TWI306602B - Systems and methods for reading and writing a magnetic memory device - Google Patents

Description

1306602 九、發明說明： 申請相關資訊： ^發明制於審查巾之美國專辦魏（未定 稱為一種磁性記憶體元件及其製造方法，，，豆 名 僅將該專利之全部内容合併於此。 /、明（未疋）， 【發明所屬之技術領域】 【先前技術】 為電駐記㈣之—記,紐細胞，其理想概為快速、低 功f、非揮發性、以及低成本。低成本储由-鮮製程及二 小表面積達成。動態隨機存取記憶體（dra ，能，但必須每秒更新多次，且需要於每二胞 谷之複雜結構。快閃型電性可抹除可程式化唯讀記憶體 jEEPROM)細胞，係非揮發性、低感測電力，且可建構為— 單元件，但需要數微秒以寫入及數毫秒以抹除，對許多應用 而言’特別是用作為電腦主記憶體，EEPR〇M之速度太過緩慢。 ，統半導體記憶體細胞，如動態隨機存取記憶體（DRAM)、唯 項§己憶體（R〇M)以及電性可抹除可程式化唯讀記憶體 (EEPROM ) ’其電流會流經細胞之平面，即水平面 ^horizontal)，因此該些記憶體細胞所佔據之總表面積為基本記 憶體細胞面積加上電性接觸區域面積之總和，因此無法得到理 論上之最小細胞面積。 與動態隨機存取記憶體（DRAM)不同的是，磁性記憶體細 1306602 胞係利用-鐵磁ϋ之磁化方向以儲存資料 近鐵磁區之材料之電阻，些磁性記憶體細 j稱為雖（magnet_stlve，)記憶體細胞。一磁性 胞陣舰常稱為磁性RAM (磁性隨機存取記憶體）或 實用價值’ 應具備下列特質：可媲美於目 ϊΐϊ'ϊ f_度 '其未來世代具有可擴展性、在低 電下運作、低電力消耗、以及可競爭之讀取/寫入速度。 取/而言’非揮發性記.隨狀態之穩定性、讀 ，寫入物之可重複性、以及記憶财元素對元素之切換場 面^1C :龍）之一致性，係為其設計特徵中最重要之三個 記髓狀態不是#電力轉，献藉由磁矩 Ϊ^ 轉。儲存倾係藉由施加-磁場，使—MRAM itirf時料被磁化為兩種可能的記憶狀態之其中一 3καΪ[元t觸存。卿祕（feeallingdata)聽由感測此 場兩種記憶狀g之雜差以完成。用以寫入之磁 it ΐ此磁性結構外部之細長配線（_ lines)之電流、 ，机、、二11些磁性結構本身之電流，以產生該磁場。 I，H 請之橫肖尺寸之賴H侧題。首 減之形狀與薄膜厚度，若MRAM元件橫向尺寸縮 心、n切換場將提高，亦即需要更大之磁場以供切換。 二:積降低，使得反轉磁矩向量所需之能障減少。 1 ^ &^使魏向4從—錄祕魏另-個狀態所需之能 早可決定該MRAM元件之資料保留及錯誤比率，若該 早 貝】可此產生由熱擾動（thrmofluctuation，或超順磁， P ^paramagnetism)所狀之無意之反轉。能障過小所帶來之 1306602 ^要問題’便是使在—陣列中選擇性地切換—個mram元 得非1瞻。可選雜（―lility)岐轉峨，卻不 在無意間浦财他MRAM元件。最後，由於 腿施元件形狀所產生，MRAM元件尺寸越小，“二 7〇件之形狀變化越敏感。隨著微影製程之測量在小尺 時變得更加困難，MRAM元件也將難以維持緊密之切換分佈。 上述這些問題常伴隨傳統MRAM元件，並衍生其他問題。 為程式化—傳統MRAM元件，需要提供高電流以改 變>性感測元件之狀態。該些高電流產生數個問題，其一，該 些局電流所伴隨之高電力雜，使MRAM元件不翻於許多^ 攜式之產品。再者，該些高電流所產生之磁場，通常易引發干 擾而難以控制，特別是上述橫向尺寸縮減之MRAM元件，千樁 問題更形嚴重。 什卞慢 ^統MRAM元件所面臨之另-問題係為，MRAM元件典型 地需要兩條電流線以產生電流及其相關磁場，用以程式^ 元件中之磁性感測元件。