專利名稱：包括有二字線晶體管的磁性存儲元件及其方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般關(guān)于用作為電腦主儲存的存儲元件，并特別有關(guān)于使用磁性存儲元素作為單獨存儲單元的存儲陣列。
背景技術(shù)：
用作為電腦主存儲器的存儲單元的理想特征為高速、低耗電、非揮發(fā)性、以及低成本。低成本是以一簡單工藝與一小表面積而實現(xiàn)。動態(tài)隨機存取存儲單元(Dynamic random access memory)非?？焖俨⑾纳倭磕茉?，但每秒必須更新許多次，且需要復雜的結(jié)構(gòu)以在每一存儲單元中加入一電容?？扉W型電可擦除/編程只讀存儲器(EEPROM)存儲單元是非揮發(fā)性、具有低感測能量、且可建構(gòu)為一個單一元件，但需要數(shù)微秒以寫入以及數(shù)毫秒以清除，使其由于速度太慢而無法應用于許多領域，特別是作為電腦主存儲器。傳統(tǒng)的半導體存儲單元如動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、只讀存儲器(ROM)、以及電可擦除/編程只讀存儲器(EEPROM)等，在其存儲單元的水平平面形成有電流，因此其所占用的總面積為基本存儲單元區(qū)域加上作為電接觸區(qū)域的面積總和，因此無法達到理論最小存儲單元區(qū)域。
與動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)不同的是，利用一鐵磁性區(qū)域的磁化方向以儲存信息的磁性存儲單元，可以長時間保存所儲存數(shù)據(jù)，因此為非揮發(fā)性。多種利用磁性狀態(tài)以改變其鐵磁性區(qū)域附近的材料的電阻值的存儲單元，被總稱為磁阻性(magnetoresistive，MR)存儲單元。由多個磁性存儲單元所組成的陣列通常稱為磁性隨機存取存儲器(RAM)或是MRAM。
為了商業(yè)的實用性，MRAM必須有下列性質(zhì)與目前存儲器技術(shù)相當?shù)拇鎯γ芏?、可因應未來世代的微縮化、在低電壓下操作、低耗能、以及具競爭性的讀/寫速度。
對于一MRAM裝置而言，非揮發(fā)存儲狀態(tài)的穩(wěn)定性、讀/寫循環(huán)的可重復性、以及在存儲元素與元素間切換場(switching field)的均一性，是其設計特征中最重要的三個面向。在MRAM中的存儲狀態(tài)并非以電力維持，而是以磁矩(magnetic moment)向量的方向來維持。其是通過施加磁場并致使在一MRAM元件中的一磁性材料被磁化為兩種可能的存儲狀態(tài)之一，而得以儲存數(shù)據(jù)。其是通過感測此MRAM元件在此兩種存儲狀態(tài)的電阻值差異，而得以讀取數(shù)據(jù)。借由將一電流通過此磁性結(jié)構(gòu)外部的帶線(strip line)、或通過這些磁性結(jié)構(gòu)本身，而產(chǎn)生用以寫入數(shù)據(jù)的磁場。
隨著MRAM元件的橫向尺寸逐漸縮小，產(chǎn)生了三個問題。第一，此切換場隨著一給定形狀以及薄膜厚度而增加，因而需要較大的磁場以對其進行切換。第二，總切換體積降低，使得逆操作的能量勢壘(energy barrier)降低。此能量勢壘是指將磁矩向量從一存儲狀態(tài)切換至另一狀態(tài)所需要的總能量。此能量勢壘將決定在MRAM元件中資料的保存情況以及錯誤率，并且若此能量勢壘太小，可能因為熱波動(thrmofluctuation，或超順磁性，superparamagnetism)而發(fā)生非預期的逆操作。當能量勢壘太小時可能發(fā)生的一個主要問題在于，想要在一陣列中選擇性地切換一MRAM元件將變成極度困難。選擇性(selectivity)可允許切換一元件而不至于不慎切換其他MRAM元件。最后，由于切換場是由形狀所產(chǎn)生，因此隨著MRAM元件尺寸的縮小，切換場也變得對于形狀變化更為敏感。由于微影排列在小尺寸日益困難，MRAM元件想要維持精準的切換分布也將有其困難。
與常規(guī)MRAM元件有關(guān)的上述問題會造成其他問題。例如，為了改變此磁感測元件的狀態(tài)以對常規(guī)MRAM元件進行編程，而需要更高的電流。此等高電流產(chǎn)生了多個問題，包括高耗能使得MRAM不適用于許多移動裝置的應用。此外，由此電流所產(chǎn)生的磁場通常難以控制，使得串擾(cross talk)問題在橫向尺寸日益縮小的MRAM中特別容易發(fā)生。
常規(guī)MRAM元件的另一問題是，為了在編程此MRAM元件中的磁性感測元件時所需要產(chǎn)生的電流以及相關(guān)磁場，典型地需要兩條電流線路。必要包含兩條電流線路則限制了MRAM元件縮小的可能性、以及尺寸縮小時的最大可能密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種MRAM單元，其包括有磁性金屬層、以及鄰近于此磁性金屬層的磁感測元件。此磁性金屬層的一端耦接至字線晶體管，而磁性金屬層的另一端則耦接至第一位線。此磁感測元件可經(jīng)由二極管與第二字線晶體管而耦接至第二位線。
以下詳細說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與方法。本發(fā)明內(nèi)容說明部分目的并非在于定義本發(fā)明。本發(fā)明由權(quán)利要求所限定。舉凡本發(fā)明的實施例、特征、觀點及優(yōu)點等將可透過下列說明權(quán)利要求及所附圖式獲得充分了解。


圖1A是繪示本發(fā)明一實施例的一個例示MRAM單元結(jié)構(gòu)；圖1B是繪示與圖1A中的MRAM單元等效的示意圖；圖2是繪示一常規(guī)MRAM元件中的電流線路與磁感測元件；圖3是繪示另一常規(guī)MRAM元件中的電流線路與磁感測元件；圖4是繪示又一常規(guī)MRAM元件中的電流線路與磁感測元件；圖5是繪示一包括有如同圖1A中的MRAM單元的MRAM元件；圖6是繪示包括于圖5的MRAM元件的MRAM單元的一個例示寫入電流；圖7是繪示由圖6中的電流所產(chǎn)生的磁場；圖8是繪示由圖6中的電流逆流時所產(chǎn)生的磁場；圖9是繪示用以讀取圖1A中的MRAM單元的一個例示方法；圖10是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例而用以編程圖1A的MRAM單元的例示方法；圖11是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例而將圖1A中的MRA單元編程至另一狀態(tài)的例示方法；圖12是繪示一常規(guī)MRAM單元的讀取與寫入方式；圖13是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的一個例示MRAM單元結(jié)構(gòu)，其包括一單字線晶體管以及一二極管；圖14是繪示圖13中的MRAM單元的等效示意圖；圖15是繪示圖13的MRAM單元的部分立體圖；圖16是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例而用以讀取圖13的MRAM單元的例示方法；
