釘紮層206包含一磁性材料且尤其反鐵磁類型之一磁性材料或由該磁性材料且尤其反鐵磁類型之磁性材料形成。適當的反鐵磁性材料包含過渡金屬及其等之合金，包 含基於猛(「Mn」)之合金，諸如基於銥(Ir)及Mn之合金(例如，IrMn)；基於Fe及Mn之合金(例如，FeMn)；基於鉑(「Pt」)及Mn之合金(例如，PtMn)；及基於Ni及Mn之合金(例如，NiMn)。在一些例項中，基於Ir及Mn(或基於Fe及Mn)之合金之臨限溫度TBS可在約120℃至約220℃或約150℃至約220℃之範圍中，且可小於基於Pt及Mn(或基於Ni及Mn)之合金之臨限溫度TBS(其可在約300℃至約350℃之範圍中)。因為該感測磁化方向經解除釘紮，所以該臨限溫度TBS可經選擇以適應缺乏或不考慮原本將設定一操作溫度窗之一上界之另一臨限溫度之一所要應用，諸如一高溫應用。
仍參考圖2A，該帶106實施為一加熱帶且包含一組帶部分，即帶部分208及210。該磁性穿隧接面104之底端電耦合至該等帶部分208與210之間之帶106，其中該帶部分208沿一方向橫向延伸遠離該磁性穿隧接面104且透過一接觸柱220將該磁性穿隧接面104之底端電耦合至該選擇電晶體108。該帶部分210在一實質上相反方向上橫向延伸遠離該磁性穿隧接面104，且雖然圖2A中未圖解說明，但是該帶部分210可電耦合至一電流源或電壓源。預期該帶106之其他實施方案，且特定言之，該等帶部分208及210之定向及數目可不同於圖2A中圖解說明之定向及數目。又，雖然圖2A中未圖解說明，但是可包含與該帶106外部相鄰之一包層以衰減藉由流過該帶106之電流而引發的非所要磁場。其他實施方案(諸如包含主動加熱帶之實施方案)可省略或 重新組態此一包層。
在如圖2A中圖解說明之MRAM單元102a之一TAS型寫入操作期間，藉由一對貢獻(contribution)之組合效果加熱該磁性穿隧接面104。具體言之，一貢獻涉及焦耳加熱及來自穿隧電子之加熱，且藉由在該等選擇電晶體108及114a處於其等飽和模式中之情況下經由該位元線108a施加一加熱電流212通過該磁性穿隧接面104而實行。另一貢獻涉及焦耳加熱，且藉由在該選擇電晶體108保持於其飽和模式中之情況下透過該帶106且在該等帶部分208與210之間施加另一加熱電流214而實行。如圖2A中圖解說明，該等加熱電流212、214合併以形成通過該帶部分208及該選擇電晶體108之一組合加熱電流216。由於此對加熱貢獻，該磁性穿隧接面104經加熱至處於或高於該臨限溫度TBS之一溫度，使得該儲存磁化方向解除釘紮。同時或在一短時間延遲之後，啟動該場線110a以引發一寫入磁場以將該儲存磁化方向自一初始方向切換為另一方向。具體言之，施加一寫入電流218通過該場線110a以引發該寫入磁場以因此切換該儲存磁化方向。
藉由透過該帶106提供至少部分加熱，圖解說明之實施例相對於該臨限溫度TBS達成所要加熱，同時減小通過該磁性穿隧接面104之加熱電流212之一量值以緩解該磁性穿隧接面104上之應力。可藉由適當地選擇及控制該等帶部分208及210之一電阻率來增加或調整來自該帶106之加熱貢獻。例如，可藉由減小該等帶部分208及210之一截面積 (諸如藉由減小其等之厚度、減小其等之寬度或該二者)而增加該等帶部分208及210之電阻率。對於某些實施方案，該等帶部分208及210之截面積可不大於約3×10-11 cm2，諸如不大於約2×10-11 cm2或不大於約1×10-11 cm2，且低至約1×10-12 cm2或更小，從而導致至少約150 Ω/平方之一薄膜電阻，諸如至少約200 Ω/平方或至少約250 Ω/平方，且高至約500 Ω/平方或更大。作為另一實例，可藉由調整該等帶部分208及210之一截面形狀(諸如自一正方形調整為一相對較薄矩形)而增加該等帶部分208及210之電阻率。作為一進一步實例，可透過使用具有至少約150 Ω/平方(諸如至少約200 Ω/平方或至少約250 Ω/平方，且高至約500 Ω/平方或更大)之一薄膜電阻之電阻性材料來增加該等帶部分208及210之電阻率。對於某些實施方案，該等帶部分208及210之任一者或二者可包含具有約223 Ω/平方之一薄膜電阻值氮化鉭或可由具有約223 Ω/平方之一薄膜電阻之氮化鉭形成，但是其他高電阻性材料亦係適當的。
