專利名稱：磁隨機存取存儲器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁隨機存取存儲器(MRAM)，更具體地，涉及一種利用磁疇阻滯和巨磁阻(GMR)或隧道磁阻(TMR)的MRAM。
背景技術(shù)：
MRAM是非易失性存儲器件和新型的固體磁存儲器，它利用了基于納米磁物質(zhì)所獨具的自旋相關(guān)傳導(spin dependent conduction)的磁阻效應。MRAM利用GMR或TMR，GMR或TMR因自旋(電子自由度)對電子輸運施加極大的影響而發(fā)生。
GMR是兩種鐵磁物質(zhì)之間形成的自旋排列相同的情形和兩種鐵磁物質(zhì)之間形成的自旋排列相反的情形之間，在鐵磁物質(zhì)/非鐵磁金屬物質(zhì)/鐵磁物質(zhì)多層結(jié)構(gòu)中存在電阻差的現(xiàn)象。TMR是與兩種鐵磁物質(zhì)之間形成的自旋排列相反的情形相比，兩種鐵磁物質(zhì)之間形成的自旋排列相同的情形中鐵磁物質(zhì)/絕緣物質(zhì)/鐵磁物質(zhì)多層結(jié)構(gòu)中電流更容易穿過的現(xiàn)象。在利用GMR的MRAM情形中，因為相應于磁化方向的電阻值之間的差異小，所以電壓值之間的差不會增大。此外，利用GMR的MRAM在增加MOSFET的尺寸上存在缺點，該MOSFET與GMR膜結(jié)合以形成一單元。因此，已經(jīng)進行了更多的研究以使利用TMR膜的MRAM實用化。
在傳統(tǒng)MRAM中記錄數(shù)據(jù)時，X和Y方向上的矢量之和被用于選擇一陣列中的具體單元，該陣列具有單位MRAM單元的矩陣結(jié)構(gòu)。也即，根據(jù)現(xiàn)有的星形曲線方法，數(shù)據(jù)的記錄考慮了磁薄膜相對于外部磁場之和的磁化方向。在傳統(tǒng)MRAM中，電流施加在數(shù)據(jù)存儲單元(GMR或TMR)上方彼此交叉的電極線上，以因橫跨該電極線形成的反轉(zhuǎn)磁場而將磁化方向誘導至數(shù)據(jù)存儲單元的自由層內(nèi)，且該磁化方向用作一信息單元。
為了實現(xiàn)可實用的存儲器件，需要將工作能耗降至最小，這限制了用于數(shù)據(jù)存儲單元的材料的選擇。在傳統(tǒng)MRAM中，為了產(chǎn)生反轉(zhuǎn)磁場，即耗能，坡莫合金(NiFe)被最廣泛地用于磁阻器件的自由層。重要的是增加磁阻，以提高MRAM的運行速度，并高效地制造芯片結(jié)構(gòu)。為此，用于自由層的磁薄膜必須具有鐵磁特性和高的極化特性。為了獲得這些特性，可以使用NiCoFe合金、半金屬合金、磁性非晶合金等等，但是這些磁物質(zhì)具有大的反轉(zhuǎn)磁場，于是它們不能容易地應用到傳統(tǒng)MRAM中。也即，因為反轉(zhuǎn)磁場大，所以電極線的寬度和厚度需要大于現(xiàn)有方法，因此難以將以上磁物質(zhì)用于需要高集成密度的存儲器件。
同時，當利用X和Y方向上的矢量和將信息記錄到存儲器件的陣列中，或從存儲器件的陣列中復制出來時，需要兩個獨立的寫源極，這使芯片的結(jié)構(gòu)變得復雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種微型磁隨機存取存儲器(MRAM)器件和陣列，該器件和陣列不需要反轉(zhuǎn)磁場，將功耗降至最低，具有簡單的結(jié)構(gòu)，能增加運行速度，且具有相應于磁疇尺寸的大小，從而實現(xiàn)了微型存儲器器件。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的以上目的，提供一種磁隨機存取存儲器，包括一數(shù)據(jù)存儲單元，該單元包括一固定層、一非磁性層和一自由層；一數(shù)據(jù)輸入單元，該單元與該自由層的兩端電連接以將數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)；以及一數(shù)據(jù)輸出單元，該單元與自由層和固定層電連接以將存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)輸出。
