具有磁阻元件的半导体存储器件及其数据写入方法技术

一种具有磁阻元件的半导体存储器件及其数据写入方法，该半导体存储器件，包括：多个存储单元、第１布线、第１电流驱动电路和第２电流驱动电路。存储单元包括具有第１铁磁性膜、在第１铁磁性膜上形成的绝缘膜，在绝缘膜上形成的第２铁磁性膜的磁阻元件。第１布线与存储单元中包含的磁阻元件靠近且隔离地设置。第１电流驱动电路在写入工作时向第１布线供给第１电流，在磁阻元件周围形成磁场。第２电流驱动电路在写入工作时和读出工作时，通过绝缘膜向第１、第２铁磁性膜之间供给第２电流。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体存储器件及其写入方法。例如涉及磁随机存取存储器(MRAM)的写入工作。
技术介绍
MRAM作为信息的记录载体，是利用铁磁蝣的磁化方向的，能随时改写、保持、读出记录信息的固体存储器的总称。MRAM的存储单元通常有层叠多个铁磁性体的结构。信息的记录是将构成存储单元的多个铁磁性体磁化的相对配置是平行或是反平行与二进制信息“1”、“0”对应来进行。记录信息的写入通过将各存储单元的铁磁性体的磁化方向借助电流磁场反转来进行。MRAM有完全的非易失性，能改写1015次以上。能不破坏地读出而无须刷新工作。因而能缩短读出周期。与电荷存储型的存储单元相比，对放射线的耐受性增强。这样以来，MRAM比使用现有介质的半导体存储器其功能有许多优点。MRAM每单位面积的集成度、写入、读出时间预期大致与DRAM(动态随机存取存储器)相同。因此，产生非易失性这样的大特点，期待用于便携式机器的外部记录器件、大规模集成(LSI)混装，还期待用于个人计算机的主存储存储器。对于现在正进行实用性研讨的MRAM来说，将铁磁性隧道结(以下缩记为MTJ)用于存储单元。MTJ展示于，例如“IEEE Inter本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体存储器件，其特征在于包括：包含磁阻元件的多个存储单元，上述磁阻元件具有第１铁磁性膜、在上述第１铁磁性膜上形成的绝缘膜，在上述绝缘膜上形成的第２铁磁性膜；与上述存储单元中具有的上述磁阻元件靠近且隔离设置的第１布线；在写入工作时，向上述第１布线供给第１电流，在上述磁阻元件周围形成磁场的第１电流驱动电路；和在写入工作时和读出工作时，通过上述绝缘膜向上述第１、第２铁磁性膜之间供给第２电流的第２电流驱动电路。

