(57)【要約】【課題】  メモリセルの半選択エラーを最小限に抑えつつ、安定性および信頼性の高い書き込みを実現したＭＲＡＭメモリセルアレイを提供すること。【解決手段】  本発明は、磁気メモリセル書き込み電流の所望の大きさを選択する装置及び方法を含む。この方法は、磁気メモリセルに書き込みを行なうための書き込み電流の最小値を判定し、磁気メモリセルに書き込みを行なうための書き込み電流の最大値を判定し、磁気メモリセル書き込み電流の選択される大きさを前記書き込み電流の最小値と前記書き込み電流の最大値に基づいて計算することを含む。【選択図】図５
2005166250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリセル（５２０）に書込みを行う装置であって、
前記メモリセル（５２０）に接続される書込み電流を生成するための書込み電流発生器（５１０）と、
前記書込み電流発生器（５１０）によって生成される書込み電流の大きさを書込み電流の最小閾値の大きさおよび書込み電流の最大閾値の大きさに基づいて選択する電流調節器（５３０）と
からなる装置。
【請求項２】
前記書込み電流の最小閾値の大きさは、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必要とされる書込み電流の大きさである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記書込み電流の最大閾値の大きさは、少なくとも１つのテスト磁気メモリセルの中に半選択エラーを発生させるのに必要とされる電流の大きさである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電流調節器（５３０）は、前記書込み電流の最小閾値の大きさと前記書込み電流の最大閾値の大きさの平均値を算出する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電流調節器（５３０）は平均値算出カウンタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
磁気メモリセル書込み電流の大きさを選択する方法であって、
前記磁気メモリセルに書込みを行うための書込み電流の最小の大きさを判定するステップと、
前記磁気メモリセルに書込みを行うための書込み電流の最大の大きさを判定するステップと、
前記磁気メモリセル書込み電流の選択される大きさを前記書込み電流の最小の大きさおよび前記書込み電流の最大の大きさに基づいて計算するステップと
からなる方法。
【請求項７】
前記磁気メモリセル書込み電流の選択される大きさを前記書込み電流の最小の大きさおよび前記書込み電流の最大の大きさに基づいて計算するステップは、前記書込み電流の最小の大きさと前記書込み電流の最大の大きさの平均値を算出するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記書込み電流の最小の大きさは、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必要とされる書込み電流の大きさである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記書込み電流の最大の大きさは、少なくとも１つのテスト磁気メモリセルの中に半選択エラーを発生させるのに必要とされる電流の大きさである、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記書込み電流の最小の大きさと前記書込み電流の最大の大きさの平均値を算出するステップは、平均値算出カウンタ（７３６）によって実施される、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して電子メモリに関する。詳しくは、本発明は磁気メモリセル書込み電流を選択する装置および方法に関する。
【０００２】
関連特許出願の相互参照
本特許出願は２００３年９月８日にFred Pernerによって出願された「An Apparatus and Method for Generating a Write Current for a Magnetic Memory Cell」と題する米国特許出願第１０／６５８，４４２号に関連する。
【背景技術】
【０００３】
不揮発性メモリは、メモリに接続された電源がオフされたときでもその内容（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）は不揮発性メモリの一種である。論理状態、すなわちビットは、ＭＲＡＭ内のＭＲＡＭセルの磁界の向きを設定することによってＭＲＡＭに記憶される。磁界の向きは、ＭＲＡＭセルに対する電源供給がオフになったときもそのまま維持される。
【０００４】