最佳化來自該帶106及來自使該加熱電流212通過該磁性穿隧接面104之相對加熱貢獻可涉及平衡與緩解間隔層204上之應力、功率消耗及加熱效率有關的抵消因數。例如，雖然某些實施方案可僅僅透過操作該帶106達成加熱，但是達成一所要加熱位準之加熱電流214之一功率消耗及一量值可大於其中該帶106提供部分加熱之其他實施方案。就提供部分加熱而言，該加熱電流214可具有足以將該磁性穿隧接面104加熱至至少約0.5×TBS(諸如至少約0.6×TBS 或至少約0.7×TBS，但小於TBS，諸如高至約0.9×TBS或高至約0.95×TBS)之一溫度之一量值，其中該加熱電流212提供額外部分加熱以將該磁性穿隧接面104加熱至至少TBS。又，就提供部分加熱而言，該加熱電流214之量值可為該組合加熱電流216之一量值之至少約50%，諸如該組合加熱電流216之量值之至少約60%或至少約70%但小於100%，諸如高至約90%或高至約95%。
一旦該儲存磁化方向切換為一寫入方向，該等選擇電晶體108及114a便切換為其等阻擋模式以禁止電流通過該磁性穿隧接面104及該帶106，藉此冷卻該磁性穿隧接面104。可在冷卻該磁性穿隧接面104期間維持該寫入磁場，且一旦該磁性穿隧接面104已冷卻至該臨限溫度TBS以下，便可停用該寫入磁場。因為該儲存磁化方向藉由該釘紮層206之交換偏置而釘紮，所以其定向保持穩定以留存寫入資料。
在如圖2B中圖解說明之MRAM單元102a之一讀取操作期間，啟動該場線110a以引發一讀取磁場以改變該感測層200之感測磁化方向。具體言之，施加一讀取電流222通過該場線110a以引發該讀取磁場以因此改變該感測磁化方向。因為該感測層200經歷較少的交換偏置或未經歷交換偏置，所以該感測磁化方向可在低強度磁場下且在低於該臨限溫度TBS之一溫度下容易地改變，而該儲存磁化方向在寫入方向上保持穩定。對於某些實施方案，該MRAM單元102a之讀取操作在其中以可與一寫入編碼方案相容之一 方式啟動該場線110a之多個讀取循環中實行。因為該感測磁化方向可根據該讀取磁場而對準，所以該感測磁化方向可根據該寫入編碼方案而在一對相異方向之間連續地切換。
作為每一讀取循環之部分，藉由在該等選擇電晶體108及114a處於其等飽和模式中之情況下經由該位元線108a施加一感測電流224通過該磁性穿隧接面104而判定該儲存磁化方向與該感測磁化方向之間之一對準度。在施加該感測電流224時量測跨該磁性穿隧接面104之一所得電壓產生針對一特定讀取循環及寫入編碼方案之一特定方向之磁性穿隧接面104之一電阻值。或者，可藉由跨該磁性穿隧接面104施加一電壓及量測一所得電流而判定一電阻值。當該感測層200及該儲存層202之各自磁化反平行時，該磁性穿隧接面104之一電阻值通常對應於一最大值，且當該等各自磁化平行時，該磁性穿隧接面104之一電阻值通常對應於一最小值。當該等各自磁化介於反平行與平行之間時，該磁性穿隧接面104之一電阻值通常介於該最大值與該最小值之間。用於多個讀取循環之電阻值經處理以判定產生一最小電阻值之方向，藉此基於一對邏輯狀態中指派給該方向之一邏輯狀態來產生一儲存資料值。可使用與(例如)一取樣/保持電路結合之一適當控制器來實行該等電阻值之處理。
上文解釋之MRAM單元102a之讀取操作係自我參考的，此係因為其可基於該MRAM單元102a內之磁化之相對對準 而實行，不需要與一參考單元或一群組參考單元之一參考電阻值比較。該MRAM單元102a之自我參考實施方案容許省略具有一固定磁化之一參考層，且因此容許在缺乏或不考慮一上臨限溫度之情況下操作該MRAM單元102a。以此方式，該MRAM單元102a之一操作溫度窗可大幅擴大，諸如擴大至高至約400℃或更高之溫度。
圖3係根據本發明之另一實施例實施之一MRAM單元300之一放大視圖。該MRAM單元300之特定態樣可以類似於先前針對圖2A及圖2B之MRAM單元102a解釋之一方式實施，且下文並不重複該等態樣。
參考圖3，該帶106包含該等帶部分208及210，其中該帶部分208透過該接觸柱220將該磁性穿隧接面104之底端電耦合至該選擇電晶體108，且其中該帶部分210透過一接觸柱304將該磁性穿隧接面104之底端電耦合至另一選擇電晶體302。包含該對選擇電晶體108及302提供對通過該帶106之電流之更好控制。在如圖3中圖解說明之MRAM單元300之一TAS型寫入操作期間，藉由在該等選擇電晶體108及114a處於其等飽和模式中之情況下經由該位元線108a施加一加熱電流306通過該磁性穿隧接面104而部分加熱該磁性穿隧接面104。組合地，在該等選擇電晶體108及302處於其等飽和模式中之情況下透過該帶106且在該等帶部分208與210之間施加另一加熱電流308。因此，將該磁性穿隧接面104加熱至處於或高於該臨限溫度TBS之一溫度，使得該儲存磁化方向解除釘紮。同時或在一短時間延遲之後，啟 動該場線110a以引發一寫入磁場以因此切換該儲存磁化方向。該MRAM單元300之一讀取操作可以類似於先前針對圖2A及圖2B之MRAM單元102a解釋之一方式實行。
