TW574685B - Non-orthogonal MRAM device - Google Patents

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TW574685B
TW574685B TW091101147A TW91101147A TW574685B TW 574685 B TW574685 B TW 574685B TW 091101147 A TW091101147 A TW 091101147A TW 91101147 A TW91101147 A TW 91101147A TW 574685 B TW574685 B TW 574685B
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TW091101147A
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Heinz Hoenigschmid
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Infineon Technologies Corp
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Description

574685 A7 ___B7 五、發明説明(~Γ7" 本專利係聲明2001年1月24日提出之60/263,996號美國專利 暫時申請案之權利,在此納入參考。 技術範, 本發明大致上係關於半導體裝置之製造,且較特別的是 磁性隨機存取記憶體(MRAM)裝置。 發明背景 半導體係用於電子設備之積體電路,例如包括收音機、 電視機、及個人電腦裝置,其中一種半導體裝置為半導體 儲存裝置,例如動態隨機存取記憶體(DRAM)及快閃記憶體 ’其使用一電荷以儲存資訊。 近年來記憶體裝置之發展係關於旋轉電子,即結合半導 體科技與磁性,電子之旋轉而非荷電係用於表示一 ” 1 "或 〇 ’·。此一旋轉電子裝置係一磁性隨機存取記憶體(mram) ’包括在不同金屬層内相互垂直之導線,導線夾置一磁性 堆疊’導線相交之處即稱為一交叉點。流過其中一導線之 電流產生一磁場於導線周側,且令磁極沿著配線或導線而 朝向一特定方向。流過另一導線之電流則感應出磁場,且 亦以一部分繞過磁極。以或”丨,,表示之數位式資訊係儲 存於磁力矩之對準處,磁分量之阻力即取決於力矩之對準 ’健存狀態係藉由偵測分量之阻力狀態而讀自元件。一記 憶體單元可以藉由設置導線與交叉點於一具有行與列之矩 陣結構中而構成。 相較於傳統式半導體記憶體裝置如動態隨機存取記憶體 磁性Ik機存取έ己憶體之一優點在於磁性隨機存取記憶體 -4- 本紙張尺度適财S S家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公楚) -*--- 574685 A7 B7 所揭路者為一種半導體記憶體裝置,包含至少一第一導 電線,至5己憶體儲存單元,係位於第一導電線上,及 至少一第二導電線,係位於第一記憶體儲存單元上。第二 五、發明説明(2 ) 可以較小且提供一非揮發性記憶體。例如,一利用磁性隨 機存取€憶體之個人電腦(pc)並無使用動態隨機存取記憶 體之習知個人電腦所需之長”啟動,,時間,同樣地,一磁性 隨機存取記憶體不需要增強而即有”記憶”储存資訊之能力。 見有磁H卩通機存取記憶體設計上之一缺點在於需要大量 電流切換單元,例如,需通過位元線及字元線之電流量較 高,因此,需要大量電力。 在此技藝中所需者為一磁性隨機存取記憶體參考電路設 計’其只需要少量電流及電力,以切換記憶體單元之電阻 狀態或邏輯狀態。 發明概要 本發明係以一非正交磁性隨機存取記憶體裝置取得技術 性優點需要較少於先前技藝磁性隨機存取記憶體者之 電Μ及電力,以改變記憶體單元之邏輯狀態。位元線及字 元線係製成彼此非正交,亦即一非90度之角度,較佳為從 略大於0至小於90度之範圍内。 ,電線相對於第-導電線而呈非正交定位,及記憶體儲存 單兀具有根據一星狀曲線之材料性質。 々同樣揭露者為一種磁性隨機存取記憶體裝置,包含複數 第導電線,第二導電線,係位於第一導電線上,且相關 於第-導電線而以一非90度之角度定纟;及複數記憶體儲 裝 訂