MRAM元件内含兩條電流線= ，計’限制其縮小的能力’而無法得到體積縮減之最大可能密 【發明内容] 、一種磁性隨機存取記憶體（MRAM)細胞，該細胞係包含一 磁性金屬層及與該磁性金屬層極為接近之一磁性感測元件。該 之其中—端係與—料線電晶體雛，而其另一端 ’、Λ 一位元線耦接。該磁性感測元件可與第二位元線耦接。 方面，項取該MRA1V[細胞係可藉由開啟該字元線電晶 體，使該第—位元線浮動，並使該第二位元線與一電流感測放 1306602 大器耦接。此裝置使電流依序流經該字元線電晶體，該磁性金 屬層’該磁性感測元件，並流入該電流感測放大器。該電流感 測放大器係用作感測由磁性感測元件所流入之電流，以決定該 磁性感測元件之程式化狀態。 另一方面，該MRAM細胞可被程式化為一第一狀態，其係 稭由開啟§亥字元線電晶體’並透過該第一位元線’於該磁性金 屬層之另一端施加一電壓差。此將使電流由該第一位元線流經 該磁性金屬層並經由該字元線電晶體而接地。 鲁 另一方面，該MRAM細胞可被程式化為另一狀態，其係藉 由再度開啟§亥子元線電晶體，並透過該第一位元線，於該磁性 金屬層之另一端施加一電壓差。此流經該磁性金屬層之電流方 向將決定該MRAM細胞之程式化狀態。 本發明之特徵、觀點、以及實施例，都將在【實施方式】中 詳細闡述。 【實施方式】 φ 第1A圖係一圖示說明一包含於一 MRAM元件之MRAM細 胞100之實施範例’該MRAM元件係根據本發明之系統與方法 之實施例所建造。顯而易見，在此未將MRAM細胞100或包含 該MRAM細胞100之MRAM元件中之所有的層、結構、及/ 或電路繪示於第1A圖。為了方便性’僅在第ία圖中繪示某些 與MRAM細胞100相關之元素、層、及/或觀點。製造一包含 一 MRAM細胞100之MRAM元件之方法，在一審查中之美國 專利申請號（未定）已詳細描述。該申請詳盡地說明一包含 MRAM細胞1〇〇之MRAM元件之所有層，以及層與其他電路 之製造方法。因此，雖然第1A圖未繪示與MRAM細胞100相 1306602 ，之所有層、元素、電路，不應將此視為限制MRAM細胞1〇〇 為任何-種特定結構、或是排除其他可能的層、元素、及/或電 U圖中所示之各層以二維方式顯示，但明顯 地各層實際上均為三維結構。 并可^口 ’ 細胞100包含一磁性金屬層102 ’及與該 極為接近之一磁性感測元件刚。該磁性感測元 糸/、以磁性金屬層1〇2分隔，在某此 ，度、及寬度，此二者之範圍可介於10奈米至1〇微米之間。 ，地，元件104可具有一相關連之長度、高度、及 ίί miit、韻使狀實酬喊，其細介於5奈 二兹性金屬層102可具有一磁導率（pennea 1〇至10之間。磁性金屬層H)2係導電性/且星有！4 =率’ P) ’其範圍係介於4微歐姆_公分至川8微歐 間。磁性金屬層搬亦可具有—飽和磁化 里（Ms)，其乾圍係介於約1〇高斯（Gu 之間。用以製造磁性金屬層1〇2之材料可包含至 ，例，，、磁性金屬層102可能包括鎳⑽、鐵?‘)曰曰、 ! ^ (B) ^ Μ (Μη) . # (Zn) . „ (pb) ^ ^ (CSi)^ 與飽和磁化量（Ms)之材料。 率（P) 严爲ϋ式導體^緖安装以連接磁性感測元件_及磁性金 屬層1〇2。近接式導體106之電阻率（ρ)係介於約】至:女 ^導體材触者任何具備上述電時之魏材料 包括，如銅⑽、氮化鈦（TlN)、氮化钮（二才= 1306602 鎢（W)、銀（Ag)、釕（Ru)、銥（Ir)、翻（pt)等。 磁性感測元件104可包含一具有單一層或複數個層之鐵/反 鐵磁性元件。此類磁性元件可包括，例如，一種磁穿隧接面 (Magnetic Tunnel Junction，MTJ)元件，一種巨磁阻（Giant Magneto Resistance，GMR)元件，一種龐磁阻（Colossal Magneto