圖4A及圖4B係根據本發明之另一實施例實施之一MRAM單元400之放大視圖。該MRAM單元400之特定態樣可以類似於先前針對圖2A及圖2B之MRAM單元102a解釋之一方式實施，且下文並不重複該等態樣。
該MRAM單元400包含一帶402，該帶402實施為一主動加熱帶以在寫入操作期間提供電流以加熱該磁性穿隧接面104，且在寫入及讀取操作期間提供電流以引發磁場。在如圖4A中圖解說明之MRAM單元400之一TAS型寫入操作期間，藉由在該等選擇電晶體108及114a處於其等飽和模式中之情況下經由該位元線108a施加一加熱電流404通過該磁性穿隧接面104而部分加熱該磁性穿隧接面104。組合地，在該選擇電晶體108保持在其飽和模式中之情況下透過該帶402且在帶部分408與410之間施加另一加熱電流406。因此，將該磁性穿隧接面104加熱至處於或高於該臨限溫度TBS之一溫度，使得該儲存磁化方向解除釘紮且根據藉由通過該帶402之電流所引發之一寫入磁場而切換。同時或在一短時間延遲之後，通過該帶402之電流減小或減低至足以容許冷卻該磁性穿隧接面104同時在此冷卻期間維持該寫入磁場之一位準。一旦達成所要的加熱位準，便可停用通過該磁性穿隧接面104之電流，或可在達成所要的加熱位準之後的某一段時間內維持通過該磁性穿隧接 面104之電流。
在圖解說明之實施例中，通過該帶402之電流係雙向的以容許反轉一引發磁場之一方向。可藉由(例如)反轉該等帶部分408與410之間之一電壓極性而達成此雙向性。例如且參考如圖4B中圖解說明之MRAM單元400之一讀取循環，施加一讀取電流412以自該帶部分408朝該帶部分410傳遞，藉此引發具有一特定方向之一讀取磁場以因此改變該感測磁化方向。組合地，經由該位元線108a施加一感測電流414通過該磁性穿隧接面104，藉此產生針對該讀取循環之磁性穿隧接面104之一電阻值。在另一讀取循環期間，反轉該讀取電流412之一方向以使其自該帶部分410朝該帶部分408傳遞，藉此反轉該讀取磁場之方向。以此方式，可在一對相異方向之間連續地切換該感測磁化方向。
圖5係根據本發明之另一實施例實施之一MRAM單元500之一放大視圖。該MRAM單元500之特定態樣可以類似於先前針對圖2A及圖2B之MRAM單元102a及圖4A及圖4B之MRAM單元400解釋之一方式實施，且下文並不重複該等態樣。
參考圖5，該帶402包含該等帶部分408及410，其中該帶部分408透過該接觸柱220將該磁性穿隧接面104之底端電耦合至該選擇電晶體108，且其中該帶部分410透過一接觸柱504將該磁性穿隧接面104之底端電耦合至另一選擇電晶體502。包含該對選擇電晶體108及502提供對通過該帶402之電流之更好控制。在如圖5中圖解說明之MRAM單元500 之一TAS型寫入操作期間，藉由在該等選擇電晶體108及114a處於其等飽和模式中之情況下經由該位元線108a施加一加熱電流506通過該磁性穿隧接面104而部分加熱該磁性穿隧接面104。組合地，在該等選擇電晶體108及502處於其等飽和模式中之情況下透過該帶402且在該等帶部分408與410之間施加另一加熱電流508。因此，將該磁性穿隧接面104加熱至處於或高於該臨限溫度TBS之一溫度，使得該儲存磁化方向解除釘紮且根據藉由通過該帶402之電流所引發之一寫入磁場而切換。同時或在一短時間延遲之後，通過該帶402之電流減小或減低至足以容許冷卻該磁性穿隧接面104同時在此冷卻期間維持該寫入磁場之一位準。該MRAM單元500之一讀取操作可以類似於先前針對圖4A及圖4B之MRAM單元400解釋之一方式實行。
應瞭解，上文解釋之實施例藉由實例方式提供，且預期其他實施例。例如且參考圖2A，一參考層可替代該感測層200，且可藉由另一釘紮層沿一實質上固定方向而穩定化一參考磁化，該另一釘紮層可經佈置與該參考層相鄰且其特徵可為一上臨限溫度TBR>TBS。
作為另一實例，可藉由包含每單元寫入及讀取多個位元之功能性(諸如藉由使用可在二維中旋轉之磁化)而進一步擴展一MRAM單元之一TAS型實施方案。圖6圖解說明根據本發明之一進一步實施例之此一MRAM單元600。具體言之，該MRAM單元600經實施以儲存對應於m個邏輯狀態之資料，其中m>2。換言之，該MRAM單元600係儲存一多 位元資料值之一多位元單元。參考圖6，該MRAM單元600具有可根據待儲存之一組位元而在對應於該m個邏輯狀態之m個方向之間(且在m個角度之間)切換之一儲存磁化602。此外，該MRAM單元600具有可在對應於該m個邏輯狀態之m個方向之間(且在m個角度之間)切換之一感測磁化604。可基於該儲存磁化602與該感測磁化604之間之一相對對準而判定該組儲存的位元。
