TW462050B - Write-/read-architecture for MRAM - Google Patents

Description

A7 462050 B7_ 五、發明說明（/ ) 本發明係關於一種可由字元線和位元線來定址之 MRAM ( magnetoresistive RAM 或寫入-/ 讀出結構）用 之寫人-/讀出結構，其具有 _ -許多鐵磁性記憶元件1其配置在字元線與位元線所形 成之矩陣（Matrix)之列與行之交叉點上，各記憶元件分 別由至少二個由隔離層所隔離之鐵磁層所構成.且這些 層之垂直於層序列之電阻値分別較字元線或位元線者 還大且與鐵磁層之磁化狀態有關》 M R A M s已知是一種永久性寫入-/讀出結構，其和其它 形式之永久性及暫時性記憶體，例如，DRAMs, FRAMs (ferroelectric RAMs), E E P R Ο M s (e 1 e c t r i c a I erasable and programmable ROMs或唯讀記憶體）和FLASHs，比較時 所具有之優點是：特別高之記憶密度，可達100 Gbit/ch ip 此種數量級或更高，簡單之製程結構以及因此使每位元 之製造成本較低u MR AMs之晶胞陣列（ce|l array)是適當地由矩陣式配置 之金屬字元線和位元線（亦稱爲寫入線和讀出線）所構 成，這捏線在X y -座標系統中在X -方向或y -方向中延伸而 重疊地配置著且在字元線與位元線之相交點設置鐵磁性 記憶元件。這些鐵磁性記憶元件由至少二個上下重疊之 鐵磁層所構成，此二個鐵磁層在磁性上是去（de-)耦合 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ------------I 衣--------訂---------, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。位 成道 達隧 所之 層成 離構。 隔)m層 的03電 間|2導 之(A性 層鋁磁 磁化鐵 鐵氧非 於由之 置種成 設一構 種是所 一 以銅 由可由 藉層種 是離 一 這隔是 tlrrHl i/v , 種或 的此障 A7 B7 462050 五、發明說明（> ) 鐵磁層例如由鐵、鈷、鎳、高導磁合金（NiFe)等所構成， 其中可含有一些添加物（例如，鉑）1這些添加物可促進 微細晶體狀態之形成。 每一記憶元件之這些鐵磁層具有不同大小之切換磁場 且因此可互相獨立地藉由切換電流而在形成導電軌所用 之字元線和位元線中作磁性轉換。各別記憶元件之電阻 値是和形成此記憶元件所用之鐵磁層之相對磁化情況有 關：若上述二個鐵磁層磁化成互相平行，則記億元件之 電阻値是R 〇，而在此二個鐵磁層以反向平行之方式磁化 時，則記億元件所具有之電阻値是R〇 + △ R( △ R > 0)。比 値△ R/R〇大約是0.〗…0.2。此種效應稱爲磁阻效應。就 鐵磁性記憶元件而言亦可使用磁阻式記億元件此種槪 念。 鐵磁層之此二種電阻値，即，平行磁化時之電阻値 以及反向平行磁化時之電阻値R 〇 +△R，可分別對應於 二進位記憶體之値” "和” Γ’。 若由〃此處所需之切換磁場強度必須以導電軌來達成β 此種情況觀之，則MRAMS之寫入過程基本上是很簡單 的。較困難的是：使此種以電阻値方式儲存在記憶元件 中之資訊可靠地且儘可能簡單地（即，不藉助於選擇電 晶體）讀出，該選擇電晶體會使記憶胞面積增大且使製 程更複雜。 爲了不需該選擇電晶體即能可靠地達成上述之讀出過 程，則須採取各種不同之努力方式。以較高記憶體密度 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I^_-------訂·---1---•線· t請先閱讀背面之涑意事瑣與琪寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 462050 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4 ) 時其晶胞面積是4F 2 ( F =最小之結構大小）配置而成之 記憶胞在讀出時之主點問題是：每一記憶胞（即，每一 電阻元件，其電阻値應被測定）是藉由許多並聯之電流 路徑來跨接（s h u n t )，這樣特別是在較大之記憶胞陣列時 正確地決定電阻値是有問題的。 爲了克服此種困難，則目前爲止對M R A M s而言以下二 種讀出方法是習知的： 在第一方法中，字元線和位元線在電性上互相隔離， 且該讀出電流流經較少數目（例如，1 〇 )之串聯之記憶 元件。由此種讀出電流之改變可藉由較昂貴之電路推知 相關記憶元件之電阻値（此處請比較D. D. Tang, ρ. κ. Wang, V. S. Speriosu, S. Le, R. E. Fontana, S, Rishton IEDM 95-997 )。 在此種方法中1流經此二種導電軌（字元線和位元線） 之寫入電流是需要的，字元線和位元線相交於相關之_己 憶元件。串聯記憶元件之數目會受到總電阻之改變（其 通常是隨著數目之增加而變小）以及"電流變化量之測 量變成更不容易#等因素所限制。可互相串聯之記憶元 件之數目很少時會使記憶元件陣列之周邊所需之電路費 用增大且使讀出用之電子電路所需之面積需求增大。 第二種讀出方法是使所有之字元線和位元線（除了位 於所選取之記憶胞上之字元線以外）都處於電位"0"中。 在所選取之字元線上施加一種不等於〇之電位，而所選 取之位元線和所有其它之位元線都是藉由使用…種測量 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ 衣—------ - 訂--------_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6205 0 A7 B7 五、發明說明（4 ) 電流用之運算放大器而設定成一種〃虛擬（virtual) 〃之零 電位（請比較DE 197 40 942 A1)。 