Resistance ’ CMR )元件’一種異向性磁阻（如18〇杜叩记Magnet〇 Resistance ’ AMR)元件’磁光（Magnet〇 〇ptical，M〇)元素， 或一磁碟。舉例而言，磁性感測元件1〇4可包含由一鐵磁層、 一絕緣層、另一鐵磁層、以及一反鐵磁層所組成之磁穿隧接面 (MTJ)元件。替代地，磁性感測元件1〇4可包含一磁穿隧接面 (MTJ)元件其係包含一鐵磁層、一絕緣層、以及另一鐵磁層， 或一磁穿隧接面元件其係包含一反鐵磁層、一鐵磁磁、一絕緣 層、以及另一鐵磁層。 在其他實施例中，磁性感測元件1〇4可包含一巨磁阻（GMR) 元件，該巨磁阻（GMR)元件係由一鐵磁層、一薄導電層、另 一鐵磁層，以及一反鐵磁層所組成。使用時採用本發明之系統 與方法之巨磁阻（GMR)元件其係可包含一鐵磁層、一薄導電 層、及另一鐵磁層，或者其係可包含一反鐵磁層’一鐵磁層， 一溥導電層，以及另一鐵磁層。 替代地’一種龐磁阻（CMR)元件，其係包括一以錳為基礎 並帶有至少兩種其他元素之化合物，如鑭勰錳氧化物 (LaSrMnO)，镨鈣猛氧化物（prcaMn〇)，鑭鈣猛氧化物 (LaCaMnO)等’可被用作磁性感測元件1〇4。在其他實施例 中，一異向性磁阻（AMR)元件，磁光（M0)元素，或一磁碟 其包含3d之過渡鐵磁元素或與其他元素之合金，可被用作磁性 感測元件104。 上述所提及之鐵磁層，視所使用之實施例而定，可包括 1306602 過渡鐵磁元素或與其他元素之合金，如鈷鐵（CoFe)、鎳鐵 (NiFe)、鈷鐵硼（c〇FeB)、鐵（Fe)、鈷（c〇)等。上述所提 及之反鐵磁層’可包括過渡反鐵磁元素或與其他元素之合金， 如鐵I孟（FeMn)、銥錳（IrMn)、鎳氧（NiO)、鉑錳（PtMn)、 錄鐘（NiMn)、鈷氧（Co0)等。其他上述所提及之反鐵磁層可 匕括具有或不具有反鐵磁材料之鐵磁反層（ferromagnetic anti-layers) ’如鈷鐵/釕/銘鐵、鈷鐵/釕/銘鐵/銀錳等。上述所提

