(57)【要約】【課題】メモリセルへの書込みをより確実に行う手段を提供する。【解決手段】本発明は、磁気メモリセルのための書込み電流を生成するための装置及び方法を含む。この装置は、書込み電流を生成するための書込み電流発生器(510)を備える。この装置は、さらに、少なくとも１つのテスト磁気メモリセル(530)を含む。この少なくとも１つのテスト磁気メモリセル(530)の切替え応答により、書込み電流発生器(510)によって生成される書込み電流の量が決定される。磁気メモリセルのための書込み電流を決定するための方法は、テスト磁気メモリセルにテスト書込み電流を供給するステップと、テスト磁気メモリセルの磁気状態を検知してテスト磁気メモリセルの切替え応答を判定するステップと、切替え応答に依存する量を有する書込み電流を生成するステップを含む。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気メモリセル（５２０）のための書込み電流を生成するための装置であって、
書込み電流を生成するための書込み電流発生器（５１０）であって、該書込み電流が前記磁気メモリセル（５２０）に磁気的に結合されることからなる、書込み電流発生器と、
少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）であって、前記書込み電流が該少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）に磁気的に結合されることからなる、少なくとも１つのテスト磁気メモリセル
とを備え、
前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）の切替え応答は前記書込み電流発生器（５１０）によって生成される前記書込み電流の大きさを決定することからなる、装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）に磁気的に結合される前記書込み電流は一連のパルスを含み、該パルスは極性が交互に入れ替わることからなる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）の論理状態を検出するためのテスト磁気メモリセル状態検出器（６９０）をさらに備え、該テスト磁気メモリセル状態検出器（６９０）の出力は前記書込み電流発生器（５１０）にフィードバックされることからなる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記書込み電流発生器（５１０）は、容易軸書込み電流（６４０）と、困難軸書込み電流（６５０）とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）は２つのテスト磁気メモリセルを含み、該２つのテスト磁気メモリセルの基準層は反対の方向に向けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記書込み電流は、前記困難軸書込み電流をデフォルト値に設定し、少なくとも１つの磁気メモリセルが磁気的な向きを切り替えるまで前記容易軸書込み電流をインクリメントし、Ｉｅａｓｙ１電流値を格納することによって少なくとも部分的に決定される、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記書込み電流は、前記困難軸書込み電流をゼロ値に設定し、少なくとも１つの磁気メモリセルが磁気的な向きを切り替えるまで前記容易軸書込み電流をインクリメントし、Ｉｅａｓｙ２電流値を格納することによって少なくとも部分的に決定されることからなる、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記書込み電流は、前記困難軸書込み電流をゼロ値に設定し、少なくとも１つの磁気メモリセルが磁気的な向きを切り替えるまで前記容易軸書込み電流をインクリメントし、Ｉｅａｓｙ２電流値を格納することによって少なくとも部分的に決定されることからなる、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記書込み電流は、前記Ｉｅａｓｙ１電流値と前記Ｉｅａｓｙ２電流値の平均をとることによって少なくとも部分的に決定されることからなる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記書込み電流は時間にわたってモニタされる、請求項４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に電子メモリに関する。