574685 A7 B7 五 發明説明( 存單兀,係介置於且相鄰於第一及第二導電線之間。 進步揭露者為一種製造一半導體記憶體裝置之方法, 衣成至少一第一導電線;製成至少一記憶體儲存單元 ’係位於第一導電線上;及製成至少一第二導電線於記憶 體儲存單元上,且相對於第一導電線而呈非正交定位,記 隐體健存單元具有根據一星狀曲線之材料性質。 同樣揭露者為一種製造一磁性隨機存取記憶體裝置之方 法,包含傳送一第一電流通過第一導電線,其中第一電流 產生一第一電磁場於第一導電線周側;及傳送一第二電流 通過第一導電線,其中第二電流產生一第二電磁場於第二 導電線周側,其中第二電磁場係不同於第一電磁場。 本發明之優點包括減少字元線及/或位元線内所需之電 机量,以切換儲存於記憶體單元内之電荷,減少電流則造 成筇省圮憶體裝置之電力。因為電徙動所致之記憶體裝置 損害與減低壽命亦可利用字元線及位元線上之較低電流而 消除。 圖式簡單說明 本發明之上述特性將由以下說明與相關之圖式而清楚瞭 解,其中: 圖1說明在一立體圖内之先前技藝磁性隨機存取記憶體 裝置’其具有字元線正交於位元線; 圖2、3說明具有字元線正交於位元線之先前技藝磁性隨 機存取記憶體裝置之頂視圖; 圖4說明一星狀曲線,其代表用於先前技藝磁性隨機存 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董) 574685 A7 B7 五、發明説明(4 ) 取记憶體裝置内之磁性材料之磁滯性質; 圖5a、5b係以頂視圖說明本發明較佳實施例之配置方式; 圖6a、6b係本發明較佳實施例之頂視圖,其具有改變之 長寬比及字元線對位元線之非正交角度; 圖7揭示本發明之一星狀曲線; 圖8說明本磁性隨機存取記憶體裝置之一實施例立體圖; 圖9說明本磁性隨機存取記憶體裝置之一截面圖;及 圖10說明本發明較佳實施例之一磁性隨機存取記憶體裝 置具有二或多磁性堆疊於非正交之導電線之間。 不同圖式中之對應數字及符號係指對應組件,除非另有 指不。圖式係用於清楚說明較佳實施例之相關觀點,而不 需依比例繪示。 較佳實施例之詳細說明 先前技藝正交磁性隨機存取記憶體設計將說明如下,接 著為本發明一些較佳實施例及一些優點之探討。 圖1說明一先前技藝磁性隨機存取記憶體裝置1〇之立體 圖’其具有字元線12且定位正交於位元線22,例如字元線 12及位元線22之間角度24係呈垂直,或等於9〇度。一磁性 堆疊14係設於且相鄰於字元線12及位元線22之間,磁性堆 疊14包括例如一軟層16、一穿隧層或穿隧結合丨8、及一硬 層20。如上所述,一邏輯狀態可藉由傳送一電流通過字元 線12及位元線22而儲存於磁性堆疊内之磁性力矩對準處。 圖2揭示一先前技藝磁性隨機存取記憶體1〇之頂視圖, 其具有字元線12且以一 90°角24正交於位元線22,所示之穿 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' _______ 574685 A7 _____ B7 五、發明説明(5 ) 隧結合(TJ) 18具有1:1之長寬比。圖3揭示另一先前技藝磁 性隨機存取記憶體裝置,其具有字元線12且正交於位元線 22,及一穿隧結合18具有2:1之長寬比。 圖4揭示一星狀曲線30之圖表,其代表磁性堆疊14記憶 體單元材料之磁滯性質,且說明定址一磁性隨機存取記憶 體裝置之一先前技藝方法。Hx軸線代表藉由一電流通過位 元線22而由位元線22產生之一電磁場,電磁場係依電磁學 之”右手定律,,產生。相似地,Hy轴線代表當一電流通過字 兀線12而由字元線12產生之電磁場。沿著Hy軸線之向量32 代表由一通過一字元線12之正電流產生之電磁場,沿著Ηχ 軸線之向量34、38代表分別由通過位元線22之正、負電流 產生之電磁場,以利分別寫入一邏輯” 〇 ”或,,丨,,至一記憶體 單元(即磁性堆疊14)。在所示之先前技藝星狀曲線3〇中, 由向量32代表之字元線電流仍為正,且通常稱之為一致能 電流。 欲切換一記憶體單元14之一電阻狀態、或邏輯狀態時, 藉由添加向量34、32所產生且代表字元線與位元線所生二 電場重疊之合成向量36需到達象限I内之星狀曲線3〇上之一 點。例如,欲寫入一邏輯”至一磁性堆疊14時,由一電 磁場產生且以向量34代表之一電流即通過位元線22 ,及由 一電磁場產生且以向量3 2代表之一電流通過一字元線12 , .所示之合成向量36正好到達星狀曲線30,且此向量36代表 必須供給至字元線12與位元線22上以切換單元14之最小電 磁場(及相關電流)。相似地,欲寫入一邏輯”丨”至磁性堆 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 574685 A7 ________ Β7 五、發明説明(6 ) 疊14時,由一電磁場產生且以沿著Ηχ軸線之向量%代表之 一電流即通過位元線22 ,及由一電磁場產生且以向量32代 表之一電流即沿著Hy軸線通過字元線π,其產生一合成向 量40到達象限II内之星狀曲線3〇β在先前技藝甲,由向量^ 、34代表之電磁場係相等振幅。 在圖示之星狀曲線30中,向量34、32係定位成彼此正交 ,由這些向量代表之電磁場出立正交,因為先前技藝磁性 隨機存取記憶體裝置10之字元線12與位元線22係延伸成彼 此正交。 