磁致电阻随机存取记忆体写入装置及方法

摘要

本发明揭示一种MRAM单元(10)及程式化此单元之方法。此单元包括一磁材料之自由层(12)，具有共振频率之铁磁共振，铁磁共振有一大于一之Q值。一硬轴及易轴写入线位置定位后与自由层成磁沟通。一覆盖层(62)部份围绕硬轴写入线，及有一相似之共振频率，及大于一之铁磁共振Q值。包括共振频率之写入信号加至硬轴写入线(20)，同时，一写入脉波加至易轴写入线(21)。单元及覆盖层之Q值相乘以实际上增加切换磁场，或降低提供相同磁场之所需电流。

主权项

1.一种MRAM写入装置,包含:一种MRAM单元包括磁材料之自由层,其具有一铁磁共振及相关之共振频率;一硬轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;一易轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;及硬轴写入线及易轴写入线之一耦合后,可接收包括相关共振频率之一写入信号。2.如申请专利范围第1项之MRAM写入装置,其中,磁材料之自由层与纵轴及横轴形成,硬轴线之方向与横轴平行,易轴线之方向与纵轴平行。3.如申请专利范围第2项之MRAM写入装置,其中,包括相关共振频率之写入信号,耦合至硬轴。4.如申请专利范围第3项之MRAM写入装置,其中,包括一脉波之写入信号耦合至易轴。5.如申请专利范围第4项之MRAM写入装置,其中,相关共振频率在施加包括脉波之写入信号时改变。6.一种MRAM写入装置包含:一MRAM单元包括一磁材料之自由层;一硬轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;一易轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;一覆盖层部份包围硬轴写入线及易轴写入线之一,此覆盖层具有覆盖层共振频率之铁磁共振;及硬轴写入线及易轴写入线之一部份由覆盖层包围,该层耦合后可接收包括覆盖层共振频率之写入信号。7.一种MRAM写入装置包含:一MRAM单元,包括具有铁磁共振之磁材料之自由层,铁磁共振有一相关共振频率,磁材料之自由层之铁磁共振具有大于1之品质因数,磁材料之自由层包括材料,形状及相关共振频率,与含在磁材料自由层中之材料及形状有关;一硬轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;一易轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;易轴写入线耦合后可接收写入脉波,硬轴写入线同时耦合以接收包括复数个周期以相关共振频率之写入信号。8.如申请专利范围第7项之MRAM写入装置,尚包括一覆盖层,其部份包围硬轴写入线。9.一种写入或程式化一MRAM单元之方法,含下列步骤:提供一包括磁材料自由层之MRAM单元,磁材料具有相关共振频率之铁磁共振;提供一硬轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;提供一易轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;及施加一包括相关共振频率之写入信号至硬轴写入线及易轴写入线之一。10.一种写入或程式化MRAM单元之方法,含下列步骤:提供包括磁材料之自由层之MRAM单元,该材料具有一相关共振频率之铁磁共振,铁磁共振有一大于1品质因数;提供一硬轴写入线,其位置可与磁材料自由层磁沟通;提供一覆盖层部份包围硬轴写入线,此覆盖层具有覆盖层共振频率之铁磁共振,其与相关共振频率相似;提供一易轴写入线,其位置可与磁材料自由层磁沟通;及施加一包括相关共振频率之写入信号至硬轴写入线,同时施加一写入脉波至易轴写入线。11.一种写入或程式化一MRAM单元之方法,包含以下步骤:提供一包括磁材料之自由层MRAM单元;提供一硬轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;提供一易轴写入线,其位置可与磁材料之自由层磁沟通;提供一覆盖层部份包围硬轴写入线及易轴写入线之一,覆盖层具有一铁磁共振,其具有一覆盖层共振频率;施加包括覆盖层共振频率之写入信号至硬轴写入线,及部份由覆盖层包围之易轴写入线之一。图式简单说明:图1为本发明一MTJ记忆体单元之简化剖面图;图2为图1之自由磁层之顶平面略图,说明磁向量之运动;图3为图1之自由磁层共振之品质因数Q値之图形代表;图4为图1之自由磁层之磁向量运动之图形模拟;图5为加在易轴之写入脉波之图形代表;图6为加在硬轴包括相关共振频率之写入信号之图形模拟;图7为图1之自由磁层之磁向量在图5及6说明之脉波及信号之激励下,运动之图形模拟;图8为图1自由磁层之顶平面中之简化图,说明在包括主模式或零模式之共振频率信号已施加时之平均磁化;图9为图1之自由层顶平面之简化图,说明在包括较高次模式已施加时之非均匀磁化;图10为包括较高次共振频率信号之写入信号之图形代表;图11为包括较高次共振频率信号之写入信号之另一图形代表;图12为包括较高次共振频率信号之写入信号之另图形代表;图13为本发明具有覆盖层之硬轴写入线之等距图。