對於某些實施方案，m可表示為m=2n，其中n2。此處，該MRAM單元600係儲存一n位元資料值之一n位元單元。在下表1中陳述將m個邏輯狀態指派給m個相異角度θ之一可能寫入編碼方案。可基於容許待區分磁化之對準及錯位之一角解析度而選擇一特定編碼方案。例如，若電阻值之一解析度係90°，則在下表2中陳述將四個邏輯狀態指派給四個相異角度θ之一可能寫入編碼方案。作為額外的實例，可用m=8且n=3之一編碼方案實施一45°解析度，可用m=16且n=4之一編碼方案實施一22.5°解析度等等。應瞭解，預期其他編碼方案。例如且參考表2，可置換m個邏輯狀態與m個角度θ之間之指派，使得邏輯狀態「00」指派給90°(而非0°)，邏輯狀態「01」指派給0°(而非90°)等等。作為另一實例，可對一些或全部角度θ添加一偏移，使得邏輯狀態「00」指派給0°+偏移，邏輯狀態「01」指派給90°+偏移等等。作為另一實例，連續角度θ之間之一增量可變，而非為一常數，且可省略該m個邏輯狀態之某些邏輯狀態及該m個角度θ之某些角度θ。
圖6之多位元MRAM單元600可以類似於圖2A中所示之一方式實施，且包含佈置在該位元線108a上方且實質上正交於該場線110a之另一場線。在一寫入操作期間，啟動該場線110a及另一場線之至少一者以引發一組磁場以將該儲存磁化602切換為該m個方向之一特定方向。同樣地，在一讀取操作期間，啟動該場線110a及另一場線之至少一者以引發一組磁場以在該m個方向之間連續地切換該感測磁化604。預期一多位元MRAM單元之其他實施方案。例如且參考圖2A，該帶106可實施為一主動加熱帶且可用作另一場線。
雖然已參考本發明之特定實施例描述本發明，但是熟習此項技術者應瞭解可在不脫離如藉由隨附申請專利範圍定義之本發明之真正精神及範疇之情況下作出各種改變且可 用等效物替代。此外，可作出許多修改以使一特定情境、材料、組合物、方法或程序適應本發明之目的、精神及範疇。全部此等修改旨在處於隨附申請專利範圍之範疇內。特定言之，雖然已參考以一特定順序執行之特定操作描述本文揭示之方法，但是應瞭解可在不脫離本發明之教示之情況下組合、細分或重新排序此等操作以形成一等效方法。因此，除非本文具體指示，否則該等操作之順序及分組並非本發明之限制。
100‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)裝置
102a‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
102b‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
102c‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
102d‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
104‧‧‧磁性穿隧接面
106‧‧‧帶
108‧‧‧選擇電晶體
108a‧‧‧位元線
108b‧‧‧位元線
110a‧‧‧場線
110b‧‧‧場線
112a‧‧‧控制線
112b‧‧‧控制線
114a‧‧‧選擇電晶體
114b‧‧‧選擇電晶體
200‧‧‧感測層
202‧‧‧儲存層
204‧‧‧間隔層
206‧‧‧釘紮層
208‧‧‧帶部分
210‧‧‧帶部分
212‧‧‧加熱電流
214‧‧‧加熱電流
216‧‧‧組合加熱電流
218‧‧‧寫入電流
220‧‧‧接觸柱
222‧‧‧讀取電流
224‧‧‧感測電流
300‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
302‧‧‧選擇電晶體
304‧‧‧接觸柱
306‧‧‧加熱電流
308‧‧‧加熱電流
400‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
402‧‧‧帶
404‧‧‧加熱電流
406‧‧‧加熱電流
408‧‧‧帶部分
410‧‧‧帶部分
412‧‧‧讀取電流
414‧‧‧感測電流
500‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
502‧‧‧選擇電晶體
504‧‧‧接觸柱
506‧‧‧加熱電流
508‧‧‧加熱電流
600‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
602‧‧‧儲存磁化
604‧‧‧感測磁化
圖1圖解說明根據本發明之一實施例實施之一MRAM裝置。