字元線12延伸正交於位元線22之一問題在於需供給以切 換記憶體單元14之電流通常為高,例如5至1〇毫安,磁性隨 機存取記憶體裝置10需要極大電力,再者,因為字元線12 與位元線22通常極小,例如〇·丨微米寬,故其電徙動是一大 問題。字元線12與位元線22之金屬化材料會從流過之高電 流徙動,造成金屬積聚於特定位置,且在字元線12與位元 線22内產生短路或斷路。 本發明解決先前技藝中用於切換記憶體單元14之邏輯狀 態的問題,本發明配置之一實施例係揭示於圖5a中。字元 線112定位正交於位元線122,如頂視圖所示。較佳為,角 124為90度以外之角度,例如在大約〇與大約小於9〇度之間 ,例如圖示之大約60度。角124係揭示為一字元線112之中 線126與一位元線122之中線128間之角度,角124可在例如1〇 至80度範圍内。 在圖5a所示之實施例中,磁性堆疊U4之穿隧結合118較 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 574685 A7 ___ B7____^__ 五、發明説明(7 ) 佳為具有1 : 1與1 : 3之間之一長寬比。如圖所示,磁性堆疊 114具有一實質上呈長方形之形狀。此外,所示之實施例具 有字元線112且不會從字元線交錯至字元線,例如,中間字 元線112内之一穿隧結合118之右緣162不會疊覆或交錯於下 方字元線112内之一相鄰穿隧結合118之左緣166。 圖5b說明一磁性隨機存取記憶體裝置200之變換實施例, 其具有字元線212且定位非正交於位元線222,所示之角度 224係小於90度。在此實施例中,穿随結合218係揭示具有 一梯形,惟,圖5a所示之長方形穿隧結合118係本發明實施 例之穿隧結合之較佳形狀。 圖6a、6b說明本發明之變換實施例,其具有變化之長寬 比及非正交之角度324、424,穿隧結合318/418之尺寸及長 寬比係在角度324、424上有所作用。圖6a說明一實施例,其 中穿隧結合318之長寬比為1 :2,此造成一減小之非正交角 度324,且亦造成穿隧結合318之交錯。穿隧結合318之”交 錯”一詞在本文内係視為穿隧結合3 18可相關於鄰近字元線 内之穿隧結合318而變移。此穿隧結合318交錯係藉由觀察 中間字元線112内之穿隧結合318之右緣364及以此比較於底 字元線内之穿隧結合318之左緣366而闡釋之,中間穿隧結 合之右緣364疊覆於中間穿隧結合318之左緣366。 圖6b說明本發明之一磁性隨機存取記憶體裝置400,其中 穿随結合418具有一長寬比1:3,此造成一更小之非正交角 度424 ’例如較小於圖6中之角度324,且有較多列穿隧結合 418之父錯。穿隨結合418之交錯或疊覆例如可藉由檢查中 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱) 574685 A7 B7 發明説明(~~) 間字元線412内之穿隧結合418之右緣462及比較於下方字元 線412内之穿隧結合418之左緣466而觀察出。 圖7說明一星狀曲線130及由通過非正交字元線 112/212/312/412與位元線122/222/322/422之電流所生之向量 ,用於說明本發明定址一記憶體裝置之較佳方法。欲寫入 一邏輯’’ 1 ”至本發明之一非正交磁性隨機存取記憶體裝置 時,一正電流即通過一字元線112,且以向量132代表,一 負電流通過一位元線122,且以向量142代表。一合成向量 144揭示於圖中,其到達象限11内之星狀曲線13〇。復參閱 圖4所示之先前技藝星狀曲線30,請注意一較小量電流需 將非正交磁性隨機存取記憶體單元1〇〇切換成一邏輯” 1,,, 例如圖7中之9毫安對圖4中之11毫安,此可藉由比較較小 尺寸之位元線向量142於先前技藝向量38而觀察出。 復參閱圖7,相似地,一較小量電流需將一非正交磁性 隨機存取記憶體單元100之記憶體單元切換成一邏輯” 〇,,。 一以向量148代表之負電流通過一字元線112 ,及一以向量 146代表之正電流通過一位元線122,象限IV内之合成向量 150到達星狀曲線130,如圖所示。再者,比較圖7之向量 146於圖4之向量34,顯然位元線122上之一較小量電流需將 非正交磁性隨機存取記憶體單元1〇〇切換成一邏輯,,〇,,。當 使用一較小電流時’則改變記憶體單元1 1 8之邏輯狀態時記 憶體裝置100消耗較少電力。 圖7之星狀曲線中亦說明可使用位元線及字元線電流, 以產生不同之電磁場而編程一記憶體裝置。例如,由向量 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱)