上述一.種方法之缺點是：它們都和各別記憶元件之電 阻之絕對値之決定有關，於是對整個記憶胞陣列以及對 --個半導體晶圓或多個半導體晶圓來準確地，可再生地 且均勻地調整電阻値時有非常高之技術上之需求。此處 同樣需注意：在變化量較小時溫度之變動會造成 電阻値之改變，此種改變會使可靠地決定各別記憶元件 之磁化狀態此種過程更加困難，因此亦不易進行各記憶 元件；£讀出過程。此外，在第二種方法中有限之位元線 電阻會使虛擬（virtual)之零電位所需之條件只有在位元 線之末端才會滿足，因此在長的位元線中寄生性跨接電 流會產生負作用。 本發明之目的是設置一種MR AMs用之寫入-/讀出結 構，其在簡單之構造中允許可靠地由記憶胞陣列中進行 讀出過程且對各別記憶胞之電阻値之可再生性地均勻地 調整而言並無不切實際之很高的需求。 依據本發明，上述目的在寫入-/讀出結構中是依據申 請專利範圍之前言部份以下述方式來達成： 一鐵磁性記憶元件分別配置在字元線之一與位元線之一 之間， 一至少·個參考記憶元件具有一種習知之磁化狀態， 一藉由電阻橋，則可決定毎一記愾元件相對於該參考記憶 元件之電阻比（ratio) » 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） ------------4-----.-—r 訂---------線- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Δ 62 05 0 Α7 Β7 五、發明說明（r ) 在本發明之寫入-/讀出結構中，藉由此種形成電阻網 冃（raster)用之記憶胞陣列之特殊之外部連接方式而可測 定各記憶元件之磁化狀態，即，可測得各鐵磁層之平行 或反向平行之磁化狀態，這不是藉由像目前習知技術-樣之方式由測量該電阻之絕對値而得，而是藉由與習知 之磁化狀態之記憶元件之電阻相比較而得。因此必須設 置至少一個記憶元件以作爲參考記憶元件，適當之方式 是記憶元件之-個完整之行及/或一個完整之列可具有 一種習知之磁化狀態。此種習知之磁化狀態因此例如可 以是具有低電阻値Ro之此二個鐵磁層之平行的磁化狀態 或是具有電阻値Ro + △RiAR〉0)之此二個電阻層之反 向平行的磁化狀態。此種習知之磁化狀態在各別之讀出 過程之前須先寫入。 電阻之比較是藉由電阻橋來進行，電阻橋可爲半橋式 或全橋式，它們是藉由上述電阻網目（raster)之外部連接 方式而產生。 在這些電阻橋之中間測定點處會產生電壓，由此電壓 可推論電阻橋中各電阻之相對大小，因此可推論此種儲 存在各別記憶元件中資訊，即，0"(例如，平行之磁化） 或"1M (例如，反向平行之磁化）。 在電阻橋上有微不足道之跨接電壓時各電阻都是相同 的且此二種電阻値例如均是Ro。但若此跨接電壓不是0 時，則所探尋之電阻具有一種與參考記億元件不同者不 同之電阻値，βρ，R 〇 + △ R。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ 么----If丨-—訂---------線- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '4 6 2 〇 5 〇 Α7 Β7 五、發明說明（知） 在讀出時例如可在參考記憶元件上施加-V/2之電壓’ 而在即將讀出之記憶元件上釗可施加電壓+ V / 2。 各記憶元件用之材料是相同的，這已如上所示：介於 鐵磁層之間的隔離層例如可由A I 2 0 3或由銅所構成且層 厚度是介於1和3 n m之問，而鐵磁層本身通常是由鐵、 鈷、鎳或具有適當添加物（例如，鉑）之高導磁合金 (Permalloy)所構成且層厚度是介於3nm和20nm之間。 在本發明之有利之其它形式中之設計方式是：使用電 流追蹤器或放大器以便對各別電阻橋中之電阻進行比 較，電阻橋之輸出電壓是與電阻網目中之字元線之數目m 無關。因此可使用大的晶胞陣列，使記憶胞陣列對讀 出電路之面積比例增大。 本發明之主要優點是：其可以是一種很大之記憶胞陣 列，其記憶胞陣列中不具備一種選擇電晶體，在讀出記 憶胞時所獲得之測量信號是和記憶胞陣列之大小無關而 可藉助於上述之電流追蹤器算出。 本發明可達成之其它優點可總結如下： 一讀出電路在構造上較簡單且其目的只是在各別電阻橋 之對稱或不對稱之間作區別而已。 一與先前技藝相較時，該測量信號完全與各別電阻値之 絕對値無關，其只與此種施加至記憶胞陣列之電壓以 及各別記憶胞之磁阻效應有關。 一在製造記憶胞陣列時，對於準確性，可再生性及均勻 性之技術上之需求可降低，這是因爲讀出時只與記憶 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11丨丨丨— — — — — — ----^--丨訂丨丨1111 -^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 462050 _ B7_____ 五、發明說明（7 ) 胞陣列中互相緊鄰之電阻之比較有關。相對於先前技藝 中電阻絕對値之一般性決定方式而言，在本發明之寫 入-/讀出結構中此測量信號之整個値被考慮用來區別 上述二種電阻狀態且並非只包含在測量之很小之變化 量中。 一與溫度有關之電阻變化不會對讀出信號有所影響’适 是因爲其會消失在電阻橋電路中。 一在不具備上述選擇電晶體時仍可讀出較大之記憶胞陣 列，這樣對記憶體密度、製程簡化以及每位元之成本 是大大有利的。 一字元竣〜和位元線之線電阻由於對稱之原因至少一部份