優(yōu)選地，固定層和自由層由鐵磁物質(zhì)形成，且自由層包括至少一個磁疇壁。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)輸入單元包括一數(shù)據(jù)輸入線，電流經(jīng)過該線加載到自由層上，以確定磁化方向；以及一數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)，該開關(guān)形成在自由層的一端和數(shù)據(jù)輸入線之間。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)輸出單元包括形成在自由層上的一位線；以及連接至固定層底部的數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)和數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)中的每一個為一二極管、一MOS晶體管、或一雙極晶體管。
還提供一種磁隨機存取存儲器陣列，該陣列具有單元存儲器器件的一矩陣結(jié)構(gòu)，每個單元存儲器器件包括一數(shù)據(jù)存儲單元，該單元包括一固定層、一非磁性層、以及一自由層；一數(shù)據(jù)輸入單元，該單元與該自由層的兩端電連接以將數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)；以及一數(shù)據(jù)輸出單元，該單元與自由層和固定層電連接以將存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)輸入單元和數(shù)據(jù)輸出單元分別電連接到磁隨機存取存儲器陣列中的輸入選擇解碼器和輸出選擇解碼器上，以選擇具體的單元存儲器件。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)輸入單元包括一數(shù)據(jù)輸入線，電流經(jīng)過該線加載到自由層上，以確定磁化方向；以及一數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)，該開關(guān)形成在自由層的一端和數(shù)據(jù)輸入線之間，并由輸入選擇解碼器電驅(qū)動。數(shù)據(jù)輸出單元包括形成在自由層上的一位線；以及連接至固定層底部并由輸出選擇解碼器電驅(qū)動的數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)。
優(yōu)選地，磁隨機存取存儲器還包括一由基準存儲器單元形成的基準列，每個基準存儲器單元中，數(shù)據(jù)存儲單元的自由層的磁化方向是固定的。單元存儲器器件的位線和基準存儲器單元的位線連接至比較器。
還提供一種運行磁隨機存取存儲器陣列的方法，該磁隨機存取存儲器陣列包括一陣列、以及分別與數(shù)據(jù)輸入部件和數(shù)據(jù)輸出部件電連接的輸入選擇解碼器和輸出選擇解碼器，以選擇該陣列中具體的單元存儲器器件，該陣列具有單元存儲器器件的一矩陣結(jié)構(gòu)，每個單元存儲器器件包括一數(shù)據(jù)存儲單元，該單元包括一固定層、一非磁性層、以及一自由層；數(shù)據(jù)輸入單元，該單元與該自由層的兩端電連接，以將數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)；以及數(shù)據(jù)輸出單元，該單元與自由層和固定層電連接，以將存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)輸出。該方法包括步驟(a)利用輸入選擇解碼器選擇具體的單元存儲器器件，并通過利用數(shù)據(jù)輸入單元將電流加載到所選單元存儲器器件上，在數(shù)據(jù)存儲單元的自由層的磁疇中形成預定方向的自旋排列；以及(b)利用輸出選擇解碼器驅(qū)動連接到具體單元存儲器器件上的輸出選擇開關(guān)，并利用數(shù)據(jù)輸出單元將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)存儲單元中讀出。
數(shù)據(jù)輸入單元包括一數(shù)據(jù)輸入線，電流經(jīng)過該線加載到自由層上，以確定磁化方向；以及一數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)，該開關(guān)形成在自由層的一端和數(shù)據(jù)輸入線之間，并由輸入選擇解碼器電驅(qū)動。此處，步驟(a)包括步驟利用輸入選擇解碼器驅(qū)動數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)；并且通過數(shù)據(jù)輸入線在自由層的磁疇中形成預定方向的自旋排列。
數(shù)據(jù)輸出單元包括形成在自由層上的位線；以及連接至固定層底部并由輸出選擇解碼器電驅(qū)動的數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)。此處，步驟(b)包括步驟利用輸出選擇解碼器驅(qū)動數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)；以及測量數(shù)據(jù)存儲單元的固定層和自由層之間的電阻值，以讀出數(shù)據(jù)。