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142代表之電磁場係不同於由向量 里z代表之電磁場,例如 向量142較小於向量132。 請注意在圖7中,一負字元飧雷、士】^ 〇 貝干兀綠冤机148需用於改變一記憶 體單元之邏輯狀態成一丨’ 〇丨丨,+并 ^ ^ ^ υ此並不成問題,因為在先前 技藝磁性隨機存取記憶體裝置10中, τ 子兀線電流係週期性 地反相,mm為-電流固定通過導電線而使銅及導電 、:内其他導電金屬之電位累積所致之電徙動效應。例如, 字元線電流可在先前技藝中每秒切換時或每秒寫人時反相。 圖8揭示本發明之非正交磁性隨機存取記憶體裝置⑽之 立體圖’及圖9說明本磁性隨機存取記憶體裝置謂之載面 圖。 本發明用於製成非正交磁性隨機存取記憶體裝置 100/200/300/400之-製程流將說明於後,且參考圖9。 提供工作件11卜其通常包含氧化矽於單晶矽上,圖中 未不。工作件可包括其他導電層或其他半導體元件,例如 電晶體、二極體、通孔、等等。化合物半導體諸如GaAs、 InP、Si/Ge及SiC可用以替代石夕。 一介電質層111沉積於工作件上,介電質層丨丨i可包含氧 化矽,且亦可包含例如一低介電常數材料或其他介電質材 料。其他適合之介電質例子包括SilkTM、氟酸矽玻璃、及 FOX™。介電質層113可包含例如多層介電質材料。 第一導電線112係製成於介電質層U3内之工作件U1上, 第一導電線112較佳為包含鋼、鋁、其組合、或其他金屬, 第導電線112例如可製成於一第二金屬化(M2)層内,儘管 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公^-----~ 574685 A7 ___ B7 五、發明説明(1〇 ) 第一導電線112亦可製成於其他金屬化層内。 金屬堆疊114製成於導電線112上,金屬堆疊1丨4包含一底 金屬堆疊120、一穿隧結合ii8及一頂金屬堆疊116。底金屬 堆疊120在此技藝中亦稱為一硬層,其係沉積於第一字元線 112上,底金屬堆疊120較佳為包含複數金屬層,例如包含 PtMn、CoFe、Ru、及NiFe,儘管其他適當之磁性材料及金屬 層亦可使用,通常使用四至八層於底金屬堆疊12〇。多種技 術諸如物理氣體沉積(PVD)、離子束濺擊、蒸發、及化學氣 體沉積(CVD)皆可用於沉積底金屬堆疊14〇之磁性層。因為 各層極薄,例如其大部分小於1〇〇埃,因此諸層較佳為利用 物理氣體沉積。較佳為,底金屬層14〇係在2〇〇至4〇〇埃厚度 之間。 磁性堆疊114亦包含一薄介電質層118,通常稱之為一穿 隧層或穿隧結合,且沉積於底金屬堆疊120上,穿隧結合 118較佳為例如包含氧化链(八丨2〇3),且較佳為埃厚。 磁性堆疊114亦包含一頂金屬層116,通常稱之為一軟層 ’且沉積於絕緣層118上。頂金屬層116例如包含複數磁性 層’且可包含用於製成底金屬層120之相似製程所沉積之相 似材料。磁性堆疊116之總厚度可為例如500埃。 第二導電線122係製成於磁性堆疊114及第一導電線π 2上 ’且係以一角度非正交於及非垂直於第一導電線丨12 ,第一 112及第二122導電線有如磁性隨機存取記憶體陣列之位元 線或字元線功能。第二導電線122例如可製成於一第三金屬 化(M3)層内,儘管第二導電線122亦可製成於其他金屬化層 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 574685 A7 _^_____B7 __ 五、發明説明(~~11) 内,隨後執行後續處理步驟。 本發明係以一非正交磁性隨機存取記憶體裝置 100/200/300/400取得技術上優點,其需要較少電流通過字元 線112/212/312/412及/或位元線122/222/322/422,以切換記憶 體單元114/214/314/414之邏輯狀態,結果,需要較少電力寫 至磁性隨機存取記憶體裝置,且字元線及位元線之電徙動 減少。因此,一磁性隨機存取記憶體裝置可較為堅固及具 有一比先前技藝磁性隨機存取記憶體者長之壽命。 本發明在文内主要揭述使用於一磁性隨機存取記憶體裝 置内,惟,非正交之第一及第二導電線亦有利於使用在一 具有根據磁滯迴路、或星狀曲線材料性質之任意記憶體儲 存單元。依本發明所示,含有穿隧結合TJ2 (518)之複數磁 性堆疊514可設於含有非正交字元線512及/或位元線之其他 金屬化(M3)層之間之位元線222上,如圖10所示。 儘管本發明已參考說明之實施例而揭述,但是此說明不 應視為侷限意味。說明實施例之多項變更型式及組合,以 及本發明之其他實施例將可由習於此技者參考本說明後瞭 解。此外,製程步驟之順序可由習於此技者重新安排,其 仍在本發明之範疇内,因此可以預期文後之申請專利範圍 應涵蓋任意此類變更型式或實施例。再者,本申請案之範 嘴不應侷限於說明書内所述製程、機器、製造、物項組合 物、裝置、方法及步驟之特定實施例。據此,文後之申請 專利範圍應涵蓋諸此製程、機器、製造、物項組合物、裝 置、方法、或步驟於其範疇内。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)