! P 是綠f,"用的。 本#%以下將依據圖式來詳述各實施例。圖式簡單說 明如卡会 第鵠 不具有選擇電晶體之M RAM s之記憶胞陣列之透 視圖。 第2圖與第1圖之透視圖所示電路相對應之記憶胞陣 列。 第3圖在讀出過程時第2圖之記憶胞陣列。 第4圖施加電壓-V/2或+V/2於字元線時半橋式之電路 圖。 第5圖施加電壓- V/2或+ V/2於位元線時半橋式之電路 圖。 第6至8圖橋式電路，用來說明這些分別可在電阻橋 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） ------------^ i I------ 訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 462050 ____B7___ 五、發明說明（J ) 上測得之電壓。 第9圖一種橋式電路，其依據電阻値而獲得各種不同 之邏輯狀態。 第I 〇圖依據本發明特別有利之實施例具有電流追蹤器 之橋式電路。 第11至丨2圖不具備電流追蹤器之橋式電路（第j丨圖） 以及具備電流追蹤器之橋式電路（第12圖）之間的比較。 第I圖是一種M R A Ms (不具有選擇電晶體）之記憶胞 陣列，其具有由鐵磁性記憶元件]，字元線W L和位元線 BL所構成之所謂”4F 記億胞。記憶胞！因此是位於字元 線W L和位元線B L之間的交叉點處且是由鐵磁層2、3 所構成，隔離層4設置在鐵磁層2、3之間。隔離層4可 以是一種由氧化銘所構成之險道位障或種例如由銅所 構成之非鐵磁性之導電層。 字元線WL和位元線BL在y方向或X方向中延伸，使 記憶胞】形成一種類似矩陣之電阻網目（raster)。 各記億胞1之電阻値是與此一.個鐵磁層2、3之磁化方 向有關。在鐵磁層2、3成互相平行磁化時電阻値較小且 其値是R〇 ’而電阻層2、3成反向平行時則所具有之電阻 値是 Ro+Z\R’ ΔΚ>〇。 這些形成導電軌之字元線W L和位元線B L例如可由鋁 所構成。鐵磁層2、3之較佳之層厚度例如是3至2 0咖， 而隔離層4之厚度例如是1至3 nm。 藉由施加適當之電壓至指定之字元線W L和指定之位 1 0- $纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210X 297公釐） --[I I I------^ ----丨1 訂 — — — — —---- I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印；^ 462050 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 元線B L，則這些在字元線W L和位元線B L之相交點處 之記憶元件之鐵磁層之磁化方向可磁化成互相平行或反 向平行。 具有較低電阻値之平行磁化例如可對應於邏輯” 〇 "，而 具有較高電阻値之反向平行磁化則對應於邏輯"1’_。 第2圖顯示-種對應於第1圖之記憶胞陣列之電路 圖，其中電壓U pLj 2, ... U „施加於m條字元線WL而電壓 U ,1，U 21，…U /則施加於η條字元線B L。各別之記憶胞是 由電阻R 11 > R 2丨，...，R 12，R 22 , . . .，R U，... R ™所表不。由第2圖可 知：各別之記憶胞如何形成電阻網目，其中各別電阻R ϋ 之電阻値是與其磁化狀態有關（平行磁化具有較低之 電阻値，反向平行之磁化具有較高之電阻値）。 在二條任意字元線WL上現在施加-V/2或+V/2之電 壓，因此U , = - V/2而ϋ A = + V/2是適當的。在其餘之字 元線WL上施加電位”0”。此種情況顯示在第3圖中，其 中 i = 1 且 k = 2。 藉由每一條位元線B L之處於電位"0 "處之電阻値 R 31，R 41，…，尺32，R 42，…，R 3*，R 4n，…，R m,i之並聯而產生半橋式 電路，這已顯示在第4圖中，此處電阻R,1表示這些互相 並聯之電阻之電阻》同樣情況適用於電阻 値 R 2'或 R3·。 電壓υ ,’，υ 2’，u 3'，…U ,_(i = 1 ,2, ...，η)現在是與每-•個半 橋式電路中之二個電阻之比値有關：例如若R „ = R 21，則 U，= 0。若 U / < 0，貝 IJ R π < R 21。反之，U / > 0 即表示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------— If 我· — —------訂------ --線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 4 62 05 Ο ^ Α7 _____Β7_______ 五、發明說明（） R „ > R 2,。 就跨接電阻R,(其上施加有電壓U心...，[_;，）而言，其 滿足：

