【手続補正書】
【提出日】平成17年10月19日(2005.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】  
前記第１および第２の書込線の平行部分に流れる書込電流により生ずる磁界は、書込対象となる前記記憶セルにおいては互いに同一方向を向くように前記感磁層に印加される  
ことを特徴とする請求項５ないし請求項１１のいずれか一項に記載の磁気メモリデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
図２５は、図２４の矢印Ａの方向からみた記憶セルの断面構造を表している。ＴＭＲ素子２０５は、固定層２０７，絶縁層２０８および自由層２０９の積層体からなり、固定層２０７の磁化は図示の方向に固定され、自由層２０９の磁化は図示した両方向に反転可能である。ＴＭＲ素子２０５における書き込み状態は、自由層２０９と固定層２０７の磁化の相対方向、つまりは自由層２０９の磁化の方向によって決まる。しかしながら、従来では、書き込み時にビット線２０１，書込用ワード線２０２に電流を流し、自由層２０９に対し直交する２方向に磁界を誘導するようになっていた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
この磁気メモリデバイスでは、書込線は読出線とは完全に別体として設けられ、それゆえ、第１および第２の書込線の両方が双方向に電流を流すことが可能になっている。これらの書込線は、少なくとも一方が、第１の部分と第２の部分との間で折り返されたループ形状をなし、電流を往還させるようになっている。したがって、第１の部分と第２の部分では、大きさが等しく、相対的に反対向きの電流が流れる。さらにまた、第１および第２の書込線は、互いに平行に延びる複数の平行部分を形成するように少なくとも一方が曲折され、磁気抵抗効果素子はこれら平行部分に配置されている。すなわち、第１および第２の書込線の各々に、双方向制御された書込電流を供給することによって、平行部分では書込電流の向きが揃い、互いに強め合うように磁界が発生し、これら印加磁界に応じて感磁層の磁化方向が変化する。この場合、書込線の少なくとも一方がループ状であるために、第１，第２の書込線がともに同一である平行部分は複数形成される。そこで、磁気抵抗効果素子は、適正に動作するよう、書込電流の方向に対応して一意に選択可能であって２値状態を確実に書き込める位置に配置される。なお、本発明にいう「書込線が互いに平行」とは、製造上の誤差範囲±１０°を含んでいる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
まず書込回路系をみる。ここでは、書込用ワード線６Ｘ，書込用ビット線６Ｙ（以下、書込線６Ｘ，６Ｙ）の双方がループ状となっている。また、書込線６Ｘが、書込線６Ｙと交差する度に曲折され、矩形波状となることで、書込線６Ｘ，６Ｙが互いに平行となる平行部分が形成されている。すなわち、書込線６Ｘ，６Ｙの一対からは４つの平行部分が形成され、平行部分のそれぞれに磁気抵抗効果素子（１２Ａ，１２Ｂ）が配置されている。さらに、１つの記憶セル１２は、ワード線方向に隣接する一対の磁気抵抗効果素子１２Ａ，１２Ｂからなるものとされ、書込線６Ｘ（…，６Ｘn ，６Ｘn+1 ，…）には、折り返し部分を間に上段と下段のそれぞれに記憶セル１２が配設されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
ここでは、読出回路系は、記憶セル群１２Ｅｖ，１２Ｏｄによって分けられ、２系列設けられている。センスビット線２１Ａ，２１Ｂは、記憶セル群１２Ｅｖ，１２Ｏｄに対応して２本づつ設けられ、それぞれ、センスアンプ１３２Ｅｖ，１３２Ｏｄに接続されている。なお、同じビット列に対応するセンスアンプ１３２Ｅｖ，１３２Ｏｄは、同一のビットデコード値（…，Ｙn ，Ｙn+1 ，…）により選択される。また、センスアンプ１３２Ｅｖの群とセンスアンプ１３２Ｏｄの群は、別々にカスケード接続され、出力用マルチプレクサ１５３，出力バッファ１５４に接続される。センスアンプ１３２Ｅｖの出力とセンスアンプ１３２Ｏｄの出力は、出力用マルチプレクサ１５３にてグループ選択信号線１０６から入力される最下位ビットのアドレス信号Ａ0 に基づき、一方が選択される。選ばれたセンスアンプ出力は、出力バッファ１５４から読出データ信号（Ｄout ）として出力される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