圖17是繪示根據(jù)本發(fā)明另一實施例而用以讀取圖13的MRAM單元的例示方法；圖18是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例而用以編程圖13的MRAM單元的一個例示方法；圖19是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例而用以將圖13的MRAM單元編程至一第二狀態(tài)的一個例示方法；圖20是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的一例示MRAM單元結(jié)構(gòu)，其包括一雙字線晶體管以及一二極管；圖21是繪示圖20中的MRAM單元的等效示意圖；圖22是繪示根據(jù)本發(fā)明一個實施例而用以讀取圖20的MRAM單元的一個例示方法；圖23是繪示根據(jù)本發(fā)明一個實施例而用以讀取圖20中的MRAM單元的一個例示方法；以及圖24是根據(jù)本發(fā)明一個實施例而用以將圖20中的MRAM單元編程至一第二狀態(tài)的一個例示方法。
具體實施例方式
圖1A是說明本發(fā)明系統(tǒng)與方法的一個實施例中，一MRAM元件其包括有一個MRAM單元100的例示圖。很明顯地，其并非將MRAM單元100或包括有MRAM單元100的MRAM裝置中的所有層、結(jié)構(gòu)、及/或電路繪示于圖1A中。為了方便性，其僅繪示有關(guān)于MRAM單元100的部分特定元素、層、及/或觀點。用以制造包括一MRAM單元100的MRAM元件的方法，詳述于一件共同審查中的專利申請案其申請案號為(未定)。此申請案(代理人案號為87092291-672045)詳細描述了包括有一MRAM元件的各層結(jié)構(gòu)以及用以制造此結(jié)構(gòu)與其他電路的方法，此MRAM元件包括MRAM單元100。雖然與MRAM單元100有關(guān)的所有層、元素、以及電路并非繪示于圖1A中，但其不應被視為對MRAM單元100形成特別限制、或排除其他可能的層、元素、及/或電路。此外，雖然在圖1A中所示的各層以二維方式繪示，但應注意的是各層實際上均為三維結(jié)構(gòu)。
如圖所示，MRAM單元100包括一磁性金屬層102以及一鄰近于磁性金屬層102的磁感測元件104。在特定實施例中，磁感測元件104以一鄰近導體層106而與磁性金屬層102分隔。磁性金屬層102可包括一相關(guān)聯(lián)的長度、高度、以及寬度，此三者的范圍可介于10nm至10μm之間。同樣地，磁感測元件104可包括一相關(guān)聯(lián)的長度、高度、以及寬度，此三者的范圍依據(jù)不同實施例而可介于5nm至10μm之間。
磁性金屬層102可包括一磁導率(permeability，μ)，其介于10至108之間。磁性金屬層102為一導體且其電阻率(ρ)介于約4μΩ-cm至約108μΩ-cm之間。磁性金屬層102亦可包括有一飽和磁化值(saturation magnetization，Ms)，其介于10高斯(Guass)至約2.5特斯拉(Tesla)之間。用以建構(gòu)磁性金屬層102的材料可包括至少一帶有結(jié)晶相的元素。例如，磁性金屬層可包括鎳(Ni)、鐵(Fe)、鈷(Co)、硼(B)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、硅(Si)、碳(C)、氧(O)、及/或任何其他可以提供上述的電阻率與飽和磁化值的材料。
鄰近導體106的組態(tài)可設定為用以連接磁感測元件104以及磁性金屬層102。鄰近導體106的電阻率(ρ)可界于1至1010μΩ-cm之間。鄰近導體106可為金屬、一導電化合物、半導體材料、或任何其他材料，其包括一落于上述范圍的電阻率。這些材料可包括，例如銅(Cu)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、硅(Si)、鎢(W)、銀(Ag)、釕(Ru)、銥(Ru)、鉑(Pt)等。
磁感測元件104可包括一單一或多層的鐵/反鐵磁性元件。此磁性元件可包括如一磁穿隧接面(Magnetic Tunnel Junction，MTJ)裝置、一巨磁阻(Giant Magnetoresistance，GMR)裝置、一超巨磁阻(Colossal Magnetoresistance，CMR)裝置、非等向性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance，AMR)裝置、磁光(Magneto-optical，MO)元件、或一磁盤。例如，磁感測元件104可包括一磁穿隧接面元件，其包括有一鐵磁層、一絕緣體、另一鐵磁層、以及一反鐵磁層。替代地，磁感測元件104可包括一磁穿隧元件，其包括有一鐵磁層、一絕緣層、以及另一鐵磁層，或一磁穿遂元件，其包括有一反鐵磁層、一鐵磁層、一絕緣體、以及另一鐵磁層。
在另一實施例中，磁感測元件104可包括一GMR元件，其包括有一鐵磁層、一薄導電層、另一鐵磁層、以及一反鐵磁層。可與本發(fā)明的系統(tǒng)與方法共同使用的替代性巨磁阻裝置，可包括一鐵磁層、一薄導電層、以及另一鐵磁層，或一反鐵磁層、一鐵磁層、一薄導電層、以及另一鐵磁層。
替代性地，一超巨磁阻裝置其包括一以錳為基礎并帶有至少二元素的化合物，例如鑭鍶錳氧化物(LaSrMnO)、鐠鈣錳氧化物(PrCaMnO)、鑭鈣錳氧化物(LaCaMnO)等，可被用作為磁感測元件104。在另一實施例中，一非等向性磁阻元件、磁光元件、或一磁盤其包括有第三過渡鐵磁元素、或與其他元素的合金等，可被用作為磁感測元件104。