Ro/(m-2) S R ,，S (R〇十△ R)/(m-2) (i 若所有電阻R ，R 4,，…，R 顯示這些鐵磁層是平行磁化 時’則滿足上述（1 )式之下限R〇/(m-2);而若全部電附都 磁化成反向平行，則須設定成（1 )式之上限（R 〇 + △ R ) / (m -2 )。 若二條字元線WL不施加電壓-V/2或+V/2，則二條位 兀線BL亦可設在這些電壓處。此種情況顯示在第5圖 中’此處這些電壓U ,，υ 2，…U ,(i= 1，2,…，m)可告知電阻比 値 R * / R #+1 (i = 1，2，…，m，k - ]，...，η )之情況。 以此種方式可互相比較任意列或行。 在寫入此種MRAM中時同時須以各別之字元線WL和 位元線B L來傳送適當大小之電流。於是此種在字元線和 位元線相交處之記億元件可使其鐵磁層2、3轉換成一種 平行或反向平行之磁化狀態，其對應於邏輯"0"或”。 隨後所進行之讀出過程所需之前提是：一條字元線（例 如’具有電壓U !之第一字元線）之所有記憶元件轉換成 一種習知之磁化狀態，因此這些鐵磁層2、3例如轉換成 -種平行之磁化狀態，但相對應之電阻値Ro不必是已知 的。 在讀出時在二條字元線，例如，第2至4圖中電壓是 u I或U 2之第一和第二字元線，上施加電位-v / 2或+ V / 2 » 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0< 297公釐） -----I-----I 於-----— ll· 訂-----1 ---線| (請先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) 種比 4 6205 0 A7 ____ B7 五、發明說明（"） 電壓源之中間接觸點處於電位〇，就像其餘低歐姆之互相 連接子兀線WL 3至BLm…樣。這樣所產生之半橋式電 路之跨接電阻R 是由連接至每一條位元線BL之電阻R h 至R „"( i = 1，2，...，n )之並聯電路所形成。在這些電咀κ其 範圍是在上述（1 )式中所設定之區問中）上有.一些電壓降 U，'（ i = 1，2，…，η )存在，其允許電阻R 2，與R i;之間作 較’這就像第6至8圖中所示者一樣。 第6至8圖顯示第4圖中最上方之半橋式電路之橋接 電壓U , · (i = 1，…，n)。流經電阻R , ’之電.流！（請比較第6 圖）是由電流1,(第7圖）和12(第8圖）之疊加而產 生，此二種電流I ,和I 2是由此二個電壓源u 1和u 2分別以 互相獨立之方式而產生，其中另一電壓源須以短路來取 代（fira比較弟7圖和％ 8圖）。電流I在電阻r 1，上產生一 種電壓U / ’其允許對電阻R 1|和R 2|之電阻値有一種比較 性之陳述。 電流〖、I 2和ί之値分別爲： (諳先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 我--------1訂--------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1,

