[发明专利]基于磁隧道结的存储器及其读写方法、制作方法

权利要求书

1.一种基于磁隧道结的存储器，其特征在于，包括：

M×N存储单元交叉点阵列，包含M条字线与N条位线，M≥3，N≥3，每条字线与每条位线的交叉点连接部位为一存储单元，每个存储单元为1晶体管(T)-1磁性隧道结(MTJ)结构，该晶体管用于读出操作；

其中，该M×N存储单元交叉点阵列的每条字线和位线均单独连接一选择晶体管，用于基于交叉点阵列的串扰特性进行特定写操作，不同的字线与位线接入Vcc和GND的供电方式对应不同的特定存储状态；

当供电方式为如下情形时：M条字线中的第一位置字线接GND或Vcc，N条位线中的第一位置位线对应接Vcc或GND；则位于所述第一位置字线的存储单元的电流方向与位于所述第一位置位线上的存储单元的电流方向一致，其他位置的存储单元的电流方向取决于各自的磁性隧道结电阻。

2.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述每个存储单元中，1T-1MTJ结构中的磁性隧道结自下而上依次包含：底电极、自由层、势垒层、参考层以及顶电极。

3.根据权利要求2所述的存储器，其特征在于，所述位线与底电极接触，所述字线与顶电极接触。

4.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述每个存储单元中，磁性隧道结的尺寸进行如下设计：使得每个存储单元的磁性隧道结具有不同的开关电流以及本征电阻，同时，在不同的供电方式下，分别提供对应的Vcc值使得所有的磁性隧道结均满足翻转条件。

5.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，

当供电方式为如下情形时：M条字线/N条位线中的第二位置字线/位线接GND或Vcc，第三位置字线/位线对应接Vcc或GND；则位于所述第二位置字线/位线上的存储单元的电流方向与位于所述第三位置字线/位线上的存储单元的电流方向相反。

6.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述供电方式有种，对应的等效电路有种。

7.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，

当供电方式为如下情形时：M条字线中的第一位置字线接GND或Vcc，N条位线中的第一位置位线对应接Vcc或GND；则对应的等效电路为：第一位置位线上的M个存储单元的第一端均与Vcc或GND连接并且并联形成M个支路，第一位置字线上的N个存储单元的第二端均与GND或Vcc连接并且并联形成N个支路，其中，位于第一位置位线和第一位置字线交叉点上的存储单元的两端分别连接至Vcc和GND，位于第一位置位线上其余M-1个存储单元的第二端分别并联有对应所在同一字线的其余N-1个存储单元的第一端，并且基于交叉点阵列的串扰特性所述其余N-1个存储单元的第二端分别与对应所在同一位线的位于第一位置字线上的其余N-1个存储单元的第一端连接；

当供电方式为如下情形时：M条字线/N条位线中的第二位置位线/字线接Vcc或GND，第三位置位线/字线对应接GND或Vcc；则对应的等效电路为：第二位置位线/字线上的M/N个存储单元的第一端均与Vcc或GND连接并且并联形成M/N个支路，第三位置位线/字线上的M/N个存储单元的第二端均与GND或Vcc连接并且并联形成M/N个支路，在第二位置位线/字线上最接近Vcc的特定存储单元的第二端，分别并联有对应所在同一字线/位线的不接Vcc和GND的其余N-2/M-2个存储单元的第一端，并且基于交叉点阵列的串扰特性所述其余N-2/M-2个存储单元的第二端分别与对应所在同一位线/字线的其余M-1/N-1个存储单元的第一端串联，所述其余M-1/N-1个存储单元的第二端基于交叉点的串扰特性与对应所在同一字线/位线的第三位置位线/字线上的对应M-1/N-1个存储单元的第一端连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的存储器，其特征在于，所述供电方式作为数据存储信息的密钥或数据恢复信息的口令。