发明名称 具参考磁电阻态之磁性随机存取记忆体及其读取方法
摘要 一种具参考磁电阻态之磁性随机存取记忆体,包括一个以上之磁性记忆单元,包括有一反铁磁层、一配置于反铁磁层之上固定层、一配置于固定层之上之穿遂能障层、以及一配置于穿遂能障层之上之自由层,其中固定层与自由层系以正交关系配置,以形成参考磁电阻态。本发明所揭露之磁性随机存取记忆体可以大幅提升读取资料时之正确率,并且可以快速的读取资料。
申请公布号 TWI261912 申请公布日期 2006.09.11
申请号 TW093137071 申请日期 2004.12.01
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 洪建中;陈永祥;高明哲;陈国隆;王连昌;王泳弘
分类号 H01L27/01;G11C11/02 主分类号 H01L27/01
代理机构 代理人
主权项 1.一种具参考磁电阻态之磁性随机存取记忆体,包 括有: 一个以上之磁性记忆单元,包括有一反铁磁层、一 配置于该反铁磁层之上固定层、一配置于该固定 层之上之穿遂能障层、以及一配置于穿遂能障层 之上之自由层,其中该固定层与该自由层系以正交 关系配置,以形成参考磁电阻态。 2.如申请专利范围第1项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该以正交关系配置之该固定层与该自由层 系藉由光罩布局将该磁性记忆单元之长轴(Easy Axis )方向与镀膜外在场垂直及后续退火场垂直而达成 。 3.如申请专利范围第1项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该反铁磁层与该固定层之间形成一金属层 ,以降低其该反铁磁层与该固定层之交互耦合力( Exchange Bias)。 4.如申请专利范围第3项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该金属层之厚度大约小于10A。 5.如申请专利范围第1项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该固定层包括一层以上之铁磁层。 6.如申请专利范围第1项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该固定层包括有一下固定层、一中间分离 层形成于该下固定层之上以及一上固定层形成于 该中间分离层之上。 7.如申请专利范围第1项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该固定层包括复数层之人造反铁磁固定层 。 8.如申请专利范围第6项所述之磁性随机存取记忆 体,其中可调变该人造反铁磁固定层中间金属层之 厚度,以降低其上下的RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida) 耦合能力。 9.如申请专利范围第1项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该自由层包括一层以上之铁磁层。 10.如申请专利范围第1项所述之磁性随机存取记忆 体,其中该自由层包括复数层之人造反铁磁自由层 。 11.一种具参考磁电阻态之磁性随机存取记忆体,包 括有: 复数磁性记忆单元,包括有一反铁磁层、一配置于 该反铁磁层之上固定层、一配置于该固定层之上 之穿遂能障层、以及一配置于穿遂能障层之上之 自由层,其中该固定层与该自由层系以正交关系配 置,以形成参考磁电阻态; 复数条写入字元线,用以选择欲写入资料之该磁性 记忆胞; 复数条读取字元线,用以选择欲读取资料之该磁性 记忆胞; 复数个电晶体,对应每一该磁性记忆单元配置于该 读取字元线上,用以作为欲读取资料之该磁性记忆 胞之控制开关; 复数条第一位元线,用以提供一电流,以供判别该 读取字元线所选择之该磁性记忆胞之资料; 复数条第二位元线,用以提供一电流,以使该资料 被写入该字元线所选择之该磁性记忆胞中,并于读 取资料时,提供电流以让该字元线所选择之该磁性 记忆胞的该固定层中的磁矩转动;以及 复数个放大器,分别与该第一位元线相接,以将该 读取字元线所选择之该磁性记忆胞所读取到之一 第一电流讯号与另一相邻或相近之磁性记忆胞之 第二电流讯号放大后输出,其中该第二电流讯号系 用以作为该第一电流讯号之参考讯号。 12.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中更包括有一第一多工器,与该第二位元 线相接。 13.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中更包括有一第二多工器,与该第一位元 线及该第二位元线相接。 14.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中更包括有一第三多工器与该每一字元线 相接。 15.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中该以正交关系配置之该固定层与该自由 层系藉由光罩布局将该磁性记忆单元之长轴(Easy Axis)方向与镀膜外在场垂直而达成。 16.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中该反铁磁层与该固定层之间形成一金属 层,以降低其反铁磁层与固定层之交互耦合力( Exchange Bias)。 17.如申请专利范围第16项所述之磁性随机存取记 忆体,其中该金属层之厚度大约小于10A。 18.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中该固定层包括一层以上之铁磁层。 19.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中该固定层包括复数层之人造反铁磁固定 层。 20.如申请专利范围第19项所述之磁性随机存取记 忆体,其中可调变该人造反铁磁固定层中间金属层 之厚度,以降低其上下的RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya- Yosida)耦合能力。 21.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中该自由层包括一层以上之铁磁层。 22.如申请专利范围第11项所述之磁性随机存取记 忆体,其中该自由层包括复数层之人造反铁磁自由 层。 23.一种具参考磁电阻态之磁性随机存取记忆体之 读取方法,应用于如申请专利范围第1项或第11项之 所述之磁性随机存取记忆体,包括有下列步骤: 由一读取字元线选取一磁性记忆胞; 选取相邻或相近之磁性记忆胞以作为参考; 由一第一位元线提供一电流,以判别该读取字元线 所选择之该磁性记忆胞之资料; 由一第二位元线提供一电流,以让该字元线所选择 之该磁性记忆胞的该固定层中的磁矩转动;以及 将该读取字元线所选择之该磁性记忆胞所读取到 之一第一电流讯号与该相邻或相近之磁性记忆胞 之第二电流讯号放大后输出。 24.如申请专利范围第23项所述之读取方法,其中该 相邻之磁性记忆胞系与该读取字元线所选取之该 磁性记忆胞位于同一字元线但不同位元线上。 25.如申请专利范围第24项所述之读取方法,其该不 同位元线系彼此相邻。 26.如申请专利范围第24项所述之读取方法,其该不 同位元线系彼此不相邻。 27.如申请专利范围第23项所述之读取方法,其中该 相邻之磁性记忆胞系与该读取字元线所选取之该 磁性记忆胞位于不同字元线、不同位元线上,该欲 读取之磁性记忆胞与该参考之磁性记忆胞成对角 关系。 28.如申请专利范围第27项所述之读取方法,其该不 同位元线系彼此相邻或相近,该不同字元线彼此相 邻或相近。 图式简单说明: 第1图系为本发明所揭露之磁性随机存取记忆体; 第2图系为本发明所揭露之磁性随机存取记忆体之 另一实施例; 第3图系为本发明所揭露之磁性随机存取记忆体之 配置示意图; 第4图系为本发明所揭露之磁性随机存取记忆体应 用于一般架构之电路配置;以及 第5图系为本发明所揭露之磁性随机存取记忆体应 用于TOGGLE架构之电路配置。
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