"A (2) /?μΛ, +RitR11 /,+/2

VxRn + {3) ⑷ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 0 5 A7 B7 五、發明說明（< 由此可得到電壓U，： U^J ——只丨’(只丨丨~Ά) 2 +7?,,/^, + R^'R^ (5) 就電壓U i'而言，依據鐵磁層2、3之電阻R „和R 2|或 磁化電阻而得以下各値： U. 0> 0 # Rn> R^x < 0 若 Λ„ < & (6) 以下各式通常適用於比較此矩陣電阻R yyt與第一字元線 W L上之電阻R ’· U. 〇若氛=心> 〇 ^· Λ1( > RJt (/ = J . w；y = 2...w)<〇 若 λη<Α Π) 經濟部智慧財產局曼工消費合作社印製 在確定此二條第一字元線之電阻値（例如，藉由位元 線B L上之比較器）之後，則此過程隨後以其它字元線 對’例如，字元線WL丨和WL 3、WL 1和WL 4·.. WL 1 和WL m來重複地進行，直至獲得此矩陣中所有電阻之磁 化狀態爲止。 下式通常適用於電壓U,1: S 2 + R.'Rjt { m) 利用（1)式可得到：「 ^RfR V AR/R2 AR/R(m-l) + m ^ ^ 2 AR/R + m 1 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -----------I \---I----^訂---------t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (8: (9) A7 462050 B7 _ 五、發明說明（g) 舉例而言，就1 0 0 0條位元線B L ( η = 1 〇 〇 〇 )和丨0 0條字 兀線w L ( m = 1 〇 〇)，磁阻效應△ R / R 〇二〇 . 2和各別1 V之電 壓源之此種記憶胞陣列而言： U ,_= 0若第i個半橋式電路中之電阻都相同， U / < 〇且I _67mv s |W_|s 2.00mv，若第i個半橋式電路 中之電阻不相同且與電阻値R 〇無關。 電流源之負載在此情況下是1 0 0 0 X 1 〇 U A = 1 0 m A ,若 Ro 二 lOOkfi :或 1000xluA=lmA，若 R〇=IMfi。 第9圖顯示之情況是：就第一字元線w L I之所有記憶 元件而言，鐵磁層2、3之平行之磁化狀態是以低電阻値 寫入而達成。則由橋接電壓υ /之消失之値υ/=ο可 知半橋式電路之其它電阻亦具有此値R 〇。但若其値是負 的（negative)，則這些電阻具有較高之値Ro+^R。因此 存在以下之關係： U]T= 〇 ==> R21 = Rq < 0 ==> = R〇 + Δί^ U:’= 0 ===> R22 =