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とを備える。軟磁性領域１２０内の磁化の向きは固定されていないので、矢印Ｍ１で示すような２つの安定した向きをとることができる。それらの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または反平行であり、ＭＲＡＭメモリセル１００の論理状態を決める。硬磁性領域１１０（ピン止め磁性領域とも呼ばれる）の磁気的向きは、矢印Ｍ２で示すように固定されている。誘電体領域１３０は一般に、軟磁性領域１２０と硬磁性領域１１０との間を絶縁する。
【０００５】
ＭＲＡＭメモリセルは一般に、ワード線（ＷＬ）とビット線（ＢＬ）の交点付近に配置される。ＭＲＡＭメモリセルの磁気的向きは、ワード線およびビット線を流れる電流の方向を制御することによって設定される（書き込まれる）。すなわち、それらの電流によって誘導される磁界によって設定される。さらに、それらの書込み線は、メモリセルに記憶された論理値の読み出しにも使用することができる。
【０００６】
ＭＲＡＭメモリセルの読み出しは、ＭＲＡＭメモリセル両端の抵抗値を読み取ることによって行われる。抵抗値は、ワード線およびビット線を通して検出される。一般に、磁気メモリセルの抵抗値（従って論理値）は、データ層と基準層の間の相対的な磁化の向きによって決まる。たとえば、磁気メモリセルのデータ記憶層の全体的な磁化の向きが基準層のピン止めされた磁化の向きに対して平行であるとき、その磁気メモリセルは低抵抗状態にある。逆に、データ記憶層の全体的な磁化の向きが基準層のピン止めされた磁化の向きに対して反平行であるとき、そのトンネル接合メモリセルは高抵抗状態にある。磁気メモリセルの状態を切り替えるのに必要とされる切替え磁界の大きさは、時間の経過とともに変化することがあり、磁気メモリセルの状態を切り替える処理はさらに複雑になる。
【０００７】
図２はＭＲＡＭメモリセルアレイ２１０を示す。行デコーダ２２０および列デコーダ２３０は、ビット線およびワード線を選択し、選択されたビット線（ＢＬ）および選択されたワード線（ＷＬ）に電流を流すことによってメモリセルを選択する。たとえば、選択されたビット線２６０および選択されたワード線２７０に電流を流すことにより、メモリセル２５０を選択する。誘導磁界は、ＭＲＡＭメモリセルアレイ２１０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くらいに十分に大きいものでなければならない。メモリセルの論理状態は、対応するワード線およびビット線を通してセンス増幅器２４０によって読み出される。
【０００８】
ＭＲＡＭメモリセルに書き込みを行なうとき、ＭＲＡＭメモリセルアレイ２１０に半選択エラーが発生することがある。メモリセルに対する書込みは、特定ビット線（ＢＬ）を選択し、特定ワード線（ＷＬ）を選択することを含む。半選択エラーが発生するのは、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の状態が変化したときや、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の状態が変化したときである。当然ながら半選択エラーはＭＲＡＭメモリの性能を劣化させる。メモリセルに対する書込み電流は、半選択エラーが発生するほど大きくならないように制御しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、メモリセルに加える書込み電流の大きさを大きくし過ぎないようにすることにより、ＭＲＡＭメモリセルアレイにおけるメモリセルの半選択エラーを最小限に抑えることが望ましい。また、ＭＲＡＭメモリセルに対する書込み動作は、安定性および信頼性の高いものにすることが望ましい。すなわち、書込み電流の大きさは、メモリセルに対する安定した書込みを実現できるくらいに十分に大きくしなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、磁気メモリセル書込み電流を選択する装置および方法を含む。本装置および方法は、半選択エラーを最小限に抑えつつ、磁気メモリセルに対して安定性および信頼性の高い書込みを実現する磁気メモリセル書込み電流の大きさを選択する。
【００１１】
本発明の一実施形態はメモリアレイを含む。本メモリアレイは、メモリセルアレイに接続される書込み電流を生成するための書込み電流発生器を備える。電流調節器は、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、書込み電流の最小閾値の大きさおよび書込み電流の最大閾値の大きさに基づいて選択する。
【００１２】
本発明の他の実施形態は、磁気メモリセル書込み電流の大きさを選択する方法を含む。本方法は、磁気メモリセルに書込みを行うための書込み電流の最小の大きさを判定すること、磁気メモリセルに書込みを行うための書込み電流の最大の大きさを判定すること、および磁気メモリセル書込み電流の選択される大きさを書込み電流の最小の大きさおよび書込み電流の最大の大きさに基づいて計算することを含む。
【００１３】
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、以下の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は磁気メモリセルに書込みを行う装置および方法を含む。本装置および方法は、半選択エラーを最小限に抑えつつ、磁気メモリに対する安定性および信頼性の高い書込み動作を実現する。