より詳細には、本発明は、磁気メモリセルのための書込み電流を生成するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不揮発性メモリは、メモリに接続される電源がオフされる場合であっても、その内容（データ）を保持するメモリである。磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）は１つのタイプの不揮発性メモリである。ＭＲＡＭは、ＭＲＡＭ内のＭＲＡＭセルの磁界の向きを設定することにより、論理状態、すなわちビットを格納することを含む。磁界の向きは、ＭＲＡＭセルへの電源がオフされるときでも保持される。
【０００３】
図１はＭＲＡＭセル１００を示す。ＭＲＡＭメモリセル１００は、軟磁性領域１２０と、誘電体領域１３０と、硬磁性領域１１０とを含む。軟磁性領域１２０内の磁化の向きは一定ではなく、矢印Ｍ１によって示されるような２つの安定した向きを示すことができる。硬磁性領域１１０（ピン止めされた磁性領域とも呼ばれる）は、矢印Ｍ２によって示されるような固定された磁気的な向きを有する。誘電体領域１３０は一般的に、軟磁性領域１２０と硬磁性領域１１０との間を絶縁する。
【０００４】
ＭＲＡＭメモリセルは一般的に、ワード線（ＷＬ：ワードライン）とビット線（ＢＬ：ビットライン）との交点に近接して配置される。ワード線およびビット線はメモリセルの磁気的な状態を設定するために、またはメモリセルの既存の磁気的な状態を読み取るために用いられることができる。図１は、ＭＲＡＭメモリセル１００の磁気的な状態を設定するために用いることもできる隣接ワード線（近接ワード線ともいう）も備える。隣接ワード線の中に流れる電流Ｉによって、矢印１５０によって示されるような磁界が誘導されることができる。その誘導される磁界は、ＭＲＡＭメモリセル１００の磁気的な状態を設定することができる。
【０００５】
先に記載されたように、軟磁性領域１２０の磁化の向きは２つの安定した向きを示すことができる。これらの２つの向きは、硬磁性領域１１０の磁気的な向きに対して平行か、反平行かのいずれかであり、ＭＲＡＭメモリセル１００の論理状態を決定する。軟磁性領域１２０は一般的にセンス層あるいはデータ層と呼ばれ、硬磁性領域１１０は一般的にピン止め層あるいは基準層と呼ばれる。
【０００６】
ＭＲＡＭメモリセルの磁気的な向きは、ワード線およびビット線の中に流れる電流を制御することにより、それゆえその電流によって誘導される対応する磁界によって、設定される（書き込まれる）ことができる。ワード線およびビット線の組み合わせは、選択されたメモリセルの磁化の向きを切り替えるように（すなわち、メモリセルに書込みを行うように）動作するので、ワード線およびビット線はまとめて書込み線と呼ぶことができる。さらに、ワード線は、メモリセルに格納された論理値を読み出すためにも用いることができる。ビット線およびワード線に加えられる電流は、ビット線およびワード線の中に流れる電流の方向、すなわちビット線およびワード線の中に流れる電流によって生成される誘導磁界の方向に基づいて、データ層の磁化の向きを設定する。
【０００７】
ＭＲＡＭメモリセルは、ＭＲＡＭメモリセルの両端間の抵抗を読み取ることにより読み出される。その抵抗はワード線およびビット線を通して読み取られる。一般的に、磁気メモリセルの論理状態（たとえば「０」あるいは「１」）は、データ層および基準層内の磁化の相対的な向きに依存する。たとえば、トンネル磁気抵抗メモリセル（トンネル接合メモリセル）では、データ層および基準層に電気的なポテンシャルバイアスがかけられるとき、中間層（典型的にはトンネル障壁層と呼ばれる薄い誘電体層）を通って、データ層と基準層との間で電子が移動する。障壁層を通って電子が移動することは、量子力学的トンネル現象あるいはスピントンネル現象と呼ばれる場合もある。その論理状態は、メモリセルの抵抗を測定することにより判定されることができる。たとえば、そのデータ記憶層内の磁化の全体的な向きが基準層の磁化のピン止めされた向きに対して平行である場合には、磁気メモリセルは低抵抗の状態にある。逆に、そのデータ記憶層内の磁化の全体的な向きが基準層の磁化のピン止めされた向きに対して反平行である場合には、磁気メモリセルは高抵抗の状態にある。先に述べられたように、磁気メモリセルに格納されるビットの論理状態は、外部磁界をかけて、データ層の磁化の全体的な向きを変更することにより書き込まれる。外部磁界は、高抵抗状態と低抵抗状態との間で磁気メモリセルを切り替える切替え磁界と呼ばれる場合もある。
【０００８】
