提供磁存储单元稳定性的方法技术

本发明专利技术包括一种提供存储单元［６１２］磁稳定性的方法。存储单元［６１２］通常位于靠近传导线［６１４］处，同时靠近于可以设置存储单元［６１２］磁性状态的写入机构。该方法包括接收一个从写入机构可获得的最大磁场强度的表示。可以生成存储单元［６１２］相对于传导线的期望位置，用于提供存储单元［６１２］的稳定性，同时仍然允许写入机构能够改变存储单元［６１２］的磁性状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及电子存储器。更具体的说，本专利技术涉及一种。
技术介绍
非易失性存储器是这样一种存储器即使关闭连接至存储器的电源，存储器中的内容仍能够保留。磁随机存取存储器(MRAM)就是一种非易失性存储器。MRAM包含存储一个逻辑状态，或位，通过在MRAM内部设置MRAM单元的磁场取向来实现。即使当MRAM单元的电源关闭，此磁场取向仍然能够保持。图1显示了一个MRAM单元100。MRAM存储单元100包含软磁区域120，电介质区域130和硬磁区域110。在软磁区域120中的磁化取向是不固定的，可以呈现如箭头M1所示的两种稳定的取向。硬磁区域110(也被称作钉扎磁场区域)具有如箭头M2所示的固定磁性取向。电介质区域130通常在软磁区域120和硬磁区域110之间提供电绝缘。MRAM存储单元通常位于靠近字线(WL)和位线(BL)的交叉点的位置。字线和位线可以用来设置存储单元的磁性状态，或者用来读出存储单元现有的磁性状态。图1还包含了一个最近的字线，这一字线也可以用来设置MRAM存储单元100的磁性状态。通过流经最近的字线的电流I可以感应生成一个如箭头150所示的磁场。该感应磁场可以设置MRAM存储单元100的磁性状态。如前所述，软磁区域120的磁化取向可以呈现出两个稳定的取向。这两个取向，与硬磁区域110的磁化取向平行或者反平行，确定了MRAM存储单元100的逻辑状态。MRAM存储单元的磁取向的设置(写入)可以通过控制流经字线和位线的电流来实现，因此，通过电流感应生成的相应磁场来实现。因为字线和位线结合起来工作以转换选定的存储单元的磁化取向(即，写入存储单元)，所以字线和位线可以一起被称作写入线。另外，写入线也可以用来读取存储单元中保存的逻辑值。根据流经位线和字线的电流方向，以及由此通过流经位线和字线的电流产生的感应磁场的方向，施加于位线和字线的电流就设置了软磁层中的磁化取向。MRAM存储单元通过感测跨越MRAM存储单元的电阻来读出。该电阻通过字线和位线来感测。通常，磁存储单元的逻辑状态(例如，“0”或“1”)取决于数据层和参考层的相关磁化取向。例如，在一个隧道效应磁阻存储单元中(隧道结存储单元)，当有电偏压施加于数据层和参考层时，电子就会通过中间层(薄电介质层通常称为隧道阻挡层)在数据层和参考层之间迁移。引起电子通过阻挡层迁移的现象被称为量子力学隧穿或自旋隧穿。逻辑状态可以通过测量存储单元的电阻来确定。例如，如果磁存储单元的数据存储层的总体磁化取向与参考层的钉扎磁化取向平行，磁存储单元会处在低阻状态；相反的，如果隧道结存储单元的数据存储层的总体磁化取向与参考层的钉扎磁化取向反平行，隧道结存储单元就会处于高阻状态。如前所述，在磁存储单元中保存的位的逻辑状态是通过施加改变数据层的总体磁化取向的外部磁场来写入的。外部磁场可以被称作转换场，将磁存储单元在高阻和低阻状态间转换。数据层的磁稳定性十分重要。即，一旦数据层的状态被外加磁场所设定，就希望数据层的磁性状态保持一致，直到再次施加外部磁场。许多因素会影响MRAM存储单元的稳定性。例如，某些形状的存储单元比其它形状的存储单元更稳定。另外，最靠近存储单元的传导线也会影响存储单元的稳定性。尽管保持MRAM存储单元的稳定性很重要，写入线和位线能改变MRAM存储单元的逻辑状态也是重要的。即，稳定性不能过强以致于外加的写入磁场无法成功地写入MRAM存储单元。图2示出了MRAM存储单元阵列210。每一个MRAM存储单元的逻辑状态可以通过经由位线(BL)和字线(WL)外部施加磁场来磁化设定。通常，位线和字线的选择通过行译码器220和列译码器230实现。存储单元的逻辑状态由读出放大器240确定。期望每一个MRAM存储单元的稳定性要基本一致。更确切的说，期望需用来写入每个存储单元的磁场强度(更准确地，需用来改变每个存储单元的磁性状态的磁场)从一个存储单元到另一个存储单元之间是一致的。期望有一种方法和设备，其能提供期望的相对于传导线的存储单元的位置，提供期望的存储单元形状，并保证存储单元的稳定性。另外还期望这种方法和设备能提供存储单元的位置和形状，使得存储单元的写入磁场能始终一致地改变存储单元的逻辑状态。