上述各不同實施例中所提及的此等鐵磁層，可包括3d過渡鐵磁元素或與其他元素的合金，例如銅鐵、鎳鐵、鈷鐵硼、鐵、鈷等。上述所提及的此反鐵磁層可包括過渡反鐵磁元素或與其他元素的合金，例如鐵錳、銥錳、鎳氧、鉑錳、鎳錳、氧化鈷等。其他上述所提及的反鐵磁層可包括鐵磁反層其包括或不包括反鐵磁材料，例如鈷鐵/釕/鈷鐵、鈷鐵/釕/鈷鐵/銥錳等。上述所提及的絕緣層可包括如氧化鋁、氧化鎂等材料，且上述提及的此等薄導電層可包括如銅、銀、鉻、釕、銥等材料。
我們可了解的是，上述所提及的此元件、各層、以及材料系僅作為舉例之用，且不應被視作為限制本文所述的系統(tǒng)與方法于任何特定元件結(jié)構(gòu)及/或材料中。此外，此高磁導率導電元素或?qū)Ь€，可包括一非環(huán)形的截面。此可允許磁場從此高磁導率元件的一側(cè)通過至另一側(cè)。舉例而言，此截面區(qū)域可為多角形。
此磁阻性存儲單元可位于此高磁導率導線的相鄰二角落或左右邊緣間。
如下所詳述，磁性金屬層102可被用于傳導該些用以創(chuàng)造磁場的電流，所被創(chuàng)造的磁場則可被用以編程磁感測元件至二個狀態(tài)之一。此外，磁性金屬層102可被用以傳導該些驅(qū)動此待決定的磁感測元件104的電流。通過以此種方式使用磁性層102以傳導讀取與寫入電流，在執(zhí)行讀取與寫入操作時所使用的電流與常規(guī)裝置相較之下，是較低的。此外，此磁性層102中的低電流可減低甚至消除任何串擾問題。而且，金屬位線的數(shù)目與常規(guī)的MRAM裝置相較之下可被降低，因而允許尺寸更進一步縮小，并增加密度。
圖2是繪示用于一例示MRAM單元200中的電流線202與204、以及磁感測元件206。如前所解釋，磁感測元件206包括磁性材料，此磁性材料可通過在磁感測元件206中的一鐵磁區(qū)域的磁化方向而設定以儲存信息。通過流經(jīng)電流線202與204的電流所產(chǎn)生的磁場By與Bx，可影響此磁化方向。
電流線202與204典型地由如銅等非磁性材料所構(gòu)成。由流經(jīng)電流線202與204的電流Ix與Iy所產(chǎn)生的磁場By與Bx，是依據(jù)安培定則(Ampere’s law)所產(chǎn)生。若此二磁場的總和(Bx+By)大于磁感測元件206的高壓場(coercive field)，則磁感測元件206可被編程至兩種編程狀態(tài)中的一個。
舉例而言，當電流Ix與Iy以圖中所示的方向流動時，亦即從圖示的右側(cè)流至左側(cè)并流入頁面，且電流的幅度足以使得Bx+By大于磁感測元件206的高壓場時，則磁感測元件的磁矩向量可被切換至此兩種編程組態(tài)之一。電流Ix與Iy的反向流向，則會將另一用以編程方向的磁感測元件206的磁矩向量，切換至此兩種編程狀態(tài)中的另一個。
不幸地，部分由于電流線202與204是由非磁性材料所構(gòu)成，其需要從數(shù)毫安至數(shù)十毫安(mA)的大電流才能產(chǎn)生足夠的磁場Bx與By，以克服磁感測元件206的能量勢壘。此外，亦無法良好地控制磁場By與Bx的分布，而避免各存儲單元之間的串擾。
在圖3的實施例中，其繪示了另一例示MRAM單元的電流線302與310、以及磁感測元件306，其中電流線302與310是由磁性材料304與308所圍繞。對于電流線302而言，其以圖3的右側(cè)視圖所繪示。MRAM單元300的操作方式與MRAM單元200相同；然而，由于在電流線302與310間、以及圍繞著電流線302與310的磁性材料304與308之間的電阻率(ρ)有所差異，電流Ix與Iy的大部分流經(jīng)電流線302與310的非磁性材料部分。此外，由于磁性材料304與308的局限操作，亦被稱為磁性鉗(magnetic clamp)，分別由電流Ix與Iy所產(chǎn)生的磁場Bx與By被局限，因此磁場分布可受到較佳的控制。非常重要的是，磁性鉗304與308作用為圍繞電流線302與310的U型磁鐵。因此，磁場Bx與By的大部分聚集于磁性鉗304與308之間。
對于圖3中的存儲單元而言，用以編程磁感測元件306以及MRAM單元300的電流Ix與Iy，低于在MRAM單元200中所需要的；然而，其仍是需要數(shù)毫安。串擾的問題有改善，然而圖3的元件比圖2的元件更難以制造。
圖4是繪示另一例示MRAM單元400的電流線402與410、以及磁感測元件406。如同MRAM單元300一般，電流線402與410被磁性材料404與408所限制。然而在此磁感測元件406系使用合成反鐵磁耦合(Synthetic Antiferromagnetic Coupling，SAC)。為了使用SAF耦合，磁感測元件406由多層所構(gòu)成。這些層包括一第一鐵磁層、一大約如0.7nm厚度的極薄導電層、以及一第二鐵磁層。此外，電流Ix與Iy以不同時序產(chǎn)生脈沖。此差異脈沖將使此第一與第二鐵磁層的磁化作用于不同時間切換。若第一與第二鐵磁層的磁化作用均被切換，則磁感測元件406被編程至兩編程狀態(tài)之一。若此磁化作用未被切換，則磁感測元件406則仍被編程保留于其目前狀態(tài)。
使用SAF技術(shù)可有效地消除串擾；然而，一般需要非常大量的電流以編程磁感測元件406。舉例而言，其需要數(shù)十毫安以改變此感測元件406的狀態(tài)。此外，此磁感測元件406所需要的極薄導電層，非常難以制造及控制。若此極薄導電層的厚度變動太大，則無法正確操作此存儲單元。
此外，在圖2-4中所繪示的每一存儲單元需要二條電流線以編程其所包括的磁感測元件。相反地，在存儲單元100中，僅需要磁性材料層102以編程磁感測元件104。因此，可通過使用圖1所示的結(jié)構(gòu)而省略一電流線。
圖5是繪示一MRAM元件500的側(cè)視圖，其包括兩個例示的MRAM單元100。圖5繪示了多個與MRAM單元100相關(guān)的重要尺寸，包括磁性金屬層102的寬度(Wμ)、磁感測元件104的寬度(Wm)、在磁感測元件104與磁性金屬層102之間的距離(d)、以及各磁性金屬層102之間的空間(S)。這些不同尺度的范圍如前所述。
如圖6所繪示，一寫入電流602可沿著磁性金屬層102的兩個方向之一流動。如圖7所繪示，電流602會在磁性金屬層102中產(chǎn)生一磁場704，亦會致使一磁場702流經(jīng)此磁感測元件104。在圖7中，顯示此電流流入頁面中而產(chǎn)生順時鐘方向的磁場702與704。
