发明名称 半导体记忆装置及半导体记忆装置之操作方法
摘要 一种磁阻性的半导体记忆体装置(10)被提出,其中磁场(H)可藉由磁场施用装置(40)施用于记忆体胞元(30),以使所欲磁化(M所欲)可被施用于作动的该记忆体胞元(30)的硬磁层(31h)。
申请公布号 TWI234878 申请公布日期 2005.06.21
申请号 TW092106845 申请日期 2003.03.26
申请人 亿恒科技股份公司 发明人 史特芬.武尔姆;西格弗里德.施瓦尔茨尔
分类号 H01L27/22 主分类号 H01L27/22
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中正区忠孝东路1段176号9楼
主权项 1.一种基于磁阻储存机构的半导体记忆体装置,特别是在MRAM记忆体,-具至少一个记忆体区域(20),其具复数个记忆体胞元(30),及-具至少一个磁场施用装置(40),藉由此装置一种共用及至少局部均匀的磁场(H)可以可控制及/或已订定方式被施用于至少一些该记忆体胞元(30),-以使结果为作用的该记忆体胞元(30)之至少部份或区域在它们的磁偏及/或它们的磁化方面可以已订定及/或可控制方式被增辐及/或定方位。2.申请专利范围第1项的半导体记忆体装置,其中该磁场施用装置(40)完全或部份形成于提供用于该半导体记忆体装置(10)的外框装置(50)之内。3.根据申请专利范围第2项的半导体记忆体装置,其中该磁场施用装置(40)以线圈装置形成,其具一个线圈(41)或具复数个线圈(41、42)。4.根据申请专利范围第3项的半导体记忆体装置,其中该线圈装置以至少一个线圈(41)的内部区域(41i)之磁场(Hi)可被施用于至少一些记忆体胞元(30)之方式排列及/或形成。5.根据申请专利范围第1项的半导体记忆体装置,其中该磁场施用装置(40)以线圈装置形成,其具一个线圈(41)或具复数个线圈(41、42)。6.根据申请专利范围第5项的半导体记忆体装置,其中该线圈装置以至少一个线圈(41)的内部区域(41i)之磁场(Hi)可被施用于至少一些记忆体胞元(30)之方式排列及/或形成。7.根据申请专利范围第6项的半导体记忆体装置,其中至少一个线圈(41)空间地围绕至少一些该记忆体胞元(30)。8.根据申请专利范围第3项的半导体记忆体装置,其中至少一个线圈(41)空间地围绕至少一些该记忆体胞元(30)。9.根据申请专利范围第4项的半导体记忆体装置,其中至少一个线圈(41)空间地围绕至少一些该记忆体胞元(30)。10.根据申请专利范围第5项的半导体记忆体装置,其中至少一个线圈(41)空间地围绕至少一些该记忆体胞元(30)。11.根据申请专利范围第3至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中在该半导体记忆体装置(10)下方的该半导体模组(100)至少一部份被形成及/或排列于至少一个线圈(41)的内部区域(41i)。12.根据申请专利范围第3至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中至少一个线圈(41、42)的外部区域(41a、42a)的磁场(Ha)可被施用于至少一些该记忆体胞元(30)。13.根据申请专利范围第12项的半导体记忆体装置,其中至少一部份在该半导体记忆体装置(10)下方的该半导体模组(100)被排列及/或形成于至少一个线圈(41、42)的外部区域(41a、42a)。14.根据申请专利范围第3至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中两个线圈(41、42)被提供。15.根据申请专利范围第3至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中在复数个线圈(41、42)的情况下,后者基本上以相同作用或相同方式形成。16.根据申请专利范围第3至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中-具对称轴(41x、42x)的两个轴对称线圈(41、42)被提供,及-该两个线圈(41、42)被放置,且它们的对称轴(41x、42x)在共同轴(X)或共线地操作。17.根据申请专利范围第16项的半导体记忆体装置,其中该两个线圈(41、42)以具一种中间区域(Z)空间地间隔放置的方式而沿它们的共同轴(X)被放置及/或形成,及-在该半导体记忆体装置(10)下方的该半导体模组(100)以至少一部份在该线圈(41、42)间的中间区域(Z)被排列及/或形成,特别是在该共用轴(X)的附近。18.根据申请专利范围第1至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中该每一个记忆体胞元(30)具或形成一种磁阻记忆体元件,特别是具至少一个硬磁层(31h)的TMR堆叠元件。