Ｘ方向カレントドライブ１２３，Ｙ方向カレントドライブ１３３は、記憶セル１２への書き込みの際に、それぞれ書込線６Ｘ，書込線６Ｙに所定の大きさの電流を供給するための定電流源回路である。ここでは、カレントドライブ１２３，１３３には、それぞれ、書込線６Ｘ，６Ｙの一端がドライプポイントＡに、他端がドライブポイントＢに接続され、ドライブポイントＡ→Ｂ、またはドライブポイントＢ→Ａの双方向に電流が供給可能となっている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
図５は、この場合に書込用論理制御部で行われる論理制御の対応表であり、図６は書込用論理制御部の具体的一例を示している。「記憶セル１２Ｅｖ，記憶セル１２Ｏｄのどちらに何を書き込むか」には、対応表に示した４通りがあり、番地選択信号Ａ0 ，データ信号Ｄinによって一意に決まる。なお、ここでは、カレントドライブ１２３，１３３において電流をドライブポイントＡ→Ｂの方向に流す場合のデータ信号ＸDin,ＹDin を「１」とし、ドライブポイントＢ→Ａの方向に流す場合のデータ信号ＸDin,ＹDin を「０」としている。書込用論理制御部１５２は、入力される番地選択信号Ａ0 ，データ信号Ｄinにより識別される４通りの制御内容に、カレントドライブ１２３およびカレントドライブ１３３における供給電流方向の４つの動作パターンを１対１に対応させるように、データ信号ＸDin,ＹDin を決定する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
第１の差動スイッチ対６１は、スイッチＱ１，Ｑ２からなる。スイッチＱ１，Ｑ２は、電源Ｖccと書込線６の端部Ａ，Ｂの間に設けられ、いずれか一方がオン状態，他方がオフ状態となることで、端部Ａ，Ｂの一方に電源Ｖccからの電流を流入させる。第２の差動スイッチ対６２は、スイッチＱ３，Ｑ４からなる。スイッチＱ３，Ｑ４は、書込線６の端部Ａ，Ｂと接地との間に設けられ、いずれか一方がオン状態，他方がオフ状態となることで、端部Ａ，Ｂの一方を接地まで導き、電流を流出させる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
よって、スイッチＱ１とスイッチＱ４が閉じ、スイッチＱ２とスイッチＱ３が開いている間は、書込線６に点線方向の電流が流れる。また、スイッチＱ１とスイッチＱ４が開き、スイッチＱ２とスイッチＱ３が閉じている間は、書込線６には実線方向の電流が流れる。このような第１および第２の差動スイッチ対６１，６２の相補的な動作は、差動制御手段６３により制御される。差動制御手段６３は、例えばスイッチＱ５，Ｑ６からなり、スイッチＱ３，Ｑ４のオン／オフ状態を差動センシングし、そのセンシング結果に基づいてスイッチＱ１，Ｑ２のオン／オフを制御することによって２つの差動スイッチ対６１，６２を協働させる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
また、 (2)書込線における定電流制御能は、電流量制御部６５によって実現される（図８参照）。電流量制御部６５は、書込線６よりも接地側に設けられ、書込線６から流れ出る電流の量を固定するように機能する。この電流量がすなわち書込線６における電流量であるから、書込線６では、その抵抗値によらず常に一定量の電流が流れることになる。ちなみに、従来のカレントドライブでは、電流量制御は書込線に供給する前段で行うほかなく、これほど完全な定電流制御は実現していなかった。なお、図８では、電流量制御部６５をスイッチＱ３，Ｑ４の各々と接地との間に設けられた２つの定電流源としたが、これは電流経路に沿って説明するための等価回路的な表現であり、実際にはトランジスタＱ３とトランジスタＱ４に共通配線された１つの定電流回路であってよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