在磁性金屬層102中所產(chǎn)生的此磁場704的強度，根據(jù)安培定則，正比于磁性金屬層102的磁導率值。磁導率(μ)越高，則所產(chǎn)生的磁場越大。磁場704將會從磁性金屬層102的邊界漏散，在磁感測元件104中生成一外部磁場702，如圖所示。若此漏磁場702大于磁感測元件104的高壓場，則可能發(fā)生編程。
在圖8中，電流602被逆轉(zhuǎn)，而使其流出頁面，進而在磁性金屬層102內(nèi)部產(chǎn)生一逆時鐘方向磁場704、以及在磁感測元件104內(nèi)部產(chǎn)生一漏磁場702。相同地，若漏磁場702大于磁感測元件104之高壓場，則可能發(fā)生編程，且此次與圖7中的磁場702所產(chǎn)生的狀態(tài)相反。
以此種方式利用磁性金屬層102編程磁感測元件104，可大幅減低甚至消除各存儲單元100之間的串擾。而且，用以產(chǎn)生足以克服磁感測元件104的高壓場的磁場所需要的電流，將大幅降低。例如，用以產(chǎn)生一2,800高斯的磁場702，僅需要440μA的電流；然而一目標單元100外部的磁場則倍數(shù)衰減而降至近于零。因此，以上述方式使用磁性金屬層102，可產(chǎn)生一低電流、且無串擾的MRAM單元100。
此外，相對于常規(guī)MRAM設計中需要二條電流線以編程磁感測元件104，本發(fā)明僅需使用單一電流線。
不僅單元100包括較少電流線以及常規(guī)的MRAM單元，MRAM單元100亦不需要常規(guī)元件中分隔的寫入與讀取電流路徑。一常規(guī)單元1200的讀取操作方式繪示于圖12中。為了讀取磁感測元件1210的狀態(tài)，需要一字線晶體管1206以及感測放大器1212。當字線晶體管1206被開啟時，電流1208往上流經(jīng)此單元并經(jīng)過磁感測元件1210，接著往下流至感測放大器1212，此感測放大器可被設定為利用電流1208的數(shù)值而決定磁感測元件1210的編程狀態(tài)。如圖中所示，讀取電流1208的路徑與在電流線1202與1204中所流動的寫入電流Ix與Iy不同。此外，在單元1200中則需要數(shù)層1216，1218，1220，1222以提供電流1208的電流路徑，以流經(jīng)晶體管1206并流入感測放大器1212中。
圖9是根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法中所繪示，磁感測元件104的狀態(tài)如何被讀入一MRAM單元100中。圖中可見，一開啟電壓可被施加至字線晶體管108的柵極，例如一1.6伏特的開啟電壓。接著在磁性金屬層102與磁感測元件104之間可施加一電壓差，其將致使一電流902流經(jīng)字線晶體管108而進入磁性金屬層102中，接著往上流入磁感測元件104，如圖所示。此電流可接著流經(jīng)BL2并進入感測放大器110，此感測放大器可被設定以感測磁感測元件104的狀態(tài)。感測放大器110被設定來比較BL2上的電流與一參考電流112。通過感測BL2上的電流與參考電流112間的相對值，感測放大器110可被設定以分辨磁感測元件104的邏輯狀態(tài)。在此讀取操作中，BL1可僅浮接(float)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的一個實施例，繪示用以磁感測元件104被編程至兩個編程狀態(tài)之一時的一個寫入操作。如圖中所示，一如1.6伏特的開啟電流施加至字線晶體管108以將其開啟。接著經(jīng)由BL1而施加一電壓差至磁性金屬層102的另一側(cè)。此動作將致使一寫入電流1002從BL1流經(jīng)磁性金屬層102而流至字線晶體管108。如上所解釋，電流1002將產(chǎn)生一足夠強度的磁場，以克服磁感測元件104的能量勢壘，并借此切換磁感測元件104的磁矩向量。例如，在一實施例中，其是在磁性金屬中產(chǎn)生一50μA的電流1002。BL2在此操作中可僅浮接。
圖11是繪示用以將磁感測元件104編程至另一狀態(tài)的寫入操作。在這里，此操作類似于圖10中所描述的操作；然而經(jīng)由BL1而施加至磁性金屬層102另一側(cè)的電壓差，可與圖10中所描述的步驟中的電壓差相反。此將致使在磁性金屬層102中以逆方向流動之之一寫入電流1102，切換磁感測元件104的磁矩向量，并因而編程磁感測元件至另一狀態(tài)。在此操作中，BL2可僅浮接。同樣地，在一實施例中可產(chǎn)生一50μA的電流1102，以編程磁感測元件104至另一狀態(tài)。
如圖中所見，MRAM單元100不僅只包括單一電流線102，亦不需要彼此分離的讀取與寫入電流路徑，從而消除其復雜性。
借著使用上述的系統(tǒng)與方法，MRAM單元可使用位于磁性感測元件之下的一二極管而建構(gòu)，以實行此單元的讀取與寫入動作，其實施方法可允許此單元以較少的金屬位元線建構(gòu)，使得整體MRAM元件成本較低，同時具有可調(diào)整的寫入性能，進而縮小其尺寸及/或增加MRAM元件的整體密度。此外，此單元可產(chǎn)生極低的電流，進而使得其在移動裝置上的應用可消除串擾，并再次致得較高密度及/或較小尺寸的MRAM元件。
舉例而言，圖13是繪示本發(fā)明的系統(tǒng)與方法中的一個實施例的一單晶體管MRAM單元1300的組態(tài)。如圖所示，MRAM單元1300包括一磁性金屬層1302，其以一鄰近導體1306而與一磁感測元件1304分隔。磁性金屬層1302可由金屬以及其他性質(zhì)與上述實施例類似的材料所構(gòu)成。相似地，鄰近導體1306以及磁感測元件1304可由與前述實施例中性質(zhì)類似的材料所構(gòu)成。磁感測元件1304經(jīng)由一二極管1308而與一位線1310接合。一晶體管1316以一連接層1328而與磁性金屬層1302的一端接合。磁性金屬層1302的另一端經(jīng)由連接層1330而與一位線1314接合。
晶體管1316可從一硅基板1322開始構(gòu)成。漏極1318與源極1320可利用公知的技術(shù)而注入硅基板層1322中。柵極層1326可形成在多晶硅層1322之上，如圖所示。漏極連接子1324與源極連接子1312可接著分別形成在漏極區(qū)域1318與源極區(qū)域1320之上。另一位線可經(jīng)由連接子1312而耦接至源極1320。
因此，位線1312可為一第一位線(BL1)，位線1310可為一第二位線(BL2)，且位線1314可為一第三位線(BL3)。借由BL1，BL2，BL3而得以選擇用以讀取與寫入的MRAM單元1300，如下所詳述。