裝 訂

Claims (1)

  1. 574685 :3 :: : ;p] Ί 第放g〇$4(7號專利申請案 A8 I 中文难翁h範圍替換太(92年7月) g
    1 · 一種半導體記憶體裝置包含: 至少一第一導電線; 至少一第一記憶體儲存單元,係位於第一導電線上, 第一記憶體儲存單元具有根據一星狀曲線之材料性質· 及 至少一第二導電線,係位於第一記憶體儲存單元上, 其中第二導電線相對於第一導電線而呈非正交定位。 2 ·如申請專利範圍第1項之記憶體裝置,其中第一導電線 與第二導電線之間角度係在10與80度之間。 3 ·如申請專利範圍第2項之記憶體裝置,其中記憶體裝置 係一磁性隨機存取記憶體(MRAM),其中第一記憶體儲 存單元包含一磁性堆疊,磁性堆疊包括一穿隧結合。 4 ·如申請專利範圍第3項之記憶體裝置,其中穿隧結合具 有一長寬比於大約1 : 1與大約1 : 3之間。 5 ·如申請專利範圍第3項之記憶體裝置,其中第一導電線 包含冬元線及弟一導電線包含位元線。 6 .如申請專利範圍第5項之記憶體裝置,其中一儲存於穿 隧結合内之邏輯狀態係藉由改變一電流通過字元線及改 變一電流通過位元線而切換。 7 ·如申請專利範圍第3項之記憶體裝置,其中事隧結合包 含一長方形狀。 8 ·如申請專利範圍第3項之記憶體裝置,其中事隧結合包 含一梯形狀。 9 ·如申請專利範圍第3項之記憶體裝置,進一步包含: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 574685 Λ BCD 申請專利範圍 主少一 及 乐二記憶體儲存單元,係位於第二導電線上; 至少一第三導電線’係位於第二記憶體儲存單元上, 其中第三導電線相對於第二導電線而呈非正交定位。 ';!專:_9項之記憶體裝置,㈣第-記憶體 储存早兀包含一磁性堆疊,磁性堆叠包括—穿隨結合。 11.一種磁性隨機存取記憶體(Mram)裝置,包含: 複數第一導電線; 複數第二導電線,係位於第一導電線上,第二導 係相關於第-導電線而以—非90度之角度定位;及 複數第一記憶體儲存單元,係介置於且相鄰於第-及 第二導電線之間。 •如申請專圍第㈣之錄隨機存取記憶體裝置,其 中第-記憶體儲存單元具有根據—星狀曲線之材料性質。 13.如:請專利範圍第12項之磁性隨機存取記憶體裝置,其 中第-記憶體儲存單元包含第—磁性堆疊,第_磁性堆 疊包括穿隧結合。 Η·如申請專利難第㈣之磁性隨機存取記憶體裝置,其 中穿隧結合具有一長寬比於大约1:1與大約ι:3之間。 15·如申請專利範圍第13項之磁性隨機存取記憶體裝置,其 中穿隧結合包含一長方形狀。 、 •如申請專利範圍第13項之磁性隨機存取記憶體裝置,其 中穿隧結合包含一梯形狀。 Π.如申請專利範圍第13項之磁性隨機存取記憶體裝置,進 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) —步包含: 複數弟二兒憶體儲存單元,係位於第二導電線上 ,數第三導電線,係位於第二記憶體儲存單元上,其 以導電線相對於第二導電線而呈非正交定位。、 •二申4專利範圍第17項之磁性隨機存取記憶體裝置,其 田弟二請體儲存單元包含第二磁性堆疊,第二磁性 豐包括一穿隧結合。 3 I明專利範圍第13項之磁性隨機存取記憶體裝置,其 中第-導電線包含字元線及第二導電線包含位元線。〃 20·如申請專利範圍第13項之磁性隨機存取記憶體裝置,其 中一儲存於穿隧結合内之邏輯狀態係藉由改變一電流通 過字7C線及改變一電流通過位元線而切換。 21·—種製造一半導體記憶體裝置之方法,包含: 製成至少一第一導電線; 製成至少一記憶體儲存單元,係位於第一導電線上, 記憶體儲存單元具有根據一星狀曲線之材料性質;及 製成至少一第二導電線於記憶體儲存單元上,且相對 於第一導電線而呈非正交定位。 22.如申請專利範圍第21項之方法,其中記憶體裝置包含一 磁性隨機存取記憶體(MRAM),其中製成儲存單元包含 製成具有穿隧結合之磁性堆疊。 2 3 ·如申凊專利圍第21項之方法,其中穿隧結合且有一長 寬比於大約1 : 1與大約1 : 3之間。 24·如申請專利範圍第21項之方.法,其中穿隧結合包含一長 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 574685 ABC D 六、申請專利範圍 方形狀。 25. 如申請專利範圍第21項之方法,其中穿隧結合包含一梯 形狀。 26. 如申請專利範圍第21項之方法,其中第一導電線包含字 元線及第二導電線包含位元線。 