絕緣層可包括如氧化鋁、氧化鎂等材料，而上述所提及之 薄導電層可包括如銅（Cu)、銀（Ag)、鉻（Cr)、釕（Ru)、銥 (Ir)等材料。 應瞭解的是，上述所提及之元件、各層、以及材料係僅作為 舉你]之用’且不應限制本發明所描述之系統與方法於任何特定 之元件結構、及/或材料中。 如下所詳述，磁性金屬層102係用作傳導電流，該些電流所 產生之磁場可將磁性感測元件1〇4程式化為兩種狀態之其中一 種、。更進一步說，該磁性金屬層1〇2所傳導之電流可決定磁性 f測元件104之狀態。藉由該磁性金屬層1〇2以此種方式傳導 讀，及寫人紐’闕取及寫人所需之電流小於傳統元件所需 之電流。此外，該磁性金屬層1〇2中的低電流，可減少甚至消 除干擾問題。再者，金屬位元狀數目與舰MRAM元件相較 可被減少，其可大幅縮減尺寸而增加密度。 第2圖係一圖示說明一種範例細胞2〇〇 202、2〇4與磁性感測元件2〇6。如同上述之解釋，磁$元 件206係包含磁性材料，其係利用該磁性感測元件2〇6 一 鐵磁區域之磁化方向以儲存資訊。該磁化方向係 線202及204之電流所分別產生之By及Βχ兩磁場^影J電抓 電流線202與204典型地係由非磁性材料如_斤構成，藉由 1306602 =經電流線202與204之電流ιχ與Iy所產生之磁場By與Βχ， 皆遵守安培定律（Ampere’s law)。若此二磁場之總和(Bx + By) 大於磁性感測元件206之強制磁場（c〇ercive fieid)，則磁性感 測元件206可被程式化為兩種程式化狀態之其中一種。 “ 士舉例而吕，若電流匕及珍之電流方向如圖所示，即&之電 流方向為由右至左、Iy之電流方向為垂直進入頁面，且&及以 具有足夠之電流強度以使(Bx + By)大於磁性感測元件206之強 制磁，’則磁性感測元件206之磁矩向量可被切換為兩種程式 化狀態之其一。若反轉扠及奴之電流方向，則將磁矩向量切換 為另一方向，而使磁性感測元件2〇6被程式化為兩種程式化狀 態中之另一種。 不幸地，部份由於電流線2〇2及2〇4係由非磁性 成’其^載大量電流即數亳安培至數十毫安培，該些^戶^ ^磁場By及Bx具有足夠之強度可克服磁性感測元件施之 旎障。進而造成無法有效地控制磁場By及Bx之分佈以避务細 胞間之干擾。 苐3圖之貫施例，係緣示另一範例細胞_之電流 ，302與310、以及磁性感測元件306。該些電流線3〇2與310 係分別被磁性材料3〇4與308所包圍。電流線302係以第、3圖 右側之側面圖說明。MRAM細胞300之運作方式係與mram 細胞200相同；然而，由於電流線302與包圍其之磁性材料3〇4 之間的電阻率差，以及電流線31〇與包圍其之磁性材料通之 間的電^率差’使得電流ΐχ及iy之大部份通過轉雜材料所 組成之％流線3〇2及31〇。此外，由於磁性材料3〇4與之侷 限操作，磁性材料304及308可被視為磁性钳、(m iac