晶體管1316可利用公知的半導體技術(shù)所制造。舉例而言，審查中的美國專利申請案號(未定)(代理人案號87092291.672045)一案中描述了用以制造包括了如晶體管1316的晶體管的MRAM單元的方法。因此，類似的方法可被用以制造MRAM單元1300，其包括有晶體管1316。
圖14繪示MRAM單元1300的等效電路圖。因此，如圖所示，MRAM單元1300可表示為包括一磁性金屬層1302，其一端經(jīng)由連接層1330而連接至BL3 1314，而另一端則以晶體管1316而與BL1 1312連接。磁性金屬層1302同時亦經(jīng)由磁感測元件1304而耦接至BL2 1310，磁感測元件可以一電阻與一二極管1308所表示。晶體管1316的柵極可與字線1326連接，如圖所示。
圖15是繪示MRAM單元1300的立體圖。如圖所示，BL1 1312可垂直于磁性金屬層1302與BL3 1314。因此，流經(jīng)BL3 1314與磁性金屬層1302的電流可以從左向右流動或從右向左流動，視操作情況而定，同時，電流終點BL1 1312可流入或流出頁面，如下所詳述。前所提及，MRAM單元1300若依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)與方法設定時，可減少實施MRAM單元1300時所需要的金屬線。舉例而言，在一實施例中，BL2 1310可為一p+多晶硅線，如圖16中的范例所示。圖16是繪示一用以讀取MRAM單元1300的方法，其中BL2 1310是依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)與方法而為一p+多晶硅線。如圖所示，BL3 1314可耦接至一感測放大器1332，其可被設定以比較一讀取電流1336與一參考電流1334。為了產(chǎn)生讀取電流1336，可在BL2 1310與BL3 1314之間施加一正電壓差。此可致使一電流流入BL2 1310，其方向為流出頁面。此電流可接著從BL2 1310流至二極管1308、從二極管1308流至磁感測元件1304、并經(jīng)由鄰近導體1306而流入磁性金屬層1302。此電流可接著流經(jīng)磁性金屬層1302并經(jīng)由一連接層1330而流入BL31314。
在讀取操作時，可施加一微小負偏壓至字線1326。例如，在一實施例中，在讀取操作時是施加一約為0.5V的負偏壓至字線1326，如圖16所示。或者，在讀取操作時字線1326亦可接地。一地線或一負偏壓施加至字元線1326以在讀取操作時關(guān)閉晶體管1316。在讀取操作時，可允許BL1 1312浮接或在另一實施例中接地。
利用如圖16所示的讀取操作，可使用一相對微小的讀取電流進行讀取動作。例如，在一實施例中的讀取操作時，產(chǎn)生一約為0.5μA的讀取電流。感測放大器1332可被設定以感測此相對微小的讀取電流并將其與一參考電流1334比較，以分辨磁感測元件1304的邏輯狀態(tài)。在讀取操作時所產(chǎn)生的電流1336將隨著磁感測元件1304的狀態(tài)而改變。
需注意的是，在一如圖16所繪示的讀取操作中，所有單元的所有BL1 1312線路為浮接或接地，且所有單元的所有字線1326為微小負偏壓或接地，如上所述。借著施加一正電壓差于正確的BL2 1310以及BL3 1314線路之間，則可讀取正確的MRAM單元1300。
在另一實施例中，BL2 1310可為一n+多晶硅線路，如圖17所示的實例。圖17是繪示一讀取操作的實例，其中BL2 1310根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)與方法的一實施例為一n+多晶硅線路。在圖17的實例中，是施加一負電壓差于BL2 1310以及BL3 1314之間，進而使得一讀取電流流入BL2 1310之中，且其方向為流入頁面。此負電壓差使得電流1338流入BL3 1314，并往下流經(jīng)連接層1330而流入磁性金屬層1302中。讀取電流1338接著從磁性金屬層1302流經(jīng)鄰近導體1306而流入磁感測元件1304中。此電流可接著從磁感測元件1304流經(jīng)二極管1308而進入BL2 1310中。
相同地，字線1326可為微小負偏壓，亦即可施加一約為-0.5V的負偏壓至字線1326中，視各實施例而定。在其他實施例中，字線1326可接地以關(guān)閉晶體管1316。BL1 1312可被允許浮接或接地，視各實施例而定。施加負電壓差于BL2 1310與BL3 1314之間，可產(chǎn)生一相對微小的讀取電流1338并被感測放大器1332所感測，以決定磁感測元件1304的邏輯狀態(tài)。同樣地，此讀取電流可為約0.5μA，如同圖16所示的實施例。同時，在讀取操作時，所有單元的所有BL1 1312線路可浮接或接地，而所有單元的所有字線1326在讀取操作時均可為稍微負偏壓或接地，借由施加一負電壓差于正確的BL2 1310以及BL3 1314線路之間而讀取正確的MRAM單元1300。
圖18是繪示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)與方法的一個實施例，用以編程MRAM單元1300至兩種可能狀態(tài)之一的例示方法。換言之，圖18所描述的此方法可用以編程磁感測元件1304至兩個可能狀態(tài)之一。可利用上述原則而編程磁感測元件1304。因此，為了編程MRAM單元1300至兩種可能狀態(tài)之一，可施加一開啟電壓至字線1326。例如，在一實施例中此開啟電壓可為約1.6V。同時，可施加一正電壓差至BL11312與BL3 1314之間，此時BL2 1310為浮接。
施加至BL1 1312與BL3 1314之間的正電壓差以及所施加至字線1326的開啟電壓，將使得一寫入電流1340從BL1 1312流經(jīng)晶體管1316的源極1320至漏極1318，接著往上流經(jīng)漏極連接子1324以及連接層1328而流至磁性金屬層1302。此電流接著從磁性金屬層1302流經(jīng)連接層1330而往上流至BL3 1314，如圖所示。