該陣列還包括一由基準存儲器單元形成的基準列，每個基準存儲器單元中，數(shù)據(jù)存儲單元的自由層的磁化方向是固定的，且單元存儲器器件的位線和基準存儲器單元的位線連接至比較器。此處，步驟(b)包括將單元存儲器器件的數(shù)據(jù)存儲單元的電阻值與相應于單元存儲器器件的基準存儲器單元的數(shù)據(jù)存儲單元的固定電阻值進行比較，以輸出存儲在單元存儲器器件中的數(shù)據(jù)。


通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，本發(fā)明的以上目的和優(yōu)點將變得更清晰，其中圖1A至1B是描述根據(jù)本發(fā)明一實施例的磁隨機存取存儲器(MRAM)器件的數(shù)據(jù)輸入原理的示意圖；圖2A至2B是用于說明根據(jù)本發(fā)明該實施例的MRAM器件的數(shù)據(jù)輸出原理的示意圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明該實施例的單位MRAM單元的等效電路圖；圖3B和3C是根據(jù)本發(fā)明該實施例的MRAM器件的橫截面視圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的MRAM陣列的等效電路圖。
具體實施例方式
在根據(jù)本發(fā)明一實施例的磁隨機存取存儲器(MRAM)中所用的數(shù)據(jù)存儲單元中記錄數(shù)據(jù)并從其中復制數(shù)據(jù)的原理將參照圖1A至2B進行說明。該MRAM器件包括作為數(shù)據(jù)存儲單元的巨磁阻(GMR)器件或隧道磁阻(TMR)器件；兩個開關(guān)，用于在整個陣列上選擇一單位單元以在數(shù)據(jù)存儲單元中記錄數(shù)據(jù)或自其中復制數(shù)據(jù)；以及一條電連接線，該線是數(shù)據(jù)信號輸入或輸出的路徑。
作為根據(jù)本發(fā)明該實施例的MRAM的數(shù)據(jù)存儲單元的GMR或TMR器件由多個層構(gòu)成一固定層、一非磁性層、以及一自由層。數(shù)據(jù)輸入/輸出值隨自由層的轉(zhuǎn)換方向改變。
非磁性層15在固定層13上形成，該該固定層中，磁化方向固定在一特定方向。自由層12形成在非磁性層15上。非磁性層15是非磁性金屬層或氧化物層，且形成在固定層13和自由層12之間，以將它們磁性隔開。自由層12具有一磁疇壁。該磁疇壁是自然形成的，或者其寬度可以通過形成自由層12的鐵磁物質(zhì)的類型或沉積條件來調(diào)節(jié)。固定層13由鐵磁層和抗鐵磁層構(gòu)成。
數(shù)據(jù)記錄的原理將首先得以說明。通常，有多種方法來改變磁疇的磁化方向。首先，信息存儲單元的自由層的磁化方向可以利用磁阻器件相對于自由層的反轉(zhuǎn)磁場來確定。其次，磁化方向可以利用電子自旋和磁化相互作用來確定。第三，磁化方向可以利用施加在磁疇上的電流方向來確定。根據(jù)本發(fā)明的MRAM采用第三種方法。
如果在自由層12的兩端施加直流或交流電流，則電流以脈沖10的形式流動。此處，自由層12的磁疇相應于固定層13的磁化方向根據(jù)電流的方向改變。磁化方向11代表數(shù)據(jù)值0或1。如果電流在圖1A的相反方向上施加，則磁化方向11與圖1A的相反，如圖1B所示。此處，磁化方向11代表不同于圖1A中所代表的數(shù)據(jù)值。也即，當磁化方向11在圖1A中代表“0”，則在圖1B中代表“1”。
數(shù)據(jù)輸出原理將參照圖2A和2B說明。根據(jù)本發(fā)明的MRAM的數(shù)據(jù)輸出原理與傳統(tǒng)MRAM的相同。
電流分別施加到數(shù)據(jù)存儲單元的固定層的底部和自由層22的頂部，固定層23和自由層22之間的電阻值得以測量。固定層23和自由層22各自的磁化方向24和21在圖2A中相同，而它們在圖2B中相反。因此，與通常的磁阻器件相同，圖2B中的電阻大于圖2A中的，且這種電阻差使存儲的數(shù)據(jù)值得以識別。
根據(jù)本發(fā)明的MRAM器件將參照圖3A至3C進行說明。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的MRAM器件的等效電路圖。圖3B和3C是分別沿線A-A′和B-B′截取的圖3A中的MRAM器件的剖視圖。