ClampS)，因而由電流lx及ly所分別產生之磁場By及Bx，係 被侷限而較易控制其分佈。實質上，磁性鉗3⑽及Μ。之作用、 12 1306602 有如包圍電流線302及310之u型磁鐵。因此，磁場Bx及By 之絕大部分係被聚集中於磁性甜304及308之内。 對第3圖之記憶體細胞而言，用以程式化磁性感測元件3〇6 及MRAM細胞300所需之電流！X與Iy，係小於mram細胞 2〇〇所需之電流，然而’仍需數毫安培。干擾問題係獲得改善， 但第3圖之元件之製造係比第2圖更加複雜。 第4圖係一圖示說明另—範例mram細胞4〇〇之電流線 402、410、以及磁性感測元件4〇6。與細胞3〇〇相同， 電流線402與410係被磁性材料404與408所夾鉗。然而，磁 I"生感測元件406在此係使用合成反磁性（Synthetic Antiferromagnetic，SAF)耦合。為使用SAF耦合，磁性感測元 件406係被建構為一多層結構，這些層可包括一第一鐵磁層、 一極薄如厚度約0.7奈米之導電層、以及第二鐵磁層。此外，電 流lx與Iy係以不同時間順序產生脈衝，此差異脈衝係可於不同 時間切換第一及第二磁鐵層之磁化狀態。若第一及第二磁鐵層 二者之磁化狀態皆被切換’則該磁性感測元件4〇6係被程式化 為二種程式化狀態之其中一種。若磁化狀態未被切換，則磁性 感測元件406維持其現有之程式化狀態。 士使用SAF技術係可有效消除干擾；然而典型地需要極大之電 流以程式化磁性感測元件406。例如，需要數十毫安培以改變磁 性感測兀件4G6之狀態。此外，磁性感測元件概所需之極薄 導電層係難以製造與控制。若該料電層之厚度變化太大，則 該細胞無法正確地運作。 、 ^外’第2至第4圖鱗示之每-個細胞，皆需兩條電流線 以程式化其所包含之的磁性感測元件。相反的，在細胞勘中， 僅需磁性金屬層102以程式化磁性感測元件1〇4。因此，可藉由 使用第1圖所繪式之結構而減少一條電流線。 曰 13 1306602

第5圖係繪示一 MRAM元件500之側面圖，該MRAM元件 500係包含兩個範例MRAM細胞1〇〇。第5圖繪示出一些與 MRAM細胞100相關之重要尺寸，包括磁性金屬層1〇2之寬g (W>)磁性感測元件1〇4之寬度（Wm)、磁性感測元件1〇4與 磁性金屬層102之間的距離（d)、以及各磁性金屬層1〇2之^ 的空隙（S)。這些不同的尺寸之範圍已於上文舉例說明。

如同第6圖所繪示’一寫入電流6〇2係可沿著磁性金屬層 往任一方向流動。如第7圖所繪示，電流6〇2係於磁性金θ屬層 102中產生一個磁場704,並使磁場7〇2通過磁性感測元件1〇4曰。 在第7圖中，電流係垂直流人頁面且產生順時針方向之磁 與 704。 產生於磁性金屬層102中之磁場702係遵守安培定律而與磁 性金屬層102之導磁率成正比。導磁率⑷越高，則所產生之 磁場越強。如圖所繪示，磁場704係由磁性金屬層1〇2之邊界 參漏，而在磁性金屬層102之外部產生一包含於磁性感測元件 104之磁場702。若此渗漏之磁場7〇2之強度大於磁性感測元件 104之強制場，則程式化係可發生。 第8圖，係改變電流602之方向以使其垂直頁面流出，該電 =於磁性金屬層搬中產生—逆時針方向之磁場遍，並於磁 牛1〇4中產生一渗漏之磁場702。相同地，若此渗漏之 劳7〇f之強度大於磁性感測元件1〇4之強制場，係可發生程 式化，這-奴程式錄態倾第7圖之程式錄態相反。 使用磁性金屬層102以此種方式程式化雜感測元件1〇4 係可明顯地減少、甚至消除細胞卿彼此間之干擾。此外，) 以產生一足夠地磁場以克服磁性感測元件辦之強制場，所; j流明顯降低。例如，-小如_微安培 度為細高斯之磁場702 ;然而，在標的細胞之夕卜，磁場奶 14 1306602 ，減而幾乎至零。作為此結果地，以上述之方式制磁性金屬 b 102 ’可產生一較低電流，而使MRAM細胞1〇〇不會產生干 擾問題。 此外，程式化磁性感測元件1〇4僅需一單一電流線，與傳統 MRAM需要兩條電流線之設計不同。