< 0 ==> R22 = R〇 + AR (10) U3*= 0 ==> R23 = R〇 < 0 ~=> R，23 ~ U-；T= 0 ==> r21 = R〇 (i — 1 , * n) < 0 ==> R2i = R〇 + ΔΚ 在上述之實施例中，須考慮跨接電壓以便區別小的電 阻値（平行磁化）及大的電阻値（反向平行之磁化）。 -1 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公1 ) ---— — — — ——--I ^ ---II - II ^ ' I II-----( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6205 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4) 在具有m條字元線或n條位元線此種大數目之記憶胞陣 列中，信號幾乎是比例於m (或η)而變小。爲了防止此種 缺點，則須使用電流追蹤器以便在各別之電阻橋中進行 電阻之比較，電阻橋之輸出電壓則與電阻網0中字元線 之數目m (或位元線之數目η)無關。 這樣可達成其它優點：可使用大的記憶胞陣列，以便 使記憶胞陣列對讀出電路之面積比（ratio)增大。 第1 〇圖亦是一種實施例，其中電流追蹤器5設置在各 別電阻橋之輸出端。 藉由此種電流追蹤器可避免下述缺點：當字元線之數 目m總是變大時，電壓U 指向零。此種關係依據第〗1 圖說明如下： 對應於（5 )式而得：1 ' 2 R： R2[ 以R„=Ro及R2l=R〇 + AR代入得：Η』_^_ 利用 Ro/(m-2) S |J?r|S (Ro + Λ R)/(m-2)則可得 L·__ 2 AR/R^m-Q + m 1 由此而得_· IU! * I -> 〇 若 m -> 〇〇 (13) (14) (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁)

---I----訂·------I I 本紙張尺度剌帽S家標準(CNS)A4規格（210 X 297公f ) 162050 Α7 Β7 五、發明說明（α 例如若有

100 條字元線，U=2V 則

u ,’= 〇若第i個半橋式電路中電阻相同時，以及 υ ,' < 0若第i個半橋式電路屮電阻不同時，此時！ 6 7 m ’ < 丨f/r| < 2.0 m V。 第1 2圖顯示其優點，其是使用電流追蹤器來達成： 電流滿足下式.： V (15) R 2J ~

Ro + Δ R '貝[J :