図２はＭＲＡＭメモリセルのアレイ２１０を示す。各ＭＲＡＭメモリセルの論理状態は、ビット線（ＢＬ）およびワード線（ＷＬ）の中に流れる電流から誘導される磁界によって磁気的に設定されることができる。ビット線（ＢＬ）およびワード線（ＷＬ）によって生成される磁界は、ＭＲＡＭメモリセルのアレイ２１０のうちの選択されたメモリセルの磁化の向きを確実に設定するだけの十分な大きさを有することが重要である。
【０００９】
一般的に、ビット線およびワード線の選択は、行デコーダ２２０および列デコーダ２３０を通して行われる。メモリセルの論理状態はセンス増幅器２４０によって判定される。
【００１０】
ＭＲＡＭメモリセルのアレイ２１０は、メモリセルに書込みを行う際に、半選択誤り（half-select error。または半選択エラー）を受けることがある。メモリセルは、特定のビット線（ＢＬ）を選択すること、および特定のワード線（ＷＬ）を選択することによって選択される。半選択誤りは、選択されたビット線および選択されないワード線に関連するメモリセルが状態を変更するとき、あるいは選択されないビット線および選択されたワード線に関連するメモリセルが状態を変更するときに生じる。半選択誤りは、ＭＲＡＭメモリの性能を劣化させるのは明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＭＲＡＭメモリセルのアレイ内のＭＲＡＭメモリセルの半選択誤りを最小限に抑えることが望ましい。さらに、ＭＲＡＭメモリセルへの書込み動作が一貫しており、かつ信頼性が高くなるようにすることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は磁気メモリセルへの書込みを行う装置および方法を含む。その装置および方法は、一貫性があり、かつ信頼性が高いＭＲＡＭメモリセルへの書込み動作を提供しながら、半選択誤りを最小限に抑える。
【００１３】
本発明の一実施形態は、磁気メモリセルのための書込み電流を生成するための装置を含む。本装置は、書込み電流を生成するための書込み電流発生器であって、書込み電流は磁気メモリセルに磁気的に結合される、書込み電流発生器を含む。本装置はさらに、少なくとも１つのテスト磁気メモリセルであって、書込み電流は少なくとも１つのテスト磁気メモリセルに磁気的に結合される、少なくとも１つのテスト磁気メモリセルを含む。少なくとも１つのテスト磁気メモリセルの切替え応答が、書込み電流発生器によって生成される書込み電流の大きさを決定する。
【００１４】
本発明の別の実施形態は、磁気メモリセルのための書込み電流を決定するための方法を含む。本方法は、テスト磁気メモリセルにテスト書込み電流を供給するステップと、テスト磁気メモリセルの磁気的な状態を読み取ってテスト磁気メモリセルの切替え応答を判定するステップと、その切替え応答に依存する大きさを有する書込み電流を生成するステップを含む。
【００１５】
本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を例示する、添付の図面とともに以下に記載される詳細な説明から明らかになるであろう。
【実施例】
【００１６】
本発明は磁気メモリセルへの書込みを行う装置および方法を含む。その装置および方法は、一貫性があり、かつ信頼性が高いＭＲＡＭメモリセルへの書込み動作を提供しながら、半選択誤りを最小限に抑える。
【００１７】
図３は、磁気メモリ書込み電流と起こり得るメモリ書込み誤りとの関係を示すプロット図である。
【００１８】
図３は、磁気メモリセルのアレイ内にある磁気メモリセルへの書込み電流がＩ２よりも大きい場合には、そのアレイ内の磁気メモリセルは半選択誤りを受ける可能性が高いことを示す。先に記載されたように、半選択誤りは、選択されたビット線および選択されないワード線に関連するメモリセルが状態を変更するとき、あるいは選択されないビット線および選択されたワード線に関連するメモリセルが状態を変更するときに生じる。一般的に、半選択誤りは、書込み電流が多すぎるときに生じ、所望のメモリセルよりも多くのメモリセルが磁気的に状態変化を引き起こすようになる。
【００１９】
また図３は、書込み電流がＩ１未満であるときに、メモリセル書込み誤りが生じることも示す。基本的には、書込み電流が閾値（Ｉ１）未満であるとき、その書込み電流によって生成される磁流が小さすぎて、メモリセルに磁気的に書込みを行うことができない。
【００２０】
図３によって示唆されるように、一般的に、磁気メモリセルのアレイ内の磁気メモリセルのための最適な書込み電流範囲が存在する。最適な範囲は、磁気メモリセルに確実に書込みを行うだけの十分な大きさを有するが、磁気メモリセルのアレイ内の他の磁気メモリセルにおいて半選択誤りが生じないほど十分に小さい。