命與傳統]VIRA1V[元件相較，MRAM細胞100不僅包含較少之 電流線二且不需要分隔之寫入與讀取之電流途徑。一傳統細胞 12〇〇ί讀取運作係繪示於第12圖。為讀取磁性感測元件1210 之片大f ’需要一字元線電晶體12〇6與感測放大器1212。當字元 線電晶體1206被開啟，一電流12〇8往上流經該細胞、該磁性 元件1210而後往下流入電流感測放大器ι212，其係可根據 電流1208之大小’以決定該磁性感測元件121〇之程式化狀態。 由圖可知，讀取電流12〇8之電流途徑與寫入電流Ιχ與Iy所流 經之電流線1202與1204不同。此外，細胞1200需要下列數層： 1216、1218、1220與1222以提供一電流途徑，使電流1208由 電晶體1206藉此途徑而流入感測放大器1212。 第9圖係一圖示說明一 MRAM細胞100之磁性感測元件1〇4 • 之狀態之讀取方式，其係符合本發明之系統與方法。在此，一 開啟電壓可施加於字元線電晶體1〇8之閘極上，如一 1.6伏特之 開啟電壓。則一電壓差係施加於磁性金屬層1〇2與磁性感測元 件104。此係產生一電流902由字元線電晶體108流入磁性金屬 層102 ’再往上流入磁性感測元件1〇4，係如圖所示。而後該電 流流經BL2並進入感測放大器no，該感測放大器係被安裝以 感測磁性感測元件104之狀態。感測放大器110係被用作比較 流經BL2之電流與一參考電流112，藉由感測流經BL2之電流 與參考電流112之差異，感測放大器11〇係可分辨磁性感測元 件104之邏輯狀態。在此讀取運作期間，bli係浮動。 15 1306602 第ίο圖係一圖示說明一寫入運作，其係使磁性感測元件104 被程式化為二種程式化狀態之一種，且符合在此描述之系統與 方法。在此，一開啟電壓如1.6伏特，可施加於一字元線電晶體 而將之開啟，則一電壓差藉由BL1施加於磁性金屬層102之另 一端，此係產生一寫入電流1002自BL1流經磁性金屬層1〇2而 至字元線電晶體108。如同上述解釋，電流1〇〇2會產生一具有 足夠強度之磁場以克服磁性感測元件1〇4之能障，而切換磁性 感測元件104之磁矩向量。例如，在一實施例中，可於磁性金

屬層102中產生一 50毫安培之電流1〇〇2。在該寫入運作期間， BL2係浮動。 、第、11目係一圖式說明一寫入運作，其係使樹生感測元件1〇4 被紅式化為另一狀態。此運作方式係與第圖所描述之運作方 式相似，然而，透過BL1所施加於該磁性金屬層1〇2之另一端 的電壓差係與第10圖相反。此將產生一寫入電流贈以相反 ^方向流人磁性金顧102以切換磁性制元件1G4之磁矩向 里，並使該磁性感測元件1〇4被程式化為另一狀態。在此運作 ，間’ BL2係浮動。再次地，在一實施例中，係可產生一 5〇毫 ，培之電流1102而使該磁性感測元件1〇4被程式化為另一狀 % 0 複雜性。 作為實，已於上文描述，應了解所述之實施例僅 不應基於上述之實施例而限制本發明。 發明‘二，可f上述内容與附圖產生關聯之物件，皆屬本 表月之減’並冗限於以下職之申請專利範圍。 16 1306602 【圖示簡單說明】 本發明之特徵、觀點以及實施例，將結合附圖以詳細闡述， 其中： 第1A圖係根據一實施例中之一 MRAM細胞結構之組態之示 第1B圖係與第1A圖之MRAM細胞等同之概念示意圖。 第2圖係一傳統MRAM元件之電流線與磁性感測元件之示 第3圖係另— 之示意圖； 種傳統MRAM細胞之電流線與磁性感測元件 杜夕第-4立圖係又另一種傳統MRAM細胞之電流線與磁性感測元 1干"^不思圖； 實施圖包含如第1A圖中之MRAM細胞之MRAM元) 示^^^蝴—細胞，彳 第7圖係第6圖中之電流所產生之磁場示意圖。 第8圖係第6圖中之電流逆向操作時所產生之磁場示意圖 圖弟9圖係讀取第1A圖之败雇細胞之示範性方法之利 第川圖係根據一實施例中 化為一種狀態之示範性方法之 第圖係根據一實施例中 化為另一狀態之示範性方法之 二將第lA圖之MRAM細胞程式 示意圖； 二將第lA圖之MRAM細胞程式 示意圖；以及 17 1306602

