[发明专利]磁阻随机存储器

说明书

技术领域

本公开大体上涉及的是集成电路，而更具体地涉及的是磁阻随机存储器(MRAM)。

背景技术

磁阻随机存储器(MRAM)将数据存储在磁阻存储器，例如，磁性隧道结(MTJ)中。通过测量MRAM单元的电阻来读取MRAM，该电阻根据MRAM单元中的MTJ的磁场极性进行变化。通过使用电流(阈值/临界电流)存储MTJ中的磁场极性来将数据写入到MRAM单元中。该阈值电流影响MRAM的功耗。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种磁阻随机存储器(MARM)单元，包括：磁隧道结(MTJ)；顶电极，设置在所述MTJ上方；底电极，设置在所述MTJ下方；以及感应线，设置在所述MTJ上方或下方，其中，所述感应线被配置为在所述MTJ处产生磁场。

在该MRAM单元中，所述感应线设置在所述MTJ正上方或正下方。

在该MRAM单元中，所述感应线包括用于在所述MTJ处产生所述磁场的拱形部分。

在该MRAM单元中，所述感应线被设置在所述MTJ的一侧。

在该MRAM单元中，进一步包括：第二感应线，所述第二感应线被配置为在所述MTJ处产生磁场。

在该MRAM单元中，如果所述感应线设置在所述MTJ上方，那么所述感应线形成在不同于所述顶电极的层中，如果所述感应线设置在所述MTJ下方，那么所述感应线形成在不同于所述底电极的层中。

在该MRAM单元中，所述MTJ包括自由层、固定层、以及设置在所述自由层和所述固定层之间的绝缘体，所述固定层具有固定的磁极，所述自由层具有可变的磁极。

在该MRAM单元中，所述MTJ具有卵形或椭圆形形状。

在该MRAM单元中，所述MRAM单元是自旋转矩(STT)MRAM单元。

根据本发明的另一方面，提供了一种MRAM单元阵列写入电路，包括：多个MRAM单元，布置在行和列所组成的阵列中，每个MRAM单元均包括磁隧道结(MTJ)，设置在所述MTJ上方的顶电极、设置在所述MTJ下方的底电极；至少一条感应线，相对于两列MRAM单元中的每列设置，每条感应线均被配置为在相对每条所述感应线设置的所述MTJ处产生磁场；以及至少一个电流源，用于向所述至少一条感应线提供电流。

在该MRAM单元阵列写入电路中，所述至少一条感应线包括感应线对，所述感应线对设置在所述MTJ的每个单个列的所述MTJ的相对侧上。

在该MRAM单元阵列写入电路中，在写入操作期间，电流从至少一个电流源以相反方向流经所述感应线对。

在该MRAM单元阵列写入电路中，在写入操作期间，电流从至少一个电流源以相同方向流经所述感应线对。

在该MRAM单元阵列写入电路中，对于每两列MARM单元，所述至少一条感应线包括仅一条感应线，每列MRAM单元具有仅一条与其相连接设置的感应线。

在该MRAM单元阵列写入电路中，所述至少一个电流源包括为多条感应线提供电流的电流源以及选择性地将所述电流源与所述多条感应线相连接的多个开关。

在该MRAM单元阵列写入电路中，所述至少一个电流源包括与多条对应的感应线相连接的多个电流源。

根据本发明的又一方面，提供了一种磁阻随机存储器(MRAM)单元，包括：磁隧道结(MTJ)，具有卵形形状或具有短(X)轴和长(Y)轴的椭圆形形状；顶电极，设置在所述MTJ上方；底电极，设置在所述MTJ下方；以及感应线，设置在所述MTJ上方或下方；其中，所述感应线被配置成在所述MTJ处产生磁场。

在该MRAM单元中，所述感应线设置在所述MTJ的一侧并且大体上平行于所述MTJ的所述长(Y)轴，以在所述MTJ处产生垂直磁场。

在该MRAM单元中，所述感应线设置在所述MTJ的一侧并且大体上平行于所述MTJ的所述短(X)轴，以在所述MTJ处产生平行磁场。

在该MRAM单元中，所述感应线包括拱形部分，所述拱形部分被设置为在所述MTJ处产生垂直于所述MTJ的所述短(X)轴和长(Y)轴的磁场。

在该MRAM单元中，至少一部分所述感应线设置在所述MTJ正上方或正下方，并且大体上平行于所述MTJ的所述长(Y)轴，以在所述MTJ处产生垂直磁场。

在该MRAM单元中，至少一部分所述感应线设置在所述MTJ正上方或正下方，并且大体上平行于所述MTJ的所述短(X)轴，以在所述MTJ处产生平行磁场。

附图说明