[发明专利]磁振子磁随机存取存储器器件

说明书

技术领域

示例性实施例涉及存储器，更具体地，涉及磁存储器器件的双向写入。

背景技术

磁随机存取存储器（MRAM）是非易失性计算机存储技术。不同于常规RAM芯片技术，在MRAM中，数据不是以电荷或者电流存储而是通过磁存储元件存储。使用通过薄绝缘层分离的两个铁磁性板形成元件。两个板的一个是设定为特殊极性的永磁体，其它场可以改变以匹配外场以存储数字数据。此配置公知为自旋阀并且是用于MRAM比特的最简单的结构。这样的“基元”的格栅构成存储器器件。

读取的最简单方法是通过测量基元的电阻完成的。通过开启将电流从供电线经过基元传输到地的相关的存取晶体管（典型地）选取特定的基元。因为磁隧道效应，基元的电阻随着两个板之间的场的相对取向而变化。通过测量最终的电流，可以确定与任意特定基元相关的电阻并且由此确定可写的板的磁取向。典型地，如果两个板具有相同的取向，基元被认为保持“0”的值，而如果连个板相反地取向，电阻值较高并且保持“1”的值。

使用多种方式将数据写入基元。在一种用于场写入MRAM的方法中，每个基元位于在基元之上和之下彼此设定为直角的一对写入线之间。当电流流过他们时，在结处产生诱导的磁场，该诱导的磁场作用在可写的板上并且在适宜的条件下引起可写的板的取向反转。

发明内容

根据示范性实施例，提供了一种用于双向写入的方法。该方法提供了一种结构，包括邻近隧道势垒的参考层、邻近所述隧道势垒的自由层、邻近所述自由层的金属隔离物、邻近所述金属隔离物的绝缘磁体以及邻近所述绝缘层的高电阻层。所述方法包括，响应于热梯度，使所述绝缘磁体产生自旋极化电子，通过从所述绝缘磁体产生的所述自旋极化电子使自由层的磁化不稳定化以及在自由层的磁化被不稳定化期间或者稍后，向该结构施加电压以选择自由层的磁化。所述电压的极性确定何时所述自由层的磁化平行以及反平行于参考层的磁化。

根据示范性实施例，提供了一种用于双向写入磁随机存取存储器的方法。一种结构，包括邻近隧道势垒的参考层、邻近所述隧道势垒的自由层、邻近所述自由层的金属隔离物、邻近所述金属隔离物的绝缘磁体以及邻近所述绝缘层的高电阻层。响应于热梯度，使绝缘磁体产生自旋极化电子。绝缘磁体产生的所述自旋极化电子使所述自由层的磁化不稳定化。其中当所述自由层的所述磁化不稳定化时，向结构施加电压源的电压以改变所述自由层的所述磁化。电压极性确定何时自由层的磁化平行和反平行于参考层的磁化。

根据示范性实施例，提供了一种用于双向写入的方法。该方法提供了一种结构，该结构包括邻近隧道势垒的参考层、邻近所述隧道势垒的自由层、邻近所述自由层的金属隔离物以及邻近所述金属隔离物的绝缘磁体。该方法包括向该结构施加具有高脉冲的电压以使隧道势垒作为加热器，其中所述加热器加热绝缘磁体以产生自旋极化电子并且通过从磁振子产生的转化为自旋对准电子的自旋极化电子使自由层的磁化不稳定化。该方法还包括，当所述自由层的所述磁化被不稳定化时，施加具有低脉冲的电压以改变自由层的磁化，其中配置低脉冲以便不使所述隧道势垒作为热干扰源。电压极性确定何时自由层的磁化平行和反平行于参考层的磁化。

根据示范性实施例，提供了一种用于双向写入的磁随机存取存储器器件。一种结构包括邻近隧道势垒的参考层、邻近所述隧道势垒的自由层、邻近所述自由层的金属隔离物以及邻近所述金属隔离物的绝缘磁体。当向结构施加具有高脉冲的电压时，配置高脉冲以使所述隧道势垒作为加热器，其中所述加热器加热所述绝缘磁体以产生自旋极化电子。配置所述高脉冲以通过从所述绝缘磁体产生的所述自旋极化电子使所述自由层的磁化不稳定化。当以低脉冲施加电压时，当自由层的磁化被不稳定化时配置低脉冲以改变自由层的磁化，并且配置低脉冲以便不使所述隧道势垒作为热干扰源。电压的极性确定何时自由层的磁化平行和反平行于参考层的磁化。

通过本公开的技术实现另外的特征。根据其它实施例的其它系统、方法、装置和/或计算机程序产品在这里被详细描述并且被认为是所要求保护的本发明的一部分。为了更好的理解示范性实施例和特征，参考下面的描述和附图。

附图说明

被认为是本发明的主旨在说明书的结论处的权利要求中被具体指出并且明确要求保护。根据随后联系附图的详细描述，本公开的前述和其它特征是显而易见的。

图1示出了自旋转移矩MRAM2-端子器件的截面图。

图2示出了另一个自旋转移矩MRAM2-端子器件的截面图。

图3示出了根据示范性实施例的磁随机存取存储器器件的示意图。