【００２１】
図４は、ＭＲＡＭメモリセルが状態を変更できるようにするために必要とされる、外部からかけられる磁界の強さを示すプロット図である。第１の軸はＨｘ軸であり、第２の軸はＨｙ軸である。磁気トンネル接合メモリセルは一般的に、Ｘ軸およびＹ軸によって物理的に表されることができる。一般的に、描写される磁気トンネル接合メモリセルのＸ軸は、磁気トンネル接合メモリセルの最も長い断面寸法に相当する。一般的に、磁気トンネル接合メモリセルの最も長い断面寸法は、磁気トンネル接合メモリセルの最も安定した磁気的な向きに対応する。それゆえ、磁気トンネル接合メモリセルのＸ軸は一般的に、磁気トンネル接合メモリセルの最も安定した磁気的な向きである。結果として、磁気トンネル接合メモリセルの２つの安定した磁気的な向きは、メモリセルのＸ軸によって定義されるような２つの磁気的な向きを含む。
【００２２】
図４は、磁気メモリセルの軟磁性領域の磁気的な向きを「反転」あるいは変更するために必要とされる磁界の強さを示す。たとえば、図４のプロットの第１象限４０５は、種々の値のＨｙ磁界がかけられる場合に、ＭＲＡＭメモリセルが磁気的な状態を変更できるようにするために必要とされるＨｘ磁界を示す。第１の切替え点４１０は、Ｈｙ磁界の強さが第１のレベルＨｙ１である場合に、メモリセルの磁気的な状態を変更するために必要とされるＨｘ磁界の強さが第１のレベルＨｘ１であることを示唆する。第２の切替え点４２０は、Ｈｙ磁界の強さが第２のレベルＨｙ２である場合に、メモリセルの磁気的な状態を変更するために必要とされるＨｘ磁界の強さが第２のレベルＨｘ２であることを示唆する。第２の切替え点４２０の必要とされるＨｘ２磁界の強さは、第１の切替え点４１０の必要とされるＨｘ１磁界の強さよりも大きい。
【００２３】
磁気メモリセルのＨｘ、Ｈｙ切替え特性を用いて、半選択誤りを最小限に抑えることができる。より具体的には、選択されたメモリセルのＨｙ磁界を高めることにより、磁気メモリセルに書込みを行うために必要とされるＨｘ磁界が減少する。それゆえ、磁気メモリセルのアレイ内の他の選択されない磁気メモリセルは、無視することができるＨｙ磁界を含み、それゆえ、状態を変更できるようにするために、より大きなＨｘ磁界が必要とされる。物理的にビット線とワード線の交点に配置される選択されたメモリセルは、半選択誤りを最小限に抑えることが適度に可能である程度の大きさのＨｙ磁界を有する書込み電流を含む必要がある。
【００２４】
磁気メモリセルのＨｙ、Ｈｘ切替え特性を用いて、書込み誤りを最小限に抑えることもできる。より具体的には、選択されたＨｘに対して、Ｈｙ磁界を選択して、選択されたメモリセルが適切に書き込まれることを確実にすることができる。すなわち、選択された磁気メモリセルへの確実な書込みを保証するＨｙ磁界を選択することができる。当然、Ｈｙ磁界は、先に記載された半選択誤りが生じるほど大きくすることはできない。
【００２５】
図５は本発明の一実施形態を示す、この実施形態は、磁気メモリセルのための書込み電流を生成するための装置を含む。書込み電流発生器５１０が書込み電流を生成する。行選択線および列選択線に依存して、書込み電流は、磁気メモリセル５２０のアレイ内の選択された磁気メモリセルに磁気的に結合される。
【００２６】
図５の実施形態は、少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（試験用磁気メモリセル）５３０を含む。書込み電流発生器５１０によって生成された書込み電流は、少なくとも１つのテスト磁気メモリセル５２０に磁気的に結合される。少なくとも１つのテスト磁気メモリセルの切替え応答を用いて、書込み電流発生器によって生成される書込み電流の大きさを決定することができる。
【００２７】
テスト磁気メモリセルの応答を用いて、最適な書込み電流を決定することができる。すなわち、テスト磁気メモリセルの応答を用いて、書込み電流が磁気メモリセル５２０のアレイ内の選択されたメモリセルに確実に書込みを行うだけの十分な大きさを有するが、磁気メモリセルのアレイ内の半選択誤りが最小限に抑えられるほど十分に小さい、先に記載された最適な書込み電流範囲を決定することができる。
【００２８】
図６は本発明の別の実施形態を示す。この実施形態は、最適な書込み電流を如何にして決定することができるかをさらに詳細に示す。この実施形態の書込み電流発生器５１０は、容易軸電流デジタル／アナログ変換器（ＩＡＤＣ）６４０と、困難軸ＩＡＤＣ６５０とを備える。容易軸ＩＡＤＣ６４０および困難軸ＩＡＤＣ６５０は、プロット６９２に示されるような一連のパルス状の書込み信号を生成する。そのパルスは、磁界を誘導することができる電流の形をとる。