19.根据申请专利范围第18项的半导体记忆体装置,其中该每一个记忆体胞元(30)具至少一个软磁层(31w)做为记忆体层及一种被置于该硬磁层(31h)及该软磁层(31w)之间的穿隧层(31t)。20.根据申请专利范围第19项的半导体记忆体装置,其中该硬磁层(31h)在每一个情况以预先订定的磁化(M)做为所欲磁化(M所欲)而形成,其特别是在每一个情况以垂直于一个TMR堆叠元件或复数个元件的行进方向(Y)被定方位。21.根据申请专利范围第20项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)基本上系以相同作用或相同方式形成。22.根据申请专利范围第18项的半导体记忆体装置,其中该硬磁层(31h)在每一个情况以预先订定的磁化(M)做为所欲磁化(M所欲)而形成,其特别是在每一个情况以垂直于一个TMR堆叠元件或复数个元件的行进方向(Y)被定方位。23.根据申请专利范围第22项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)基本上系以相同作用或相同方式形成。24.根据申请专利范围第19项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)基本上系以相同作用或相同方式形成。25.根据申请专利范围第1至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)基本上系以相同作用或相同方式形成。26.根据申请专利范围第18项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)基本上系以相同作用或相同方式形成。27.根据申请专利范围第1至10项中任一项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)以它们的磁化(M)被基本上相同地定方位及/或基本上位于一个平面的方式被排列或形成。28.根据申请专利范围第18项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)以它们的磁化(M)被基本上相同地定方位及/或基本上位于一个平面的方式被排列或形成。29.根据申请专利范围第19项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)以它们的磁化(M)被基本上相同地定方位及/或基本上位于一个平面的方式被排列或形成。30.根据申请专利范围第20项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)以它们的磁化(M)被基本上相同地定方位及/或基本上位于一个平面的方式被排列或形成。31.根据申请专利范围第22项的半导体记忆体装置,其中该复数个记忆体胞元(30)以它们的磁化(M)被基本上相同地定方位及/或基本上位于一个平面的方式被排列或形成。32.一种基于磁阻储存机构的半导体记忆体装置之操作方法,特别是在MRAM记忆体装置,其具下列步骤:a)该半导体记忆体装置(10)的记忆体区域(20)的每一个记忆体胞元(30)的记忆体内容之读取及外部储存,b)一磁场(H)至该半导体记忆体装置(M)之施用,及在该方法中,该磁场(H)至至少一些该记忆体胞元(30)之施用以采用一种可定义及/或可控制方式将磁化施于该记忆体胞元(30)的硬磁层,及c)该外部储存的记忆体内容至该记忆体区域(20)的该个别胞元(30)之写回。33.根据申请专利范围第32项的操作方法,其中该磁场(H)以强度、方位及/或时间期间为观点以经控制方式被设定,其方式为每一个要被作动的记忆体胞元(30)在强度及方位方面以已订定方式将磁化(M)施用于其上以使可靠的记忆体操作可被确保,及/或特别是该记忆体胞元(30)的硬磁层(31h)之个别磁化(M)可朝向所欲磁化(M所欲)被重新定方位及/或被增辐。34.根据申请专利范围第33项的操作方法,其中该操作方法的步骤a)、b)、c)系在特别是规则的时间间隔,特别是在一年或更少的时间间隔及/或接收特别是由使用者的清楚要求时被以重覆方式进行。35.根据申请专利范围第32项的操作方法,其中该操作方法的步骤a)、b)、c)系在特别是规则的时间间隔,特别是在一年或更少的时间间隔及/或接收特别是由使用者的清楚要求时被以重覆方式进行。图式简单说明:第1A-D图图式地显示一种记忆体胞元的四个不同中间状态,其系依据根据本发明的操作方法一个具体实施例而得到。第2A-C图显示根据本发明的半导体记忆体装置的三个不同具体实施例之区段侧面视图。第3图显示根据本发明的半导体记忆体装置的另一具体实施例之部份区段及透视侧视图。第4图显示根据本发明的半导体记忆体装置的另一具体实施例之部份区段视图。
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