[发明专利]自参考型MRAM元件及其读取方法

权利要求书

1.自参考型的随机存取存储器元件，包括：

具有结阻抗的磁隧道结，包括：

存储层，具有当磁隧道结处于低温阈值时沿着第一方向被牵制的存储磁化强度；

感测层，具有感测磁化强度；以及

隧道阻挡层，被包括在所述存储层和所述感测层之间；

所述磁隧道结具有与高结阻抗值和低结阻抗值之间的差相对应的磁阻，在所述高结阻抗值处所述感测磁化强度反平行于所述存储磁化强度，以及在所述低结阻抗值处所述感测磁化强度平行于所述存储磁化强度；

该随机存取存储器元件进一步包括：

对准设备，被布置用于沿着与所述第一方向垂直的第二方向提供具有磁各向异性的感测磁化强度；以及

第一场线，用于提供第一读取磁场，其适于围绕所述第二方向调整所述感测磁化强度，以便在至少是所述磁阻的20%的范围内改变所述结阻抗；

所述对准设备被进一步布置，使得所述结阻抗在所述范围内线性变化。

2.根据权利要求1的随机存取存储器元件，其中所述对准设备包括第二反铁磁性层，其与所述感测层交换耦合，以便当磁隧道结处于低温阈值时并且在不存在第一读取磁场的情况下，沿着所述第二方向牵制所述感测磁化强度。

3.根据权利要求2的随机存取存储器元件，其中所述第二反铁磁性层和所述感测层之间的交换耦合是这样的，使得当磁隧道结处于低温阈值时并且当施加所述第一读取磁场时，所述感测磁化强度是围绕所述第二方向可调整的。

4.根据权利要求2的随机存取存储器元件，其中所述第二反铁磁性层和所述感测层之间的交换耦合使阻抗响应曲线漂移，使得所述结阻抗在所述范围内线性变化。

5.根据权利要求1的随机存取存储器元件，其中所述对准设备包括第二场线，其与第一场线正交，并且适于施加第二场电流，以便使所述感测磁化强度沿着所述第二方向饱和。

6.根据权利要求1的随机存取存储器元件，进一步包括

第一反铁磁性层，其交换耦合所述存储层，以便当所述磁隧道结处于低温阈值时且当施加第一读取磁场时，沿着第一方向牵制所述存储磁化强度。

7.一种用于读取随机存取存储器元件的方法，

所述随机存取存储器元件包括：

磁隧道结，包括具有存储磁化强度的存储层，当所述磁隧道结处于低温阈值时沿着第一方向牵制所述存储磁化强度，具有感测磁化强度的感测层，以及包括在所述存储层和所述感测层之间的隧道阻挡层，所述磁隧道结具有与高结阻抗值和低结阻抗值之间的差相对应的磁阻，在所述高结阻抗值处所述感测磁化强度反平行于所述存储磁化强度，以及在所述低结阻抗值处所述感测磁化强度平行于所述存储磁化强度；

对准设备，被布置用于沿着与所述第一方向垂直的第二方向提供具有磁各向异性的感测磁化强度；以及

第一场线，用于提供第一读取磁场；

所述方法包括：

在第一读取方向上调整所述感测磁化强度；

测量第一结阻抗值；

在第二读取方向上调整所述感测磁化强度；以及

测量第二结阻抗值；

其中所述调整感测磁化强度在至少是所述磁阻的20%的范围内围绕所述第二方向而执行；并且其中

所述结阻抗在所述范围内线性变化。

8.根据权利要求7的方法，其中所述调整感测磁化强度包括通过在第一场线中传递第一读取电流来施加第一读取磁场。