根據(jù)本發(fā)明的MRAM器件包括一數(shù)據(jù)存儲單元31，信息記錄在其中或自其中復制；兩個開關(guān)32和36，用于在整個存儲器陣列中選擇預定的數(shù)據(jù)存儲單元31；以及一條電連接線，數(shù)據(jù)信號通過該線輸入到數(shù)據(jù)存儲單元31中，或自其中輸出。需要數(shù)據(jù)輸入單元和數(shù)據(jù)輸出單元來將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲單元31中，或從其中讀出數(shù)據(jù)。因此，為了在整個陣列中選擇一單位單元以輸入和輸出，需要輸入選擇開關(guān)36和輸出選擇開關(guān)32。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的MRAM器件的數(shù)據(jù)存儲單元3是磁阻器件，并做成GMR或TMR器件。它具有固定層/非磁性層/自由層的多層結(jié)構(gòu)。該自由層包括多個磁疇。MRAM器件的開關(guān)可以做成諸如二極管、MOS晶體管或雙極晶體管的器件，該器件可執(zhí)行開關(guān)功能。
在本發(fā)明的實施例中，使用兩個開關(guān)。一個串聯(lián)連接在自由層上。另一個垂直連接在數(shù)據(jù)存儲器單元的自由層和固定層上，形成電接結(jié)構(gòu)。
具有根據(jù)本發(fā)明的MRAM結(jié)構(gòu)的單位單元的運行將參照圖3A說明。MRAM器件的運行分為在具有多個單位單元30的矩陣結(jié)構(gòu)的陣列中選擇相應的單元；以及將數(shù)據(jù)記錄在選定單元內(nèi)，或從其中復制數(shù)據(jù)。
在輸入數(shù)據(jù)時，MRAM陣列中的單個單位單元30被輸入選擇線37和數(shù)據(jù)輸入線38選定。然后，自數(shù)據(jù)輸入線38提供的數(shù)據(jù)信息通過輸入選擇開關(guān)36而記錄在數(shù)據(jù)存儲單元31中。如上所述，在數(shù)據(jù)存儲單元31的自由層中，磁化方向根據(jù)在數(shù)據(jù)輸入線38中流動的電流的方向確定。根據(jù)磁化方向，“0”或“1”的數(shù)據(jù)值被確定并記錄。此處，附圖標記39表示數(shù)據(jù)輸入路徑。
接著，在輸出數(shù)據(jù)時，通過利用檢測放大器(S/A)等讀取相應于數(shù)據(jù)存儲單元31的各固定層和自由層的磁化方向的電阻差，數(shù)據(jù)自MRAM單位單元讀出，該單位單元由輸出選擇線33(即，字線)和位線34選定。
圖4是具有多個上述MRAM單位單元的矩陣結(jié)構(gòu)的陣列的等效電路圖。連接多個單位單元以形成多個列41，并采用基準列42。選擇具體存儲器列中的MRAM單位單元，利用比較器44將選定的MRAM單位單元的信號與位于同一行上的基準列42中的基準單元的信號進行比較，以讀出存儲在選定MRAM單位單元的數(shù)據(jù)存儲單元中的“0”或“1”數(shù)據(jù)值。在每個基準單元43的自由層中，初始自旋方向固定，且用作普通MRAM單位單元中存儲的數(shù)據(jù)值的基準。
參照圖4，將首先說明數(shù)據(jù)輸入過程，即數(shù)據(jù)寫入過程。在整個MRAM陣列中選出單位單元A的情形下，輸入選擇解碼器將電源供給至與單位單元A相連的輸入選擇線45，以導通數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)46。輸入源極/地將電流通過數(shù)據(jù)輸入線47施加給單位單元A，以確定數(shù)據(jù)存儲單元48的自由層的磁疇內(nèi)的磁化方向。數(shù)據(jù)輸入線47電連接至每個單位單元的自由層的兩側(cè)。數(shù)據(jù)根據(jù)自由層中的自旋排列(即，磁化方向)存儲在數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)。這為數(shù)據(jù)寫入過程。
接著將說明數(shù)據(jù)輸出過程，即數(shù)據(jù)讀出過程。輸出選擇解碼器將電源提供給連接至單位單元A的輸出選擇線49，即字線。也即，所需的單位單元A通過輸出選擇線49選取，且單位單元A的數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)50導通。接著，電源加載到位線51上，且數(shù)據(jù)存儲單元48的自由層和固定層之間的電阻差得以讀出。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選MRAM陣列設(shè)置有基準單元，該基準單元具有與MRAM單位單元相同的結(jié)構(gòu)，且在其自由層中具有固定的磁化方向，即固定的自旋排列。也即，在選擇所需的MRAM單位單元時，基準列42中，形成在與所需MRAM單位單元相同的行上的基準單元同時得以選擇，且讀出其電阻值。此處，所需MRAM單位單元的電阻值通過比較器44與所選基準單元的電阻值進行比較。比較器44連接至普通MRAM單位單元的位線，且連接至基準列42中的基準單元的位線。