圖2A及圖2B圖解說明根據本發明之一實施例包含於圖1之MRAM裝置中之一MRAM單元。
圖3圖解說明根據本發明之另一實施例實施之一MRAM單元。
圖4A及圖4B圖解說明根據本發明之另一實施例實施之一MRAM單元。
圖5圖解說明根據本發明之另一實施例實施之一MRAM單元。
圖6圖解說明根據本發明之一進一步實施例實施之一多位元MRAM單元。
100‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)裝置
102a‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
102b‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
102c‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
102d‧‧‧磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元
104‧‧‧磁性穿隧接面
106‧‧‧帶
108‧‧‧選擇電晶體
108a‧‧‧位元線
108b‧‧‧位元線
110a‧‧‧場線
110b‧‧‧場線
112a‧‧‧控制線
112b‧‧‧控制線
114a‧‧‧選擇電晶體
114b‧‧‧選擇電晶體

Claims (20)

  1. 一種記憶體裝置，其包括：至少一磁性隨機存取記憶體(MRAM)單元，其包含：一磁性穿隧接面，其具有一第一端及一第二端；及一帶，其電耦合至該磁性穿隧接面之該第二端；及一位元線，其電耦合至該磁性穿隧接面之該第一端，其中，在一寫入操作期間，該位元線經組態以施加一第一加熱電流通過該磁性穿隧接面，且該帶經組態以施加一第二加熱電流通過該帶，使得該磁性穿隧接面根據該第一加熱電流及該第二加熱電流加熱至至少一臨限溫度。
  2. 如請求項1之記憶體裝置，其中該帶之一薄膜電阻為至少200 Ω/平方。
  3. 如請求項1之記憶體裝置，其中該帶之一截面積不大於3×10-11 cm2。
  4. 如請求項1之記憶體裝置，其中該臨限溫度對應於TBS，且該第二加熱電流具有足以將該磁性穿隧接面加熱至至少0.6×TBS但小於TBS之一量值。
  5. 如請求項4之記憶體裝置，其中該第二加熱電流之該量值足以將該磁性穿隧接面加熱至至少0.7×TBS但小於TBS。
  6. 如請求項1之記憶體裝置，其中該第一加熱電流及該第二加熱電流合併以形成通過該帶之至少一部分之一組合加熱電流。
  7. 如請求項1之記憶體裝置，其中該帶包含一第一帶部分及自該第一帶部分延伸之一第二帶部分，且該磁性穿隧接面之該第二端電耦合至該第一帶部分與該第二帶部分之間之該帶，且該帶經組態以在該第一帶部分與該第二帶部分之間施加該第二加熱電流。
  8. 如請求項7之記憶體裝置，其中該MRAM單元進一步包含一第一選擇電晶體，且該第一帶部分將該磁性穿隧接面之該第二端電耦合至該第一選擇電晶體。
  9. 如請求項8之記憶體裝置，其中該MRAM單元進一步包含一第二選擇電晶體，且該第二帶部分將該磁性穿隧接面之該第二端電耦合至該第二選擇電晶體。
  10. 如請求項1之記憶體裝置，其進一步包括磁性耦合至該磁性穿隧接面之一場線，其中該磁性穿隧接面具有一儲存磁化方向，且在該寫入操作期間，該場線經組態以一寫入電流通過該場線施加以引發一寫入磁場，使得該儲存磁化方向根據該寫入磁場而切換。
  11. 如請求項1之記憶體裝置，其中該磁性穿隧接面具有一儲存磁化方向，且在該寫入操作期間，該帶經組態以施加該第二加熱電流通過該帶以引發一寫入磁場，使得該儲存磁化方向根據該寫入磁場而切換。
  12. 如請求項1之記憶體裝置，其中該磁性穿隧接面包含：一感測層，其具有一感測磁化方向；一儲存層，其具有一儲存磁化方向；一間隔層，其佈置在該感測層與該儲存層之間；及 一釘紮層，其與該儲存層相鄰且經組態以相對於該臨限溫度穩定化該儲存磁化方向，其中，在該寫入操作期間，該儲存磁化方向可在多個方向之間切換以儲存資料，及其中，在一讀取操作期間，相對於該儲存磁化方向改變該感測磁化方向以判定藉由該儲存層儲存之該資料。
  13. 如請求項12之記憶體裝置，其進一步包括磁性耦合至該磁性穿隧接面之一場線，其中，在該讀取操作期間，該場線經組態以施加一讀取電流通過該場線以引發一讀取磁場，使得該感測磁化方向根據該讀取磁場而改變。
  14. 如請求項12之記憶體裝置，其中在該讀取操作期間，該帶經組態以施加一讀取電流通過該帶以引發一讀取磁場，使得該感測磁化方向根據該讀取磁場而改變。