【００１５】
図３は、磁気メモリ書込み電流と起こり得る磁気メモリ書込みエラーとの間の関係を示すグラフである。図３は、書込み電流が第１の閾値電流（Ｉ１）未満であるときに、メモリセル書込みエラーが発生することを示す。書込み電流が第１の閾値（Ｉ１）未満であると、書込み電流によって生成される磁界の大きさが小さすぎて、メモリセルに対して確実な書込みを行なうことができない。
【００１６】
図３は、磁気メモリセルアレイの磁気メモリセルに対する書込み電流が第２の閾値電流（Ｉ２）よりも大きいとき、アレイ内の磁気メモリセルに半選択エラーが発生する可能性が高いことを示す。半選択エラーが発生するのは、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の状態が変化したときや、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の状態が変化したときである。半選択エラーは大抵、書込み電流の大きさが大きすぎ、所望のメモリセル以外の多数のメモリセルの状態が磁気によって変更されたときに発生する。
【００１７】
図３に示すように、磁気メモリセルアレイ内の磁気メモリセルに対する書込み電流には通常、最適な範囲がある。最適な範囲とは、磁気メモリセルに対して確実に書込みを行えるくらい十分に大きく、磁気メモリセルアレイ内の半選択エラーを最小限に抑えるくらい十分に小さい範囲である。
【００１８】
図４は、ＭＲＡＭメモリセルの状態を変化させるのに必要な外部磁界の強度を示すグラフである。このグラフの第１の軸はＨｘ軸であり、第２の軸はＨｙ軸である。一般に、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、すなわち、磁気トンネル接合メモリセルの最も安定した磁気的向きに対応する。従って、磁気トンネル接合セルの２つの安定した磁気的な向きは、メモリセルのＸ軸に対して平行および反平行の向きである。
【００１９】
図４は、磁気メモリセルの軟磁性領域の磁気的向きを「反転」すなわち変化させるために必要な磁界強度を示す。たとえば、図４に示すグラフの第１象限４０５は、種々の値のＨｙ磁界をＭＲＡＭメモリセルにかけたときの、そのＭＲＡＭメモリセルの磁気的状態を変化させるのに必要なＨｘ磁界を示す。第１の切替え点４１０は、Ｈｙ磁界強度が第１のレベルＨｙ１であるときにメモリセルの磁気的状態を変化させるためには、第１のレベルＨｘ１のＨｘ磁界強度が必要であることを示す。第２の切替え点４２０は、Ｈｙ磁界強度が第２のレベルＨｙ２であるときにメモリセルの磁気的状態を変化させるためには、第２のレベルＨｘ２のＨｘ磁界強度が必要であることを示す。第２の切替え点４２０における必要磁界強度Ｈｘ２は、第１の切替え点４１０における必要磁界強度Ｈｘ１よりも大きい。
【００２０】
磁気メモリセルのＨｙ、Ｈｘ切替え特性に関する情報を用いると、半選択エラーを最小限に抑えるＨｙ、Ｈｘ磁界を選択することができる。具体的には、選択されたメモリセルのＨｙ磁界を強めると、磁気メモリセルに書込みを行うのに必要なＨｘ磁界は小さくなる。磁気メモリセルアレイ内の他の選択されていない磁気メモリセルは、無視できるくらいのＨｙ磁界しか持たないので、状態を変化させるためには、もっと大きなＨｘ磁界を必要とする。選択されたメモリセルに流す書き込み電流は、半選択エラーを無理なく最小限に抑えられるくらいの大きさのＨｙ磁界（Ｈｙ磁界の最大レベルは一般に電力消費により制限される）を発生させるものにしなければならない。
【００２１】
また、磁気メモリセルのＨｙ、Ｈｘ切替え特性は、書込みエラーの低減にも使用することができる。具体的には、Ｈｙが選択された場合、Ｈｘ磁界は、選択されたメモリセルに対して確実に適切な書込みができるように選択される。すなわち、Ｈｘ磁界は、選択された磁気メモリセルに対する確実な書込みを実現するのに十分なだけの大きさのものが選択される。ただし、Ｈｘ磁界は、半選択エラーが発生するほど大きくすることはできない。
【００２２】
図５はメモリセルに書込みを行う装置の一例を示す。この装置は、メモリセル５２０に接続される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。電流調節器５３０は、書込み電流発生器５１０によって生成される書込み電流の大きさを、書込み電流の最小閾値の大きさおよび書込み電流の最大閾値の大きさに基づいて選択する。
【００２３】
図６は図５と同様の実施形態を示す図である。ただし、書込み電流調節回路をさらに詳細に示している。この実施形態は、書込み電流の選択される大きさを計算するための書込み電流発生回路６１０を備える。書込み電流は、磁気メモリセルアレイ５２０内の選択された磁気メモリセルに磁気的に接続される。
【００２４】
図６の実施形態は最小および最大書込み電流判定回路６３０を備える。書込み電流発生回路６１０によって制御される書込み電流は、書込み電流判定回路６３０に接続される。コントローラ６４０は、書込み電流発生回路６１０内のカウンタ値の何らかの制御を行う。書き込み電流発生回路６１０のカウント値は、書込み電流の大きさを制御する働きをもつ。