如圖4所示，在自MRAM單位單元A中讀取數(shù)據(jù)值時，與該MRAM單位單元A共享一輸出地的基準單元B在基準列42中得以選擇，且基準單元B和MRAM單位單元A的電阻值通過比較器44比較?；鶞蕟卧狟的自由層的磁化方向固定。通過比較電阻值，存儲在MRAM單位單元A中的數(shù)據(jù)值被確定為“0”或“1”。
本發(fā)明消除了利用反轉(zhuǎn)磁場的傳統(tǒng)技術(shù)中的問題，并提供了一種MRAM，該MRAM可以利用具有高極化特性和低驅(qū)動功耗的磁性薄膜。另外，本發(fā)明提供了一種MRAM單位單元，它具有與磁疇大小一致的尺寸，從而數(shù)據(jù)可以存儲在結(jié)構(gòu)非常簡單的數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)，或從其中讀出。因此，本發(fā)明可以實現(xiàn)具有高集成密度的MRAM。
權(quán)利要求
1.一種磁隨機存取存儲器，包括數(shù)據(jù)存儲單元，該單元包括固定層、非磁性層和自由層；數(shù)據(jù)輸入部件，該部件與該自由層的兩端電連接，用于將電流施加到該自由層上，以將數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)；以及數(shù)據(jù)輸出部件，該部件與自由層和固定層電連接，以將存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的磁隨機存取存儲器，其中，固定層和自由層由鐵磁物質(zhì)形成，且自由層包括至少一個磁疇壁。
3.如權(quán)利要求2所述的磁隨機存取存儲器，其中，數(shù)據(jù)輸入部件包括數(shù)據(jù)輸入線，電流經(jīng)過該線加載到自由層上，以確定磁化方向；以及數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)，該開關(guān)形成在自由層的一端和數(shù)據(jù)輸入線之間。
4.如權(quán)利要求2所述的磁隨機存取存儲器，其中，數(shù)據(jù)輸出部件包括形成在自由層上的位線；以及連接至固定層底部的數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的磁隨機存取存儲器，其中，數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)和數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)中的每一個均為選自包括二極管、MOS晶體管和雙極晶體管的組中的一種。
6.一種磁隨機存取存儲器陣列，該陣列具有單元存儲器器件的一矩陣結(jié)構(gòu)，每個單元存儲器器件包括數(shù)據(jù)存儲單元，該單元包括固定層、非磁性層、以及自由層；數(shù)據(jù)輸入部件，該部件與該自由層的兩端電連接，以將數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)；以及數(shù)據(jù)輸出部件，該部件與自由層和固定層電連接，以將存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)輸出，其中，數(shù)據(jù)輸入部件和數(shù)據(jù)輸出部件分別電連接到磁隨機存取存儲器陣列中的輸入選擇解碼器和輸出選擇解碼器上，以選擇具體的單元存儲器器件。
7.如權(quán)利要求6所述的磁隨機存取存儲器陣列，其中，數(shù)據(jù)輸入部件包括數(shù)據(jù)輸入線，電流經(jīng)過該線加載到自由層上，以確定磁化方向；以及數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)，該開關(guān)形成在自由層的一端和數(shù)據(jù)輸入線之間，并由輸入選擇解碼器電驅(qū)動；以及數(shù)據(jù)輸出部件包括形成在自由層上的位線；以及連接至固定層底部并由輸出選擇解碼器電驅(qū)動的數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的磁隨機存取存儲器陣列，還包括由基準存儲器單元形成的基準列，每個基準存儲器單元中，數(shù)據(jù)存儲單元的自由層的磁化方向是固定的，其中，單元存儲器器件的位線和基準存儲器單元的位線連接至比較器。