  15. 如請求項12之記憶體裝置，其中在該讀取操作期間，該位元線經組態以施加一感測電流通過該磁性穿隧接面以判定該磁性穿隧接面之一電阻，且該電阻指示該感測磁化方向與該儲存磁化方向之間之一對準度。
  16. 如請求項15之記憶體裝置，其中在該讀取操作期間，改變該感測磁化方向以判定該電阻之一最小值。
  17. 一種操作一記憶體裝置之方法，其包括：提供一磁性穿隧接面及電耦合至該磁性穿隧接面之一帶，其中該磁性穿隧接面具有相對於一臨限溫度而釘紮之一儲存磁化方向；及在一寫入操作期間， 將該磁性穿隧接面加熱至至少該臨限溫度使得該儲存磁化方向暫時解除釘紮，其中加熱該磁性穿隧接面包含施加一第一加熱電流通過該磁性穿隧接面及施加一第二加熱電流通過該帶；及引發一寫入磁場使得該儲存磁化方向根據該寫入磁場而對準。
  18. 如請求項17之方法，其中該第一加熱電流及該第二加熱電流合併以形成通過該帶之至少一部分之一組合加熱電流，且該第二加熱電流之一量值係該組合加熱電流之一量值之至少50%但小於100%。
  19. 如請求項17之方法，其中該臨限溫度對應於TBS，且施加該第二加熱電流通過該帶產生足以使該磁性穿隧接面之一溫度上升至至少0.6×TBS但小於TBS之熱量。
  20. 如請求項17之方法，其中藉由施加該第二加熱電流通過該帶而實行引發該寫入磁場。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8611140B2 (en) 2011-09-21 2013-12-17 Crocus Technology Inc. Magnetic random access memory devices including shared heating straps
WO2013134410A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Crocus Technology Inc. Magnetic logic units configured to measure magnetic field direction
US20140124880A1 (en) * 2012-11-06 2014-05-08 International Business Machines Corporation Magnetoresistive random access memory
US8917531B2 (en) * 2013-03-14 2014-12-23 International Business Machines Corporation Cell design for embedded thermally-assisted MRAM
EP3115994B1 (en) * 2015-07-07 2022-06-08 Crocus Technology S.A. Magnetic memory device that is protected against reading using an external magnetic field and method for operating such magnetic memory device
US9947383B1 (en) * 2017-02-23 2018-04-17 International Business Machines Corporation Spin hall write select for magneto-resistive random access memory
US11586882B2 (en) 2018-01-24 2023-02-21 International Business Machines Corporation Synapse memory
CN113539317B (zh) 2020-04-16 2023-12-08 长鑫存储技术有限公司 存储器及存储器的读写方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603678B2 (en) 2001-01-11 2003-08-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermally-assisted switching of magnetic memory elements
JPWO2004042821A1 (ja) 2002-11-08 2006-03-09 株式会社日立製作所 半導体記憶装置