27. —種寫錄一磁性隨機存取記憶體(MRAM)裝置之方法, 磁性隨機存取記憶體包括複數第一導電線,複數第二導 電線位於第一導電線上,及複數記憶體儲存單元,係以 其結合處位於第一及第二導電線之間,該方法包含·· 傳送一第一電流通過第一導電線,其中第一電流產生 一第一電磁場於第一導電線周側;及 傳送一第二電流通過第二導電線,其中第二電流產生 一第二電磁場於第二導電線周側,其中第二電磁場係不 同於第一電磁場,其中第二導電線相對於第一導電線而 呈非正交定位。 28. 如申請專利範圍第27項之方法,其中記憶體儲存單元具 有根據一星狀曲線之材料性質。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003091987A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Sony Corp 磁気メモリ装置及びその記録制御方法
TW582032B (en) * 2001-11-30 2004-04-01 Toshiba Corp Magnetic random access memory
US6891193B1 (en) * 2002-06-28 2005-05-10 Silicon Magnetic Systems MRAM field-inducing layer configuration
US7084413B2 (en) * 2002-08-08 2006-08-01 Micron Technology, Inc. Photolithographic techniques for producing angled lines
US6771533B2 (en) * 2002-08-27 2004-08-03 Micron Technology, Inc. Magnetic non-volatile memory coil layout architecture and process integration scheme
DE602004020186D1 (de) * 2003-01-31 2009-05-07 Nxp Bv Mram-architektur für niedrige stromaufnahme und hohe selektivität
US7061359B2 (en) * 2003-06-30 2006-06-13 International Business Machines Corporation On-chip inductor with magnetic core
US7166881B2 (en) * 2003-10-13 2007-01-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Multi-sensing level MRAM structures
WO2005050712A2 (en) * 2003-11-18 2005-06-02 Halliburton Energy Services, Inc. High-temperature memory systems
US6946698B1 (en) 2004-04-02 2005-09-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. MRAM device having low-k inter-metal dielectric
JP2005322380A (ja) * 2004-04-09 2005-11-17 Toshiba Corp 半導体記憶装置
US7099176B2 (en) * 2004-04-19 2006-08-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Non-orthogonal write line structure in MRAM
US7265053B2 (en) * 2004-04-26 2007-09-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Trench photolithography rework for removal of photoresist residue
US20060039183A1 (en) * 2004-05-21 2006-02-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Multi-sensing level MRAM structures
US7221584B2 (en) * 2004-08-13 2007-05-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. MRAM cell having shared configuration
