[发明专利]使用字线过度驱动和高k金属栅极提升磁性隧道结的编程电流

权利要求书

1.一种操作磁阻随机存取存储器(MRAM)单元的方法，所述方法包括：

设置磁阻随机存取存储器单元，所述磁阻随机存取存储器单元包括：

磁性隧道结(MTJ)器件；和

选择器，包括串联至所述MTJ器件的源极-漏极路径；

向所述选择器的栅极施加过度驱动电压以使所述选择器由截止状态变为导通状态，以完成对所述磁阻随机存取存储器单元的写或读操作；以及

向逻辑电路提供正电源电压，所述逻辑电路在与所述磁阻随机存取存储器单元相同的芯片中，其中，所述过度驱动电压高于所述正电源电压，

其中，所述选择器和所述逻辑电路中的逻辑MOS器件同时形成，

其中，所述选择器和所述逻辑电路中的逻辑MOS器件的栅电极、栅极介电层、源极和漏极区域的材料和厚度不同，并且所述选择器和所述逻辑电路中的逻辑MOS器件的栅极宽度-长度比不同，

该方法，还包括：在施加所述过度驱动电压的周期内，施加流过所述磁阻随机存取存储器单元中的所选一个的磁性隧道结器件的电流；以及

在所述周期内，向连接至所述磁阻随机存取存储器单元的所选一个的多条位线中的一条以及连接至所述磁阻随机存取存储器单元的所选一个的多条源极线中的一条分别施加高电压和低电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过度驱动电压比所述正电源电压高大2.5伏以上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过度驱动电压比所述正电源电压高大110％以上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择器具有基本与所述逻辑电路中的逻辑金属氧化物半导体(MOS)器件相同的栅极结构。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择器的栅极包括：栅极介电层，具有大于7.0的k值；以及金属栅电极，在所述栅极介电层上方。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，以脉冲形式施加所述过度驱动电压，以及其中，所述方法还包括：在施加所述过度驱动电压的周期内，施加电流以写入所述磁性隧道结器件，

其中，所述磁阻随机存取存储器单元包括连接至位线的第一端和连接至源极线的第二端，以及其中，施加所述电流的步骤包括：向所述位线和所述源极线分别施加高电压和低电压。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述高电压等于或者低于所述过度驱动电压。