【００２９】
容易軸スイッチ６７０が容易軸ＩＡＤＣ６４０のパルス状の書込み信号（６９２）を受信し、パルスの極性を入れ替える。すなわち、容易軸スイッチ６７０は、容易軸ＩＡＤＣ６４０のパルス状の書込み信号を含むスイッチ出力を生成する。そのパルス状の信号（６９４で示される）の極性（正および負）はパルス毎に入れ替わる。
【００３０】
この実施形態は困難軸スイッチを含まない。困難軸ＩＡＤＣ６５０の単極のパルス状書込み信号はテスト磁気メモリセル５２０に結合される。
【００３１】
容易軸ＩＡＤＣ６４０および容易軸スイッチ６７０の極性が交互に入れ替わるパルスは、テスト磁気メモリセル５２０の容易軸に沿った、極性が交互に入れ替わるパルス状の磁界を与える。困難軸ＩＡＤＣ６５０の単極のパルスは、テスト磁気メモリセル５２０の困難軸に沿った、単極のパルス状の磁界を与える。
【００３２】
コントローラ６１０が容易軸ＩＡＤＣ６４０および困難軸ＩＡＤＣ６５０のタイミングおよび振幅の制御を行う。センス増幅器（または、テスト磁気メモリセル状態検出器）６９０がテスト磁気メモリセル５２０の論理状態を読み取る。センス増幅器６９０はコントローラに接続されており、コントローラはテスト磁気メモリセル５２０の論理状態を判定することができる。
【００３３】
本発明の１つの動作モードでは、コントローラが困難軸ＩＡＤＣ６５０をデフォルト値に設定すること含む。その後、コントローラは容易軸ＩＡＤＣ６４０を０に設定し、容易軸ＩＡＤＣ６４０によって生成される交互に入れ替わるパルス状の磁界に起因して、テスト磁気メモリセルがその状態を変更したことをコントローラが検知するまで、容易軸ＩＡＤＣ６４０をインクリメントする。その後、コントローラはこの第１の容易軸ＩＡＤＣ６４０の値を格納する。これは、テスト磁気メモリセルに確実に書込みを行うために必要とされる最小容易軸ＩＡＤＣ６４０電流値を表す。その後、コントローラは困難軸ＩＡＤＣ６５０を０に設定する。その後、コントローラは、容易軸ＩＡＤＣ６４０によって生成される交互に入れ替わるパルス状の磁界に起因して、テスト磁気メモリセルがその状態を変更するまで、容易軸ＩＡＤＣ６４０の値をインクリメントし続ける。その後、コントローラは、この第２の容易軸ＩＡＤＣ６４０の値を格納する。これは、最大容易軸ＩＡＤＣ６４０電流値を表す。これ以上の大きさの容易軸ＩＡＤＣ６４０の値は、選択されていない磁気メモリセルにおいて半選択誤りを引き起こす。その後、コントローラは、第１の容易軸ＩＡＤＣ６４０の値と第２の容易軸ＩＡＤＣ６４０の値の平均値である容易軸電流値を計算する。この平均値は、デフォルトの困難軸値とともに、書込み誤りおよび半選択誤りを最小限に抑える容易軸電流値を表す。デフォルトの困難軸ＩＡＤＣ６５０の値については後で説明する。
【００３４】
図７は、初期化中の容易軸書込み電流（ＩＥ）および困難軸書込み電流（ＩＨ）のタイミング図を示す。困難軸書込み電流（ＩＨ）は最初にデフォルト値に設定される。容易軸書込み電流（ＩＥ）は概ね０の初期値から線形に増加する。容易軸書込み電流（ＩＥ）が線形に増加していくとき、テスト磁気メモリセルが状態を変化し始めるポイントに達するであろう。センス増幅器６９０からの出力信号ＳＡ＿ｏｕｔが、テスト磁気メモリセルの状態の変化を指示する（図７のポイント７１０）。一旦、このポイントが得られたなら、容易軸書込み電流（ＩＥ）の第１の値（Ｉｅａｓｙ１）が格納される。その第１の値は、テスト磁気メモリセルに適正に書込み行うために必要とされる容易軸書込み電流（ＩＥ）を表す。
【００３５】
その後、困難軸書込み電流（ＩＨ）は０にされる。容易軸書込み電流（ＩＥ）の線形増加は、センス増幅器６９０からの出力信号ＳＡ＿ｏｕｔが再びテスト磁気メモリセルの状態の変化を指示するまで（図７のポイント７２０）続けられる。一旦、このポイントが得られたなら、容易軸書込み電流（ＩＥ）の第２の値（Ｉｅａｓｙ２）が格納される。第２の値は、半選択誤りを生じさせる容易軸書込み電流（ＩＥ）の量を表す。
【００３６】
その後、困難軸書込み電流（ＩＨ）はデフォルト値に戻され、容易軸書込み電流（ＩＥ）を、容易軸書込み電流（ＩＥ）の第１の値と第２の値との平均値（Ｉａｖｅｒａｇｅ）に等しい値に切り替えることができる。
【００３７】
図８は、本発明の一実施形態による磁気メモリ書込み電流を決定するための方法に含まれる動作を示す。
【００３８】
第１のステップ８１０は、テスト磁気メモリセルにテスト書込み電流を供給するステップを含む。
【００３９】
第２のステップ８２０は、テスト磁気メモリセルの磁気的な状態を読み取り、テスト磁気メモリセルの切替え応答を判定するステップを含む。