借著使用本發(fā)明的系統(tǒng)與方法，可產(chǎn)生一相對微小卻足以編程磁感測元件1304的寫入電流。例如，約為50μA的寫入電流即足以編程磁感測元件1304。如上所解釋，磁感測元件1304是以由寫入電流1340所產(chǎn)生的磁場而編程。磁感測元件1304的狀態(tài)是依據(jù)寫入電流1340所產(chǎn)生的磁場方向而定，而此磁場方向則是依據(jù)流入磁性金屬層1302的電流方向而定。因此，在圖18所示的實施例中，磁感測元件1304將隨著一由左向右的電流而被編程至兩個可能狀態(tài)之一。
在實施圖18中所示的寫入操作時，所有單元的所有BL2 1310線路均可為浮接。其他單元的字線在讀取操作中則可為輕微負偏壓。例如，在MRAM單元1300的寫入操作時，可施加一約為-0.5V的負偏壓至其他MRAM單元的字線。在其他實施例中，其他單元的字線可接地。負偏壓或接地的目的，是為了確保在MRAM單元1300的讀取操作中，其他單元的晶體管1316為關(guān)閉狀態(tài)。
圖19是繪示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)與方法的一個實施例中，用以寫入MRAM單元1300至其兩種可能狀態(tài)的另一狀態(tài)的例示方法。如圖中所示，圖19的方法產(chǎn)生了一寫入電流1342，其是從右至左流經(jīng)磁性金屬層1302。因此，寫入電流1342可根據(jù)磁性金屬層1302中由右向左的電流，而將磁感測元件1304編程至其兩種可能狀態(tài)的另一者。
為了產(chǎn)生寫入電流1342，可施加一如約為1.6V的開啟電壓至字線1326。接著可施加一負電壓差至BL1 1312與BL3 1314之間，此時BL2 1310為浮接。此動作將使得寫入電流1342從BL3 1314流經(jīng)連接層1330而流入磁性金屬層1302。寫入電流1342將接著流經(jīng)連接層1328以及漏極連接子1324，而流入晶體管1316的漏極1318。寫入電流1342接著將從漏極1318流至源極1320，接著流至BL1 1312，如圖所示。
同樣地，寫入電流1342可相當微小，例如50μA，且其方向是從右至左。
圖19中的寫入操作中，所有單元的所有BL2 1310在寫入操作時，均可為浮接，而其他單元的字線則可被施加有一如-0.5V的微小負偏壓或接地，以在MRAM單元1300的寫入操作時關(guān)閉其他MRAM單元的晶體管1316。
圖20是繪示另一實施例中，一使用磁性金屬層2002的MRAM單元2000，此磁性金屬層是與一磁感測元件2004以一鄰近導體2006分隔，同時使用了二字線晶體管2022，2024。如同圖13-19中使用單一晶體管的實施例，MRAM單元2000可提供極低電流的操作條件，而使其適用于移動應用，并限制或消除串擾問題，進而允許較小尺寸的MRAM元件及/或高密度MRAM元件。而且，MRAM單元2000使用了較少的金屬位線，因而可降低MRAM單元2000的成本以及尺寸要求。
如同MRAM單元1300，位于磁感測元件2004之下的一二極管2008可用以分離讀取與寫入的電流路徑。相對于MRAM單元1300，在MRAM單元2000之中使用了與寫入晶體管不同的讀取晶體管。借由使用二極管2008以及字線晶體管2024與2022，讀取與寫入的選擇是內(nèi)建于MRA單元2000之中。相同的，其具有較低成本、較小尺寸、較低復雜度、以及較高密度等優(yōu)點。
磁性金屬層2002、磁感測元件2004、以及鄰近導體2006的構(gòu)成材質(zhì)，可與前述實施例中的各者相同。
因此，圖20是說明本發(fā)明系統(tǒng)與方法中的一例示MRAM單元2000。如圖所示，磁感測元件可經(jīng)由連接層2010，2012、以及漏極接點2018，而耦接至晶體管2022的漏極2030。一磁性金屬層2002可經(jīng)由連接層2036以及漏極接點2020，而耦接至其他晶體管2024的漏極2034。晶體管2022與2024分別耦接至字線2028與2026。而且，晶體管2022與2024可包括一共同源極區(qū)域2032，其耦接至一第一位線(BL1)2016。晶體管2022與2024可形成于一硅基板2050之上，且于此基板中則利用公知的半導體制造技術(shù)而注入有漏極區(qū)域2030，2034與一共同源極區(qū)域2032。
磁性金屬層2002可經(jīng)由連接層2038而連接至一第二位線2014。
圖21是說明MRAM單元2000的等效電路圖。如圖所示，MRAM單元2000可包括一對晶體管2022與2024，其中晶體管2022與2024的柵極分別耦接至字線2028與2026。而且，晶體管2022與2024可共用一耦接至BL1 2016的共同源極。晶體管2024的漏極可耦接至磁性金屬層2002的一端，而磁性金屬層2002的另一端則經(jīng)由二極管2008而耦接至晶體管2022的漏極以及磁感測元件2004。磁性金屬層2002的另一端亦耦接至BL2 2014。
圖22是根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的一個實施例，而繪示用以讀取磁感測元件2004的狀態(tài)的方法。為了讀取磁感測元件2004的狀態(tài)，BL2 2014可耦接至感測放大器2040，其是借由比較讀取電流2044與參考電流2042，以決定磁感測元件2004的狀態(tài)。在讀取操作中，晶體管2024關(guān)閉，而晶體管2022開啟，同時施加一電壓差于BL1 2016與BL2 2014之間。此將產(chǎn)生一讀取電流2044而從BL1 2016流入共同源極2032，并流經(jīng)晶體管2022而流至漏極2030。此讀取電流接著會往上經(jīng)由源極接點2018、連接層2012、以及連接層2010而流至二極管2008。此讀取電流接著會從二極管2008流往磁感測元件2004，并經(jīng)由鄰近導體2006而流至磁性金屬層2002。此電流接著從磁性金屬層2002經(jīng)由連接層2038而流入BL2 2014，最后流入感測放大器2024。
舉例而言，如1.6伏特的開啟電壓可經(jīng)由字線2028而施加至晶體管2022的柵極。同時，晶體管2024的柵極可接地，或依據(jù)不同實施例可經(jīng)由字線2026而施加一輕微負偏壓。舉例而言，在一實施例中，可施加約為-0.5伏特的輕微負偏壓至字線2026。在讀取操作中施加此等電壓時，可產(chǎn)生約為0.5μA的讀取電流2044，并提供至感測放大器2024。
提供至感測放大器2040的讀取電流，將隨著磁感測元件2004的狀態(tài)而改變。借著比較讀取電流2044至一參考電流2042而感測此電流變化，感測放大器2040可決定磁感測元件2004的狀態(tài)。