第12圖係一傳統MRAM細胞之讀取與寫入示意圖。 【主要元件說明】 100、200、300、400 、1200 MRAM細月包 102 磁性金屬層 104、206、306、406 ' 1210 磁性感測元件 106 近接式導體層 202、204、302、310 、402、410電流線 304、308、404、408 磁性材料 500 MRAM元件 602、1208、902、1002、1102 寫入電流 112 參考電流 702 、 704 磁場 1206 、 108 字元線電晶體 1212 、 110 感測放大器 1216、1218、1220、： 1222 層 18

Claims (1)

131)6602 月4日修正本 申請專利範圍： 第095137791號專利申請案 修正後無劃線之申請專利範圍替換本 民國97年1〇月6曰呈送-附件二 L 一?轉發性記憶體元件之方法，該揮發性記憶體元 件係匕S —近接磁性金屬層之磁性感測元件，該方法包含： 施加-開啟電壓以開啟與該磁性金屬層之—端麵接之一 字元線電晶體； 施加-電壓差於該雜_元件及該磁性金屬層；以及 由與該磁性細元件之—她接之—感嗽大器以 測一讀取電流。 2. 如:請專利範圍第i項所述之方法，更包含允許與該磁性金 屬^另：端_之-位元線’於施加該開啟電壓與該電壓 差时處於浮動狀態。 3. 如Γί專圍第1項所述之方法，根據該讀取電流之強度 以決疋一邏輯狀態。 “口申請f利範圍第3項所述之方法，更包含比較該讀取電流 與一 £s界電流以決定該邏輯狀態。 ^請專利範圍第i項所述之方法，其中該開啟電壓約為16 伏特。 6· 發性記憶體元件程式化為—邏輯狀態之方法， $揮^魏體元件係包含—近接磁性 之磁性感測 疋件，該方法係包含： 元=力啟電壓以開啟與磁性金屬層之—端祕之一字 兀線電晶體；以及 ^與該磁性金屬層之另—端祕之—第—位元線施加 一冤壓差。 19 1306602 7. 如申μ專利範圍第6項所述之方法，更包含允許與該磁性感 測兀件耦接之一第二位元線，於施加該開啟電壓 ^ 時處於浮動狀態。 4 i 8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中所施加之該開啟電 壓及該電壓差將於該磁性金屬層中產生一電流’該電流之強 度係足以克服該磁性感測元件之能障。

9·如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該電流、約5〇微安培。 10.如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該開啟電壓 μ 11.如申請專利範圍第6項所述之方法，其中所施加於該第一位 電縣取決於該諸發性記憶體元件職程式化之邏 輯狀態。 12. ϊίίίΐ利範圍第6項所述之方法 其中5買取該邏輯狀態係包含： 姑二力二讀取開啟電壓於該字元線電晶體之閘極，該字元 線電BB體係與該磁性金屬層之—端輕接. 施加-電縣於該磁性_元件_磁性金屬層；以及 測-性感測元件之—端輕接之一感測放大器以感 11如圍第12_述之方法，更包含允許與該磁性感 接之―第二蚁線於該邏輯狀態被讀取 時’處於浮動狀態。 14.如^月專利知圍第12項所述之方法，根據該讀取電流之強度 以決定該邏輯狀態。 20 1306602 15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，更包含比較該讀取電流 與一臨界電流以決定該邏輯狀態。 16. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該開啟電壓約為 1.6伏特。

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