V

V

V (sR

2R〇 2(^+ΔΛ)~2 RM+AR) 利用U l£/ = - R , I，則得： V ΔΛ Rf V AR/RO (16) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 Λ〇(Λ〇+ΔΛ) ' ^ Ι(Ϊ+ΔΛ//^ 由式（丨7)可知：輸出電壓是與m無關 線之數目無關。 一値具體之實施例中以△Κ/Ιίο^Ο.Ζ,υ = 2V及r = R〇(R是電流 追蹤器5之電阻値）代人而得： U1 = 0右第I個半橋式電路中之壤阻相同，以及 UJU/UV二0.166V，若第j個半橋式電路中之電 阻不同，此値U i/與 符號說明 1…記憶胞 無關 1 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (17) 因此是與字元 ------------^---I--1— 訂·-----! 線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 462 05 〇 A7 B7 五、發明說明（4 ) 2…鐵磁層 3…鐵磁層 4…隔離層 5…電流追縱器 BL…位元線 WL…字元線 R …電阻値 U,…字元線上之電壓 U …位元線上之電壓 R,'…跨接電阻 V/2…讀出電壓 R ,…字元線之跨接電阻 ^ I I ----—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格mo X 297公釐）

Claims (1)

1. ¢ 6205 0 第8910〇32ό號“MRAM用之寫入-/讀出結構”專利案（89年4月修正) 申請專利範圍

   一種MRAH用之寫入-/讀出|構，此種· Ua Μ可藉由字 元線（W L )和位元線U L )來定址，其包括： 一許多鐵磁性記億元件（1 ),其配置在字元線和位元線 之柑交點處，這些字元線和位元線形成一痼矩陣之 列和行，記億元件（1 )是由二楠由隔離層（4 )所隔開 之鐵磁層（2 , 3 )所構成且其垂直於此種層序列之電阻 值較字元線（WL)或位元線（BL)之電阻還大且是與鐵磁 層（2 , 3 }之磁化狀態有關， 之 中 線 元 位 Γ"Τ ΐτ - 之 中 線 元 字 在 置 配 件 元 : 億 為，記 &Λ 二- 待磁 其鐵 態 狀 化 磁 之 知 己 irl 種 一 有 具 件 元 億 記 考 参 , 個 間一 之少 一 至 元 憶 記 考 參 對 \1/ |~ /H· 件 元 憶 記 10)0 每10 定at 決(r 可值 橋比 阻阻 電電 由之 0 件 第 圍 範 利 專 請 申 如 2 或 \ 及 列 中 其 〇 -件 構元 結億 出記 讀考 / 參厂是 λ} 寫(1 之件 項元 L 億 記 之 行 電 範 ζ 範 橋 專^專 0 t 0 3 是 3 申橋申 如胆 3 電 ， 中 構 其 結 J 出 構 謖 結 \ 出 入 /ie。_ I 路之 人電項 寫式i 之橋 項金 tl 或 路 ------------^--------訂·--------線 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第 圍 或 壓 電 加 施 可 上 件 元 憶 記 1 和 件 元 憶 記 考 參 在 中 或 任 中 項 3 至 1± 第 圍 範 利 專 請 Ψ 如 5 或 層 障 位 種 一 是 〇 層層 離電 隔導 中之 其成 ，構 ¾料 出材 讀性 \ 電 -鐵 非 由 -1—a 入 寫 之 項 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） ^ ^ VJ 〇 U \ 1 六、申凊專利範圍 -¾充丨 6 位 中 其 搆 结 出 m / ί 入 寫 之 項。 5 成 第構 圍所 範3 利ο 專12 請\ 申 如 由 層 障 隔 中 其 構 结 出 讀/ - 入 寫 之 項 5 第 圍 範 利 專 請 申 如 成 構 所 Μ^. 由 層 離 第 圍 範 利 專 請 申 如 8 任 中 項 構 結 是 度 厚 層 至之 1層 離 隔 該 中 其 入 寫mo 之3η 項至 出 讀 至 Η—- 第 圍 範 利 專 請 申 如 9 2 /V 層 磁 鐵 中 其 構 結 出 讀/ - 入 寫 之 項是 一 度 任厚 中層 項之 至 至 出 讀 \ I 人 寫 之)0 項(5 1 器 任蹤 中追 項流 電 有 第設 圍橋 範阻 利電 專中 請其 Π 筆 如 _ . 結 中 其 構 結 出 讀 >器 入蹤 寫追 之流 項 |电 ο , 1 有 第設 圍都 範行 利一 專每 請或 申 列 如一 每 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂·--------I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A.l規格（210 x 297公釐）