出力線５１Ａ，５１Ｂからの出力は、読出用データバス１０５によって読出用マルチプレクサ１５３，出力バッファ１５４に送出される。なお、トランジスタ２２Ａ，２２Ｂ、抵抗器２３Ａ，２３Ｂおよびセンスアンプ１３２は、対をなす素子同士の特性がよく揃っている必要がある。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
よって、センシング電流は、Ｙn 番目のセンスビット線２１Ａ，２１Ｂから、それぞれ磁気抵抗効果素子１２Ａとダイオード１３Ａ，磁気抵抗効果素子１２Ｂとダイオード１３Ｂを通り、共にＸn 番目のセンスワード線３１へと流れ込み、さらに、定電流回路１２２を構成するトランジスタ３３のコレクタ−エミッタ間を通り、電流制限抵抗器３４から接地へと抜ける。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
センスアンプ１３２（１３２Ｅｖ，１３２Ｏｄ）の出力は、出力線５１Ａ，５１Ｂから、読出用データバス１０５を経由し、最終的には読出用マルチプレクサ１５３，出力バッファ１５４に入力される。読出用マルチプレクサ１５３では、グループ選択信号線１０６を介して入力される番地選択信号Ａ0 に応じ、センスアンプ１３２Ｅｖの出力とセンスアンプ１３２Ｏｄの出力の一方が選ばれ、出力バッファ１５４に入力される。出力バッファ１５４は、入力された信号電圧を増幅し、２値信号として外部データ端子Ｄ0 〜Ｄ7 から出力する。こうして、読み出し対象である記憶セル１２の出力が、読出データ信号（Ｄout ）として外部へ出力される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
ワード選択線７５は、ここでは、ワード列ごとのトランジスタ７４Ａ，７４Ｂのベース端子に共通に接続されている。トランジスタ７４Ａ，７４Ｂは、それぞれ、コレクタ端子がセンスビット線２１Ａ，２１Ｂに接続され、エミッタ端子が磁気抵抗効果素子１２Ａ，１２Ｂの読出センシング用導線１１に接続されている。なお、第１の実施の形態では、磁気抵抗効果素子１２Ａ，１２Ｂの各々とセンスワード線３１の間に、逆流防止用ダイオード１３Ａ，１３Ｂを設けるようにしていたが、本実施の形態では、トランジスタ７４Ａ，７４Ｂが自身のオン／オフにより、逆流防止用ダイオード１３Ａ，１３Ｂに代わって逆流防止機能を果たすようになっている。また、ここでは、センスワード線３１は１つの定電流回路に共通に接続されている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５１】
さらに、上記実施の形態では、磁気抵抗効果素子１２Ａ，１２Ｂへの書き込みにおいて、第２の磁性層３に印加する磁界の向きを積極的に揃えるようにしたが、本発明は、このように印加磁界を単一方向成分のみ（磁界成分が互いに平行）とする場合だけではなく、第１および第２の書込線を平行とした結果、書込線ごとに誘導される磁界が互いに直交しなくなった場合にも有効である。すなわち、感磁層の磁化を反転させて２値信号に対応した２状態を形成するには、書込電流の方向を反転させることにより印加磁界を反転させねばならない。従来、書込線が直交配線されていた場合には、１方の書込線に双方向に電流を流すことができれば（１つの磁界成分が反転できれば）、他方の電流方向を固定しても（他方の磁界成分の方向は一定であっても）、全体として印加磁界は対称な２状態を形成できる。これは、磁界成分が直交するためである。しかしながら、書込線を平行とすると、その１方の電流方向が固定されれば、２状態に対応する対称な磁界を発生させることはできない（図３１参照）。つまり、第１および第２の書込線を互いに平行とするとき、両者はともに双方向に電流を流すように構成される必要がある。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004303306.tif 000001
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2004303306.tif 000002
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2004303306.tif 000003