【００４０】
第３のステップ８３０は、その切替え応答に依存する大きさを有する書込み電流を生成するステップを含む。
【００４１】
第４のステップ８４０は、容易軸書込み電流の第１の値と第２の値とを平均することにより、所望の容易軸書込み電流を決定するステップを含む。
【００４２】
［磁気メモリセル切替えの変化］
図９は、２つの異なるＭＲＡＭセル温度の場合に、ＭＲＡＭメモリセルが状態を変更できるようにするために必要とされる、外部からかけられる磁界の強さを示すプロット図である。第１の曲線９１０は、第１の温度の場合に磁気トンネル接合の磁気的な向きを変化あるいは反転させるのに必要とされる磁界の強さを表す。第２の曲線９２０は、第２の温度の場合に磁気トンネル接合の磁気的な向きを変化あるいは反転させるのに必要とされる磁界の強さを表す。
【００４３】
切替え曲線の変化は、温度以外の他の理由によっても起こり得ることは理解されたい。たとえば、切替え曲線は経年変化に起因して変化することもある。
【００４４】
磁気トンネル接合の状態を変化させる能力への温度の影響は、線９３０によって示されるように、一定のＨｙ磁界の場合に磁気トンネル接合の状態を変化させるのに必要とされるＨｘ磁界を観察することにより観察することができる。線９１０によって示されるように、一定のＨｙ磁界Ｈｙ１の場合に、必要とされるＨｘ磁界の強さは、第１の温度の場合にＨｘ１であり、第２の温度の場合にはＨｘ１’である。第２の温度が第１の温度よりも高いとき、Ｈｘ１’はＨｘ１よりも小さい。
【００４５】
磁気メモリセルの切替え曲線が変化することにより、最適な書込み電流を、時間あるいは温度とともに更新あるいは変更することが求められる。
【００４６】
図１０Ａは、本発明の一実施形態による磁気メモリ書込み電流をモニタする方法に含まれる動作を示す。その方法は、定期的に書込み電流を較正し直すステップを含む。
【００４７】
第１のステップ１０１０は、困難軸書込み電流をデフォルト値に保持しながら、容易軸書込み電流からデルタ電流を減算するステップを含む。
【００４８】
第２のステップ１０２０は、その書込み電流が依然として、少なくとも１つのテスト磁気メモリセルを切り替えるのに十分であることを検証するステップを含む。
【００４９】
第３のステップ１０３０は、書込み電流がその少なくとも１つのテスト磁気メモリセルを切り替えるのに十分でない場合には、その書込み電流がその少なくとも１つのテスト磁気メモリセルを切り替えるための条件を満たすまで、容易軸書込み電流をインクリメントするステップを含む。
【００５０】
第４のステップ１０４０は、困難軸書込み電流をデフォルト値に設定し、容易軸書込み電流を、インクリメントされた容易軸書込み電流値にデルタ電流を加えた値に設定するステップを含む。
【００５１】
デフォルト困難軸電流、デルタ電流およびインクリメント値の分解能のための所望の値は、磁気メモリセルの物理的な特性および磁気メモリセルにおいて用いられる材料に基づいて予測し、特定することができる。
【００５２】
図１０Ｂは、書込み電流をモニタする方法を実施している最中の容易軸書込み電流（ＩＥ）および困難軸書込み電流（ＩＨ）のタイミング図を示す。第１の時間線１００５は、書込み電流をモニタする方法を実施している最中の容易軸書込み電流を示す。第２の時間線１０１５は、書込み電流をモニタする方法を実施している最中の困難軸書込み電流を示す。第３の時間線１０２５は、書込み電流をモニタする方法を実施している最中のテスト磁気メモリセルの状態（ＳＡ＿ｔｅｓｔ）を示す。
【００５３】
容易軸書込み電流（時間線１００５）は初期値で開始する。その後、デルタ電流値が容易軸電流から減算される。テスト磁気メモリセルの状態（ＳＡ＿ｔｅｓｔ）が切り替えるのを止める場合には（図１０Ｂの時間線１０２５のポイント１０２６で示される）、容易軸電流がインクリメントされる（ポイント１００６）。容易軸電流がインクリメントされるに従い、最終的には、テスト磁気メモリセルの状態が切り替わり始める（ポイント１０２７）。図１０Ｂでは、容易軸電流の第４のインクリメント（ポイント１００７）後に、テスト磁気メモリセルが切り替わり始める。テスト磁気メモリセルが切り替わり始めるとき、容易軸電流のインクリメントが中止される。その後、デルタ電流値が容易軸書込み電流に加算される。
【００５４】
図１０Ａ、図１０Ｂの磁気メモリ書込み電流をモニタする方法は、書込み電流が磁気メモリセルに確実に適正な書込みを行うのに十分な大きさであることを確保することを意図している。
【００５５】