JP2006086362A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Toshiba Corp 磁気記憶装置
JP2006156844A (ja) 2004-11-30 2006-06-15 Toshiba Corp 半導体記憶装置
US7170775B2 (en) * 2005-01-06 2007-01-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. MRAM cell with reduced write current
US7349243B2 (en) * 2006-04-20 2008-03-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. 3-parameter switching technique for use in MRAM memory arrays
US20080035956A1 (en) * 2006-08-14 2008-02-14 Micron Technology, Inc. Memory device with non-orthogonal word and bit lines
US7599215B2 (en) * 2007-03-30 2009-10-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Magnetoresistive random access memory device with small-angle toggle write lines
US8619456B2 (en) * 2009-11-12 2013-12-31 Micron Technology Memory arrays and associated methods of manufacturing
US20130320451A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd., ("Tsmc") Semiconductor device having non-orthogonal element
KR102301715B1 (ko) 2015-04-30 2021-09-14 삼성전자주식회사 액세서리 장치 및 이를 포함하는 전자 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05183212A (ja) 1991-07-30 1993-07-23 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子
US5695864A (en) 1995-09-28 1997-12-09 International Business Machines Corporation Electronic device using magnetic components
US5747997A (en) 1996-06-05 1998-05-05 Regents Of The University Of Minnesota Spin-valve magnetoresistance sensor having minimal hysteresis problems
US6104633A (en) * 1998-02-10 2000-08-15 International Business Machines Corporation Intentional asymmetry imposed during fabrication and/or access of magnetic tunnel junction devices
JP3137185B2 (ja) * 1998-04-09 2001-02-19 日本電気株式会社 半導体記憶装置
US6005800A (en) * 1998-11-23 1999-12-21 International Business Machines Corporation Magnetic memory array with paired asymmetric memory cells for improved write margin
US6178131B1 (en) * 1999-01-11 2001-01-23 Ball Semiconductor, Inc. Magnetic random access memory

Also Published As

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