[发明专利]磁性存储单元的结构、存取方法以及磁性存储器电路

权利要求书

1.一种磁性存储单元结构，包括：

一磁性固定迭层，包括一上固定层与一下固定层，上述上固定层具有一磁化向量，而上述下固定层具有另一磁化向量，且上述上固定层与上述下固定层之间有足够大的一磁性耦合力并还有一磁性耦合间隔层，使上述上固定层的所述磁化向量被固定维持在一参考方向；

一隧道势垒层，位于上述磁性固定迭层之上；以及

一磁性自由迭层，位于上述隧道势垒层之上，其中上述磁性自由迭层包括一下自由层有一下磁化向量，以及一上自由层有一上磁化向量，上述下自由层与上述上自由层之间以另一磁性耦合间隔层隔离；

其中在不施加一操作磁场下，上述下磁化向量与上述上磁化向量为相互反平行，但是垂直于上述上固定层的上述参考方向。

2.如权利要求1所述之磁性存储单元结构，还包括一磁性偏压结构层，位于上述磁性自由迭层之上，其中上述磁性偏压结构层对上述磁性自由迭层产生一偏压磁场向量，使字元电流线的操作磁场方向与位元电流线的操作磁场方向所形成的二维向量平面上的一写入操作区域往上述二维向量平面的一磁场零点移动。

3.如权利要求2所述之磁性存储单元结构，其中上述偏压磁场向量与上述上自由层的上述上磁化向量平行或反平行。

4.如权利要求2所述之磁性存储单元结构，其中上述磁性偏压结构层是一磁性单层。

5.如权利要求2所述之磁性存储单元结构，其中上述磁性偏压结构层是一磁性迭层，上述磁性迭层至少包含一铁磁性金属层。

6.如权利要求1所述之磁性存储单元结构，其中上述磁性自由迭层的上述上自由层与上述下自由层包括铁磁性金属材料。

7.一种数据存取方法，适用于一磁性存储器装置中的一磁性存储单元结构，其中所述磁性存储单元结构为权利要求1所述之磁性存储单元结构，并且上述磁性存储器装置还包括一字元电流线以及一位元电流线，其中以上述磁性自由迭层的一易轴的方向为0度，上述数据存取方法包括：

一读取第一阶段，包括：

在上述字元电流线所产生的操作磁场方向施加一第一操作磁场给上述磁性存储单元；

在上述位元电流线所产生的操作磁场方向施加一第二操作磁场给上述磁性存储单元，其中上述字元电流线所产生的操作磁场方向与上述位元电流线所产生的操作磁场方向合之一总磁场方向实质上在上述易轴上，其中上述字元电流线所产生的操作磁场方向与上述位元电流线所产生的操作磁场方向的作用会改变上述磁性自由迭层的上述下磁化向量的方向，使与上述上固定层的上述磁化向量的方向趋向平行或反平行，在上述读取第一阶段中，上述字元电流线所产生的操作磁场方向与上述位元电流线所产生的操作磁场方向的夹角为90度，且与上述易轴方向的夹角为45度、135度、225度、或315度；以及

读取上述磁性自由迭层的上述下自由层与上述磁性固定迭层的一磁电阻值，上述磁电阻值与一参考磁电阻值比较后可以得知目前所储存的一二进位数据；

一读取第二阶段，包括关闭上述第二操作磁场；以及

一读取第三阶段，关闭上述第一操作磁场。

8.如权利要求7所述之数据存取方法，在上述读取第一阶段中，还包括在施加上述第二操作磁场之前，且含盖施加上述第一操作磁场之前的一段时间，施加相对上述第二操作磁场为反方向的一预先负方向磁场。

9.如权利要求8所述之数据存取方法，在上述读取第二阶段与上述读取第三阶段中，还包括当在关闭上述第二操作磁场之后，且含盖关闭上述第一操作磁场之后的一段时间，施加相对上述第二操作磁场为反方向的另一随后负方向磁场。

10.如权利要求7所述之数据存取方法，在上述读取第二阶段与上述读取第三阶段中，还包括当在关闭上述第二操作磁场之后，且含盖关闭上述第一操作磁场之后的一段时间，施加相对上述第二操作磁场为反方向的一随后负方向磁场。

11.如权利要求7所述之数据存取方法，还包括：

一写入第一阶段，是执行与上述读取第一阶段相同的步骤，其中如果上述二进位数据与一欲写入数据相同，则于执行上述读取第二阶段与上述读取第三阶段后结束；

一写入第二阶段，如果上述二进位数据与一欲写入数据不同，则先关闭上述第一操作磁场；以及

一写入第三阶段，关闭上述第二操作磁场。