US7538338B2 (en) 2004-09-03 2009-05-26 Unity Semiconductor Corporation Memory using variable tunnel barrier widths
US7180770B2 (en) 2005-03-24 2007-02-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Series diode thermally assisted MRAM
JP2007018648A (ja) 2005-07-11 2007-01-25 Elpida Memory Inc 半導体装置
US7345911B2 (en) 2006-02-14 2008-03-18 Magic Technologies, Inc. Multi-state thermally assisted storage
US7755936B2 (en) 2008-01-28 2010-07-13 Qimonda Ag Integrated circuits, cell, cell arrangement, method of reading a cell, memory module
EP2109111B1 (en) * 2008-04-07 2011-12-21 Crocus Technology S.A. System and method for writing data to magnetoresistive random access memory cells
US8031519B2 (en) 2008-06-18 2011-10-04 Crocus Technology S.A. Shared line magnetic random access memory cells
US7746687B2 (en) * 2008-09-30 2010-06-29 Seagate Technology, Llc Thermally assisted multi-bit MRAM
US8228703B2 (en) 2008-11-04 2012-07-24 Crocus Technology Sa Ternary Content Addressable Magnetoresistive random access memory cell
EP2221826A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-25 Crocus Technology S.A. Active strap magnetic random access memory cells
EP2249350B1 (en) * 2009-05-08 2012-02-01 Crocus Technology Magnetic memory with a thermally assisted spin transfer torque writing procedure using a low writing current
EP2270812B1 (en) * 2009-07-02 2017-01-18 CROCUS Technology Ultimate magnetic random access memory-based ternay CAM
EP2405439B1 (en) * 2010-07-07 2013-01-23 Crocus Technology S.A. Magnetic device with optimized heat confinement
US8625336B2 (en) * 2011-02-08 2014-01-07 Crocus Technology Inc. Memory devices with series-interconnected magnetic random access memory cells
US8488372B2 (en) * 2011-06-10 2013-07-16 Crocus Technology Inc. Magnetic random access memory devices including multi-bit cells
US8611140B2 (en) * 2011-09-21 2013-12-17 Crocus Technology Inc. Magnetic random access memory devices including shared heating straps

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