【技术特征摘要】
JP 2003-8-14 207570/20031.一种半导体存储器件，其特征在于包括包含磁阻元件的多个存储单元，上述磁阻元件具有第1铁磁性膜、在上述第1铁磁性膜上形成的绝缘膜，在上述绝缘膜上形成的第2铁磁性膜；与上述存储单元中具有的上述磁阻元件靠近且隔离设置的第1布线；在写入工作时，向上述第1布线供给第1电流，在上述磁阻元件周围形成磁场的第1电流驱动电路；和在写入工作时和读出工作时，通过上述绝缘膜向上述第1、第2铁磁性膜之间供给第2电流的第2电流驱动电路。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，上述第2电流的大小小于等于上述第1电流的1/3。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，写入工作结束时，在上述第2电流驱动电路停止供给上述第2电流以后，上述第1电流驱动电路停止供给上述第1电流。4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，上述第2电流驱动电路，在供给上述第2电流时，使有记录层功能的上述第1、第2铁磁性膜中的任何一个相对于有固定层功能的另一个为高电位。5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，上述存储单元还具有开关晶体管，该开关晶体管具有栅，与上述第1、第2铁磁性膜中的任一个连接的电流通路的一端，和与第1电位节点连接的电流通路的另一端；上述第2电流驱动电路包含第1电流源和电压源，在上述写入工作时，上述第1电流源从上述第1、第2铁磁性膜中的另一个供给上述第2电流，通过上述电压源向上述开关晶体管的栅供给电压，从而使上述第1、第2铁磁性膜之间流过上述第2电流。6.根据权利要求5所述的器件，其特征在于还包括呈矩阵状配置上述存储单元而成的存储单元阵列；把靠近同一行的上述存储单元的上述磁阻元件设置的上述第1布线共同连接的写入字线；把同一行的上述存储单元的上述开关晶体管的上述栅共同连接的选择用字线；把同一列的上述存储单元的上述第1、第2铁磁性膜中的另一个共同连接的位线；选择上述写入字线和选择用字线的行译码器；和选择上述位线的列译码器，其中，上述第1电流驱动电路向由上述行译码器选定的上述写入字线供给上述第1电流；上述第1电流源向由上述列译码器选定的上述位线供给上述第2电流；上述第2电压源向由上述行译码器选定的上述选择用字线供给上述电压。7.根据权利要求6所述的器件，其特征在于还包括连接上述第1、第2铁磁性膜中的任何一个和上述开关晶体管的上述电流通路的一端的第1引出布线和第1接触柱塞；和连接上述第1、第2铁磁性膜中的另一个和上述位线的第2引出布线和第2接触柱塞，其中，上述第1、第2接触柱塞形成在除上述磁阻元件的正下方及正上方以外的区域上。8.根据权利要求6所述的器件，其特征在于，上述存储单元具有上述开关晶体管，它具有互相隔离地形成在半导体衬底的表面内的源·漏区、和隔着栅绝缘膜形成在上述源·漏区之间的上述半导体衬底上的栅电极，并由在上述半导体衬底上形成的第1层间绝缘膜所覆盖；在上述第1层间绝缘膜上形成的引出布线层；在上述第1层间绝缘膜中形成，并连接上述开关晶体管的漏区和上述引出布线层的第1接触柱塞；在上述引出布线层上形成的上述磁阻元件；和在上述第1层间绝缘膜中且在上述磁阻元件的正下方区域形成的上述第1布线，上述第1布线在上述第1层间绝缘膜中，由位于最下层的金属布线层形成。9.根据权利要求8所述的器件，其特征在于还包括在上述第1层间绝缘膜中形成、并共同连接在同一行的上述存储单元中包含的上述开关晶体管的源区的第2接触柱塞。10.根据权利要求6所述的器件，其特征在于该第1电流源包含隔着上述存储单元阵列配置成在沿上述位线的方向上对置的第2、第3电流源，上述第2电流源向偶数列的上述位线供给上述第2电流；上述第3电流源向奇数列的上述位线供给上述第2电流。11.根据权利要求1所述的器件，其特征在于还包括呈矩阵状配置上述存储单元而成的存储单元阵列；把靠近同一行的上述存储单元的上述磁阻元件设置的上述第1布线共同连接的写入字线；把同一行的上述存储单元的上述第1、第2铁磁性膜中的任何一个共同连接的选择用字线；把同一列的上述存储单元的上述第1、第2铁磁性膜中的另一个共同连接的位线；选择上述写入字线和选择用字线的行译码器；和选择上述位线的列译码器，其中，上述第1电流驱动电路向由上述行译码器选定的上述写入字线供给上述第1电流，上述第2电流源驱动电路包含第1电流源和电流汇点，上述第1电流源和上述电流汇点中的任何一个与由上述列译码器选定的上述位线连接，另一个与由上述行译码器选定的上述选择用字线连接。12.根据权利要求11所述的器件，其特征在于还包括连接上述第1、第2铁磁性膜中的任何一个和上述选择用字线的第1引出布线及第1接触柱塞；和连接上述第1、第2铁磁性膜中的另一个和上述位线的第2引出布线及第2接触柱塞，其中，上述第1、第2接触柱塞形成在除上述磁阻元件的正下方及正上方以外的区域上。13.根据权利要求11所述的器件，其特征在于，上述第1电流源包含夹着上述存储单元阵列配置成在沿上述位线的方向上对置的第2、第3电流源，上述第2电流源与偶数列的上述位线和偶数行的上述选择用字线...

【专利技术属性】
技术研发人员：福住嘉晃，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]