[发明专利]在磁性隧道结元件处读取及写入数据的系统及方法

权利要求书

1.一种装置，其包含：

自旋转移力矩(STT)磁性隧道结(MTJ)元件；以及

耦合到所述STT-MTJ元件的晶体管，

其中所述晶体管包括第一栅极及第二栅极。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述STT-MTJ元件包含：

自由磁层；

隧道势垒；以及

钉扎磁层；

其中存储于所述STT-MTJ元件处的数据值由写入电流穿过所述隧道势垒的方向确定。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一栅极及所述第二栅极可独立地加偏压。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述STT-MTJ元件处于存储器阵列中的存储器单元内，且其中所述第一栅极耦合到所述存储器阵列的字线。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述第二栅极耦合到所述存储器阵列的写入启用线。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述晶体管界定所述STT-MTJ元件的读取路径及写入路径，且其中所述读取路径及所述写入路径由所述第一栅极及所述第二栅极去耦。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二栅极耦合到所述存储器阵列的列中的多个存储器单元的栅极。

8.根据权利要求7所述的装置，其中施加到所述第二栅极的第一信号启用所述STT-MTJ元件处的数据写入，且其中施加到所述第二栅极的第二信号停用所述STT-MTJ元件处的数据写入。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述第一栅极具有反转沟道，且其中所述读取路径包括所述反转沟道。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一栅极限制最大电流不超过所述STT-MTJ元件的临界干扰电流值。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述第一栅极的第一阈值电压与所述第二栅极的第二阈值电压不同。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述晶体管为独立栅极“鳍式”场效应晶体管(IG-FinFET)。

13.一种存储器，其包含：

存储器单元阵列，所述阵列包括多个列，所述存储器单元阵列中的每一存储器单元包括耦合到双栅极晶体管的磁性隧道结(MTJ)装置，所述双栅极晶体管具有耦合到多个字线中的一字线的第一栅极且具有耦合到多个写入启用线中的一写入启用线的第二栅极；

其中在写入操作期间所述多个列中的至少一个列可由所述写入启用线控制。

14.根据权利要求13所述的存储器，其中所述存储器阵列包括多个行，且其中在读取操作期间所述多个行中的至少一个行可由所述字线控制。

15.根据权利要求13所述的存储器，其中所述存储器阵列包括多个行，且其中所述存储器阵列的特定行可经由特定字线寻址。

16.根据权利要求13所述的存储器，其中读取操作通过对所述写入启用线及所述字线加偏压以启用穿过所述MTJ装置的读取电流而非写入电流来执行。

17.根据权利要求13所述的存储器，其中在写入操作期间，所述存储器阵列中的所述多个字线中的至少一个未选定字线被设定到负值。

18.根据权利要求13所述的存储器，其中在逻辑高电平下对所述第一栅极加偏压且在逻辑低电平下对所述第二栅极加偏压以读取数据。

19.一种装置，其包含：

磁性隧道结(MTJ)元件；以及

包括耦合到所述MTJ元件的晶体管的读取/写入数据路径的共同部分，

其中所述晶体管包括第一栅极及第二栅极。

20.根据权利要求19所述的装置，其中在读取操作期间所述第一栅极在作用中，且其中在写入操作期间所述第一栅极及所述第二栅极两者均在作用中。

21.一种用于将数据存储于自旋力矩转移磁阻式随机存取存储器(STT-MRAM)中的方法，所述方法包含：

将数据写入到磁性隧道结(MTJ)元件中；以及

从所述MTJ元件读取数据；

其中所述MTJ元件耦合到包括第一栅极及第二栅极的晶体管。