図１１Ａは、本発明の一実施形態による磁気メモリ書込み電流をモニタする方法に含まれる動作を示す。書込み電流をモニタすることは、定期的に書込み電流を較正し直すステップを含む。
【００５６】
第１のステップ１１１０は、困難軸書込み電流を０にしながら、容易軸書込み電流にデルタ電流を加算するステップを含む。
【００５７】
第２のステップ１１２０は、書込み電流が少なくとも１つのテスト磁気メモリセルを切り替えないことを検証するステップを含む。
【００５８】
第３のステップ１１３０は、書込み電流が少なくとも１つのテスト磁気メモリセルを切り替える場合には、書込み電流がその少なくとも１つのテスト磁気メモリセルを切り替えなくなるまで、容易軸書込み電流をデクリメントするステップを含む。
【００５９】
第４のステップ１１４０は、困難軸書込み電流をデフォルト値に設定し、容易軸書込み電流を、デクリメントされた容易軸書込み電流値からデルタ電流を引いた値に設定するステップを含む。
【００６０】
デフォルト困難軸電流、デルタ電流およびデクリメント値の分解能のための所望の値は、磁気メモリセルの物理的な特性および磁気メモリセルにおいて用いられる材料に基づいて予測し、特定することができる。
【００６１】
図１１Ｂは、書込み電流をモニタする方法を実施している最中の容易軸書込み電流および困難軸書込み電流の時間線を示す。第１の時間線１１０５は、書込み電流をモニタする方法を実施している最中の容易軸書込み電流を示す。第２の時間線１１１５は、書込み電流をモニタする方法を実施している最中の困難軸書込み電流を示す。第３の時間線１１２５は、書込み電流をモニタする方法を実施している最中のテスト磁気メモリセルの状態を示す。
【００６２】
容易軸書込み電流（時間線１１０５）は初期値で開始する。困難軸書込み電流は０に設定される（時間線１１１５のポイント１１１６）。その後、デルタ電流値が容易軸電流に加算される（ポイント１１０６）。テスト磁気メモリセルの状態（ＳＡ＿ｔｅｓｔ）が切り替えるのを止めない場合には（図１１Ｂの時間線１１２５によって示される）、容易軸電流はデクリメントされる（ポイント１１０７）。容易軸電流がデクリメントされるのに応じて、最終的には、テスト磁気メモリセルの状態が切り替わるのを止め始める（ポイント１１２６）。図１１Ｂでは、テスト磁気メモリセルは、容易軸電流の第４のデクリメント後に切り替えるのを止める。テスト磁気メモリセルが切り替えるのを止めるとき、容易軸電流のデクリメントは中止される。その後、デルタ電流値が容易軸書込み電流から減算され、困難軸書込み電流がデフォルト値に設定される。
【００６３】
図１１Ａ、図１１Ｂの磁気メモリ書込み電流をモニタする方法は、磁気メモリセルに書込みを行うときに、書込み電流が、半選択誤りを最小限に抑えるほど十分に小さくなることを確保することを意図している。
【００６４】
以下に、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
１．磁気メモリセル（５２０）のための書込み電流を生成するための装置であって、
書込み電流を生成するための書込み電流発生器（５１０）であって、該書込み電流が前記磁気メモリセル（５２０）に磁気的に結合されることからなる、書込み電流発生器と、
少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）であって、前記書込み電流が該少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）に磁気的に結合されることからなる、少なくとも１つのテスト磁気メモリセル
とを備え、
前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）の切替え応答は前記書込み電流発生器（５１０）によって生成される前記書込み電流の大きさを決定することからなる、装置。
２．前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）に磁気的に結合される前記書込み電流は一連のパルスを含み、該パルスは極性が交互に入れ替わることからなる、上項１に記載の装置。
３．前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）の論理状態を検出するためのテスト磁気メモリセル状態検出器（６９０）をさらに備え、該テスト磁気メモリセル状態検出器（６９０）の出力は前記書込み電流発生器（５１０）にフィードバックされることからなる、上項１に記載の装置。
４．前記書込み電流発生器（５１０）は、容易軸書込み電流（６４０）と、困難軸書込み電流（６５０）とを含む、上項１に記載の装置。