當MRAM單元2000被讀取時，所有其他單元的所有BL2線路可浮接，而其他單元的晶體管2022與2024則可關(guān)閉，亦即視不同實施例而定，借由將晶體管的柵極接地或施加一輕微負偏壓至該些柵極而關(guān)閉。
圖23是根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的一個實施例，而繪示用以將MRAM單元2000編程其兩種可能狀態(tài)之一的方法。以被編程的MRAM單元2000而言，或更詳細地說，亦即磁感測元件2004，晶體管2024可開啟，而晶體管2022關(guān)閉，同時施加一電壓差至BL1 2016與BL22014之間，此將產(chǎn)生一寫入電流2046從BL1 2016流經(jīng)晶體管2024，而流入磁性金屬層2002。
磁感測元件2004接著借由在磁性金屬層2002中流動的寫入電流2046所產(chǎn)生的磁場而被編程。在磁性金屬層2002中流動的電流2046的方向?qū)Q定磁感測元件2004的編程狀態(tài)。
舉例而言，一如1.6伏特的開啟電壓可經(jīng)由字線2026而施加至晶體管2024的柵極。之后則可透過字線2028施加一輕微負偏壓至2022的柵極或?qū)⒕w管2022的柵極接地，而關(guān)閉晶體管2022。舉例而言，在一實施例中，可施加約為-0.5伏特的輕微負偏壓至字線2028，而關(guān)閉晶體管2022。
寫入電流2046將從BL1 2016流至共同源極區(qū)域2032并流入漏極2034。寫入電流2046接著會經(jīng)由漏極接點2020與連接層2036，而往上流至磁性金屬層2002。寫入電流2046接著在磁性金屬層2002中由左向右流，并經(jīng)由連接層2038而往上流入BL2 2014。當在寫入操作中施加上述的電壓時，約為50μA的寫入電流2046可在磁性金屬層2002中由左向右流。因此，如上所解釋，使得依據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的MRAM單元可使用低電流進行寫入操作圖24是依據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的一個實施例，而說明將MRAM單元2000編程至其兩種可能狀態(tài)的另一個的方法。如圖所示，一寫入電流2048在磁性金屬層2002中由右向左流。因此，磁感測元件2004將被編程至與圖23中所示的狀態(tài)不同的另一狀態(tài)。在圖24中，晶體管2024開啟，而晶體管2022則關(guān)閉，同時施加一負電壓差至BL1 2016與BL2 2014之間。此將使得寫入電流2048從BL2 2014經(jīng)由連接層2038而流入磁性金屬層2002之中。電流2048將接著從磁性金屬層2002經(jīng)由連接層2036與漏極連接子2020，而流入晶體管2024的漏極2034。此電流將接著從漏極2034而流至共同源極2032，最后流入BL1 2016，如圖所示。
舉例而言，如1.6伏特的開啟電壓可經(jīng)由字線2026而施加至晶體管2024的柵極。同時，晶體管2022的柵極可接地，或依據(jù)不同實施例可經(jīng)由字線2028而施加一微小負偏壓至晶體管2022的柵極，以關(guān)閉晶體管2022。舉例而言，在一實施例中，可施加一約為-0.5伏特的微小負偏壓以關(guān)閉晶體管2022。
相同地，使用上述的編程電壓，將可產(chǎn)生約為50μA的寫入電流2048，在磁性金屬層2002由右向左流動。因此，根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)與方法的MRAM單元2000，可使用極低的電流以進行編程操作。
當MRAM單元2000的編程是如圖24所進行時，所有其他單元的所有BL2 2014均浮接，且所有其他單元的晶體管2022與2024，均借由將晶體管的柵極接地、或施加一微小負偏壓至該些晶體管的柵極而關(guān)閉。舉例而言，可施加一約為-0.5伏特的微小負偏壓至其他單元的晶體管的柵極。
因此，借由本發(fā)明系統(tǒng)與方法所形成的MRAM單元，MRAM元件將適用于移動裝置的非揮發(fā)性存儲應用。而且，這種MRAM元件可提供高可靠度與高密度。借著本發(fā)明系統(tǒng)與方法所形成的MRAM單元，將可用以制造成本較低、尺寸限制較小的元件。
雖然本發(fā)明已參照優(yōu)選實施例來加以描述，但是我們應該了解的是，本發(fā)明創(chuàng)作并未受限于其詳細描述內(nèi)容。替換方式及修改樣式已在先前描述中所建議，并且其他替換方式及修改樣式將為本領域技術(shù)人員所思及。特別是，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與方法，所有具有實質(zhì)上相同于本發(fā)明的構(gòu)件結(jié)合而達成與本發(fā)明實質(zhì)上相同結(jié)果的皆不脫離本發(fā)明的精神范疇。因此，所有這種替換方式及修改樣式都意欲落在本發(fā)明在隨附權(quán)利要求及其均等物所界定的范疇之中。任何在前文中提及的專利申請案以及印刷文本，均列為本案的參考。
權(quán)利要求
1.一種非揮發(fā)性存儲單元，包括磁性金屬層；第一字線晶體管，其包括有耦接至該磁性金屬層的一端的漏極、耦接至第一位線的源極、以及耦接至第一字線的柵極；磁感測元件，其以一個鄰近導體而與該磁性金屬層分隔；第二字線晶體管，其包括有耦接至該磁感測元件的漏極、耦接至該第一位線的源極、以及耦接至第二字線的柵極；以及二極管，其耦接該磁感測元件與該第二字線晶體管的該漏極。
2.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，更包括第二位線，其耦接至該磁性金屬層的另一端。
3.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該第一與第二字線晶體管共用共同源極。
4.如權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該非揮發(fā)性存儲單元的讀取，是先關(guān)閉第一字線晶體管，再開啟第二字線晶體管，接著施加一電壓差在該第一與第二位線之間而進行。