9.一種運行磁隨機存取存儲器陣列的方法，該磁隨機存取存儲器陣列包括陣列、以及分別與數(shù)據(jù)輸入部件和數(shù)據(jù)輸出部件電連接的輸入選擇解碼器和輸出選擇解碼器，以選擇該陣列中具體的單元存儲器器件，該陣列具有單元存儲器器件的矩陣結(jié)構(gòu)，每個單元存儲器器件包括數(shù)據(jù)存儲單元，該單元包括固定層、非磁性層、以及自由層；數(shù)據(jù)輸入部件，該部件與該自由層的兩端電連接以將數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)；以及數(shù)據(jù)輸出部件，該部件與自由層和固定層電連接以將存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)輸出，該方法包括步驟(a)利用輸入選擇解碼器選擇具體的單元存儲器器件，并通過利用數(shù)據(jù)輸入部件將電流加載到所選單元存儲器器件上，在數(shù)據(jù)存儲單元的自由層的磁疇中形成預定方向的自旋排列，從而存儲數(shù)據(jù)；以及(b)利用輸出選擇解碼器驅(qū)動連接到具體單元存儲器器件上的輸出選擇開關(guān)，并利用數(shù)據(jù)輸出部件將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)存儲單元中讀出。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，數(shù)據(jù)輸入部件包括數(shù)據(jù)輸入線，電流經(jīng)過該線加載到自由層上，以確定磁化方向；以及數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)，該開關(guān)形成在自由層的一端和數(shù)據(jù)輸入線之間，并由輸入選擇解碼器電驅(qū)動，以及步驟(a)包括步驟利用輸入選擇解碼器驅(qū)動數(shù)據(jù)輸入選擇開關(guān)；以及通過數(shù)據(jù)輸入線在自由層的磁疇中形成預定方向的自旋排列。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，數(shù)據(jù)輸出部件包括形成在自由層上的位線；以及連接至固定層底部并由輸出選擇解碼器電驅(qū)動的數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)，以及步驟(b)包括步驟利用輸出選擇解碼器驅(qū)動數(shù)據(jù)輸出選擇開關(guān)；以及測量數(shù)據(jù)存儲單元的固定層和自由層之間的電阻值，以讀出數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該陣列還包括由基準存儲器單元形成的基準列，每個基準存儲器單元中，數(shù)據(jù)存儲單元的自由層的磁化方向是固定的，單元存儲器器件的位線和基準存儲器單元的位線連接至比較器；以及步驟(b)包括將單元存儲器器件的數(shù)據(jù)存儲單元的電阻值與相應于單元存儲器器件的基準存儲器單元的數(shù)據(jù)存儲單元的固定電阻值進行比較，以輸出存儲在單元存儲器器件中的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁隨機存取存儲器及其制造方法。該利用磁疇阻滯的磁隨機存取存儲器包括數(shù)據(jù)存儲單元，該單元包括固定層、非磁性層和自由層；數(shù)據(jù)輸入單元，該單元與該自由層的兩端電連接，用于將電流施加到該自由層上，以將數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)；以及數(shù)據(jù)輸出單元，該單元與自由層和固定層電連接，以將存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)輸出。因此，該磁隨機存取存儲器具有比使用反轉(zhuǎn)磁場來記錄數(shù)據(jù)的存儲器更優(yōu)秀的性能。
文檔編號G11C11/02GK1426065SQ0212868
公開日2003年6月25日 申請日期2002年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月19日
發(fā)明者樸玩濬, 金泰完, 宋利憲, 樸祥珍, 理查德·J·甘比諾 申請人:三星電子株式會社