５．前記少なくとも１つのテスト磁気メモリセル（５３０）は２つのテスト磁気メモリセルを含み、該２つのテスト磁気メモリセルの基準層は反対の方向に向けられる、上項１に記載の装置。
６．前記書込み電流は、前記困難軸書込み電流をデフォルト値に設定し、少なくとも１つの磁気メモリセルが磁気的な向きを切り替えるまで前記容易軸書込み電流をインクリメントし、Ｉｅａｓｙ１電流値を格納することによって少なくとも部分的に決定される、上項４に記載の装置。
７．前記書込み電流は、前記困難軸書込み電流をゼロ値に設定し、少なくとも１つの磁気メモリセルが磁気的な向きを切り替えるまで前記容易軸書込み電流をインクリメントし、Ｉｅａｓｙ２電流値を格納することによって少なくとも部分的に決定されることからなる、上項４に記載の装置。
８．前記書込み電流は、前記困難軸書込み電流をゼロ値に設定し、少なくとも１つの磁気メモリセルが磁気的な向きを切り替えるまで前記容易軸書込み電流をインクリメントし、Ｉｅａｓｙ２電流値を格納することによって少なくとも部分的に決定されることからなる、上項６に記載の装置。
９．前記書込み電流は、前記Ｉｅａｓｙ１電流値と前記Ｉｅａｓｙ２電流値の平均をとることによって少なくとも部分的に決定されることからなる、上項８に記載の装置。
１０．前記書込み電流は時間にわたってモニタされる、上項４に記載の装置。
【００６５】
本発明は、磁気メモリセルのための書込み電流を生成するための装置及び方法を含む。この装置は、書込み電流を生成するための書込み電流発生器(510)を備える。この場合、書込み電流は、磁気メモリセル(520)に磁気的に結合される。この装置は、さらに、少なくとも１つのテスト磁気メモリセル(530)を含む。この場合、書込み電流は、この少なくとも１つのテスト磁気メモリセル(530)に磁気的に結合される。この少なくとも１つのテスト磁気メモリセル(530)の切替え応答により、書込み電流発生器(510)によって生成される書込み電流の量が決定される。磁気メモリセルのための書込み電流を決定するための方法は、テスト磁気メモリセルにテスト書込み電流を供給するステップと、テスト磁気メモリセルの磁気状態を検知してテスト磁気メモリセルの切替え応答を判定するステップと、切替え応答に依存する量を有する書込み電流を生成するステップを含む。
【００６６】
本発明の特定の実施形態を説明および図示したが、本発明は、そのように説明および図示される特定の形態あるいは部分構成に限定されない。本発明は特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来技術のＭＲＡＭメモリセルを示す図である。
【図２】ＭＲＡＭメモリセルのアレイを示す図である。
【図３】磁気メモリ書込み電流と起こり得るメモリ書込み誤りとの間の関係を示すプロットである。
【図４】ＭＲＡＭメモリセルが状態を変更できるようにするために必要とされる、外部からかけられる磁界の強さを示すプロットである。
【図５】本発明の一実施形態を示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態を示す図である。
【図７】初期化中の容易軸書込み電流および困難軸書込み電流のタイミング図である。
【図８】本発明の一実施形態による磁気メモリ書込み電流を決定する方法に含まれる動作を示す図である。
【図９】２つの異なるＭＲＡＭセル温度について、ＭＲＡＭメモリセルが状態を変更できるようにするために必要とされる、外部からかけられる磁界の強さを示すプロットである。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態による磁気メモリ書込み電流をモニタする方法に含まれる動作を示す図である。
【図１０Ｂ】書込み電流をモニタする方法を実施している最中の容易軸書込み電流および困難軸書込み電流のタイミング図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態による磁気メモリ書込み電流をモニタする方法に含まれる動作を示す図である。
【図１１Ｂ】書込み電流をモニタする方法を実施している最中の容易軸書込み電流および困難軸書込み電流のタイミング図である。
【符号の説明】
【００６８】
５１０  書込み電流発生器
５２０  磁気メモリセル（のアレイ）
５３０  テスト磁気メモリセル
６９０  センスアンプ（またはテスト磁気メモリセル状態検出器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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