5.如權(quán)利要求4所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中可通過施加關(guān)閉電壓至該第一晶體管的柵極而關(guān)閉該第一晶體管。
6.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該磁性金屬層的磁導率介于10至108之間。
7.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該磁性金屬層的電阻率ρ在操作溫度下介于約4μΩ-cm至約108μΩ-cm之間。
8.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該磁性金屬層包括下列至少之一鎳(Ni)、鐵(Fe)、鈷(Co)、硼(B)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、鉛(Pb)、硅(Si)、碳(C)、以及氧(O)。
9.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該鄰近導體包括下列至少之一銅、氮化鈦、氮化鉭、硅、鎢、銀、釕、銥、以及鉑。
10.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該鄰近導體的電阻率ρ在操作溫度下介于約1μΩ-cm至約1010μΩ-cm之間。
11.如權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性存儲單元，其中該磁感測元件包括磁穿隧接面元件、巨磁阻元件、超巨磁阻元件、非等向性磁阻元件、磁光元件、或磁盤。
12.在一種非揮發(fā)性存儲單元中，該單元包括有由鄰近導體而與磁感測元件分隔的磁性金屬層、耦接至該磁性金屬層的第一字線晶體管、以及經(jīng)由二極管而耦接至該磁感測元件的第二字線晶體管，一種用以讀取該磁感測元件狀態(tài)的方法，其包括施加電壓差至耦接至該第二字線晶體管源極的第一位線與耦接至該磁性金屬層一端的第二位線之間；施加關(guān)閉電壓至該第一字線晶體管的柵極；以及施加開啟電壓至該第二字線晶體管的柵極。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所施加至該第一晶體管的柵極的該關(guān)閉電壓為一微小負偏壓。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該微小負偏壓約為-0.5伏特。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所施加至該第一晶體管的柵極的該關(guān)閉電壓約為0伏特或接地。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該開啟電壓約為1.6伏特。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，更包括耦接該第二位線至感測放大器。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，更包括利用該感測放大器以偵測由該第一位線流出的一個電流。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該非揮發(fā)性存儲單元包括在一個存儲元件中，該存儲元件包括多個其他單元，且其中該方法更包括當該非揮發(fā)性存儲單元被讀取時，允許該多個其他單元中的第二位線浮接。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中更包括當該非揮發(fā)性存儲單元被讀取時，施加關(guān)閉電壓至該多個其他單元中的每一該第一與第二字線晶體管的柵極。
21.在一種非揮發(fā)性存儲單元中，該單元包括有由鄰近導體而與磁感測元件分隔的磁性金屬層、耦接至該磁性金屬層的第一字線晶體管、以及經(jīng)由二極管而耦接至該磁感測元件的第二字線晶體管中，一種用以編程該磁感測元件狀態(tài)的方法，其包括施加開啟電壓至該第一字線晶體管的柵極；施加關(guān)閉電壓至該第一字線晶體管的柵極；施加電壓差在耦接至該第一字晶體管源極的第一位線與耦接至該磁性金屬層一端的第二位線之間。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該電壓差為一個正電壓差。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該電壓差為一個負電壓差。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該開啟電壓約為1.6伏特。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該關(guān)閉電壓為一個微小負偏壓。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該微小負偏壓約為-0.5伏特。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該關(guān)閉電壓約為0伏特或接地。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該非揮發(fā)性存儲單元包括在一個存儲元件中，該存儲元件包括多個其他單元、且其中該方法更包括當該非揮發(fā)性性存儲單元被編程時，允許該多個其他單元中的第二位線浮接。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，更包括當該非揮發(fā)性存儲單元被編程時，施加關(guān)閉電壓至該多個其他單元中的每一該第一與第二字線晶體管的柵極。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種磁性隨機存取存儲體單元，其包括有磁性金屬層、以及鄰近于此磁性金屬層的磁感測元件。此磁性金屬層的一端耦接至一字線晶體管，并且二極管包括并被設置以經(jīng)由一第二字線晶體管而耦接此磁感測元件至一位線。此磁性金屬層可被用以編程與讀取此單元，并因此在此單元中不需要第二電流線路。
文檔編號H01L27/105GK1967859SQ200610142909
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者何家驊 申請人:旺宏電子股份有限公司