技术实现思路
本专利技术包含一种方法和设备，用于提供期望的相对于传导线的存储单元位置，提供期望的存储单元形状，以保证存储单元的稳定性。这种方法和设备能提供存储单元位置和存储单元形状，使得存储单元的写入磁场能始终一致地改变存储单元的逻辑状态。本专利技术的实施例包括提供存储单元磁稳定性的方法。存储单元通常处于靠近传导线处，并靠近能够设定存储单元磁性状态的写入机构的位置。这种方法包括接收可从写入机构获取的最大磁场强度的表示。可以生成期望的与传导线相关的存储单元的位置，用来提供存储单元的稳定性，同时仍然允许写入机构可以改变存储单元的磁性状态。通过结合附图，举例说明本专利技术的原理，本专利技术的其它方面和优点将在接下来的详细描述中更加清晰。附图说明图1显示了一种现有技术的MRAM存储单元。图2显示了一个MRAM存储单元阵列。图3显示了使特定形状的MRAM存储单元改变状态所要求外部施加的磁场强度的曲线。图4显示了具有不同磁稳定性等级的MRAM存储单元的可能形状。图5显示了外加磁场强度曲线，该外加磁场强度用于使具有如图4所示形状的MRAM存储单元改变状态。图6显示了位于靠近不同形状的u型传导线处的存储单元。图7显示了外加磁场强度曲线，该外加磁场强度用于使处于靠近如图6中所示传导线处的MRAM存储单元改变状态。图8显示了位于距u型传导线不同距离处的存储单元。图9显示了外加磁场强度曲线，该外加磁场强度用于使位于距如图8中所示传导线不同距离处的MRAM存储单元改变状态。图10是根据本专利技术实施例的提供存储单元稳定性的方法的流程图。具体实施例方式正如用于说明目的的附图所示，本专利技术具体表现为一种提供存储单元稳定性的设备和方法，该存储单元位于靠近于能够设定存储单元磁性状态的写入线的位置。附图3显示了外加磁场强度曲线，该外加磁场强度用于使具有特定形状的MRAM存储单元改变状态。第一坐标轴是Hx坐标轴，第二坐标轴是Hy坐标轴。一个磁存储单元通常可以通过X轴和Y轴来物理表示。正如接下来要讨论的，通常，被描述的MRAM存储单元的X轴与MRAM存储单元最长截面尺寸相对应。通常地，MRAM存储单元最长截面尺寸与该MRAM存储单元最稳定的磁取向相对应。因此，MRAM存储单元的X轴通常就是该MRAM存储单元最稳定的磁取向。结果是，MRAM存储单元的两个稳定磁取向通常包括由该存储单元的X轴所定义的两个磁取向。附图3显示了外加磁场强度曲线，该外加磁场强度用来“翻转”或改变磁存储单元的磁取向。例如，附图3曲线中的第一象限305显示了对于所加的Hx磁场的不同值使MRAM存储单元改变磁性状态所需要的Hy磁场。第一个转换点310表明，对于Hy磁场强度的第一级Hyl，改变存储单元的磁性状态所要求的Hx磁场强度的第一级Hx1；第二个转换点320表明，对于Hy磁场强度的第二级Hy2，改变存储单元的磁性状态所要求的Hx磁场强度的第二级Hx2。第二个转换点320所需要的磁场强度Hx2大于第一个转换点310所需要的磁场强度Hx1。通常，MRAM存储单元越本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供存储单元［６１２］磁稳定性的方法，存储单元［６１２］位于靠近传导线［６１４］处同时靠近于可以设置存储单元［６１２］的磁性状态的写入机构，该方法包括：接收可从写入机构获得的最大磁场强度的表示；生成存储单元［６１２］相对 于传导线［６１４］的期望位置，用以提供存储单元［６１２］的稳定性，同时仍然允许写入机构能够改变存储单元［６１２］的磁性状态。

【技术特征摘要】
US 2003-4-29 10/4253521.一种提供存储单元[612]磁稳定性的方法，存储单元[612]位于靠近传导线[614]处同时靠近于可以设置存储单元[612]的磁性状态的写入机构，该方法包括接收可从写入机构获得的最大磁场强度的表示；生成存储单元[612]相对于传导线[614]的期望位置，用以提供存储单元[612]的稳定性，同时仍然允许写入机构能够改变存储单元[612]的磁性状态。2.如权利要求1所述提供存储单元磁稳定性的方法，其中写入机构为写入线。3.如权利要求2所述提供存储单元磁稳定性的方法，其中写入线是被包覆的[610]。4.如权利要求3所述提供存储单元磁稳定性的方法，其中被包覆的写入线是u形的。5.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：M沙马，MK巴塔查亚，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]