【００２５】
書込み電流判定回路６３０の一変形形態は、書込み発生器回路６１０によって制御される書込み電流の大きさを判定するのに使用される少なくとも１つのテスト磁気メモリセルの切替え応答を含む場合がある。テスト磁気メモリセルの切替え応答を用いると、磁気メモリセルアレイ５２０内の選択されたメモリセルに対して確実な書込みを行なえるくらいに十分に大きく、磁気メモリセルアレイ内の半選択エラーを最小限に抑えることができるくらいに十分に小さい、最適な書込み電流範囲を判定することができる。最小および最大書込み電流の判定には、他の方法を用いてもよい。書込み電流判定回路は基本的に、書込み電流発生器によって生成される書込み電流を書込み電流最小値よりも大きくかつ書込み電流最大値よりも小さい値に維持するための電流調節器として機能する。
【００２６】
書込み電流発生回路６１０は通常、バイナリ（平均値算出）カウンタと電流デジタル／アナログコンバータ（ｉＤＡＣ）とを備える。平均値算出カウンタは、書込み電流判定回路６３０内の少なくとも１つのテスト磁気メモリセルと協動し、磁気メモリセルアレイ５２０内のメモリセルに書込みを行うための最適な書込み電流の大きさを判定する。
【００２７】
コントローラ６４０は、最適な大きさの書込み電流を平均値算出カウンタを用いて判定できるようにするための制御回路として機能する。基本的には、バイナリ平均値算出カウンタが書込み電流を変化させる（ｉＤＡＣを制御することによる）一方で、書込み電流判定回路６３０がテスト磁気メモリセルの磁化状態を読み取る。最小および最大書込み電流は、テスト磁気メモリセルの切替え特性に応じて決定される。平均値算出カウンタは、最小書き込み電流値と最大書き込み電流値の平均値を判定し、所望の書込み電流を決定する。
【００２８】
図７は、図６の実施形態と同様の実施形態を示す。ただし、他の書込み電流調節回路をさらに詳細に示している。この実施形態の書込み電流発生器は、容易軸電流デジタル／アナログコンバータ（ＩＤＡＣ）７４０と、困難軸ＩＤＡＣ７５０とを備える。容易軸ＩＤＡＣ７４０および困難軸ＩＤＡＣ７５０は、グラフ７９２に示すような一連のパルス状書込み信号を生成する。これらのパルスは、パルス状の磁界を誘導する電流パルスである。
【００２９】
容易軸スイッチ７７０は、容易軸ＩＤＡＣ７４０からパルス状書込み信号（７９２）を受信すると、それらのパルスの極性を１つ置きに反転させる。すなわち、容易軸スイッチ７７０は、容易軸ＩＤＡＣ７４０からのパルス状書込み信号を含むスイッチ出力を生成する。ただし、そのスイッチ出力において、パルス状信号（７９４で示す）の極性（正および負）は１つ置きに反転される。
【００３０】
この実施形態は困難軸スイッチを備えない。困難軸ＩＤＡＣ７５０からの単極パルス書込み信号は、テスト磁気メモリセル７３５に接続される。
【００３１】
容易軸スイッチ７７０は、容易軸ＩＤＡＣ７４０からのパルス極性を１つ置きに反転させることにより、極性が交互に入れ替わるパルス状の磁界をテスト磁気メモリセル７３５の容易軸と同じ方向に生成させる。困難軸ＩＤＡＣ７５０からの単極パルスは、単極パルス状の磁界をテスト磁気メモリセル７３５の困難軸と同じ方向に生成する。
【００３２】
コントローラ７１０は、容易軸ＩＤＡＣ７４０および困難軸ＩＤＡＣ７５０のタイミングおよび振幅の制御（ならびに他の制御）を行なう。センス増幅器７９０は、テスト磁気メモリセル７３５の論理状態を読み取る。センス増幅器７９０はコントローラに接続され、テスト磁気メモリセル７３５の論理状態をコントローラによって判定できるようにする。
【００３３】
一動作態様は、コントローラが困難軸ＩＤＡＣ８５０をデフォルト値に設定することを含む。デフォルト値は実験的に決定され、またはコンピュータシミュレーションを通して推定される。次いでコントローラはバイナリカウンタ７３０を０にした後、バイナリカウンタ７３０をインクリメントすることにより容易軸ＩＤＡＣ７４０をインクリメントする。バイナリカウンタ７３０はＩＤＡＣ７４０に接続され、ＩＤＡＣ７４０によって供給される書込み電流の大きさを制御する。バイナリカウンタ７３０は、容易軸ＩＤＡＣ７４０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よってテスト磁気メモリセルの状態が変更されたことをコントローラが検出するまで、インクリメントされ続ける。平均値算出カウンタ７３６は、バイナリカウンタ７３０と同時にインクリメントされる。つまり、この時点で、平均値算出カウンタ７３６とバイナリカウンタ７３０は同じカウント値を有していなければならない。この第１のカウント値は、テスト磁気メモリセルに対して確実に書込みを行うために必要とされる最小の容易軸ＩＤＡＣ７４０電流値を示す。
【００３４】
平均値算出処理は、平均値算出カウンタ７３６のカウント値を２倍にすることから開始される。平均値算出カウンタ７３６がバイナリカウンタである場合、２倍にする処理は非常に簡単である。平均値算出カウンタ７３６のカウント値のバイナリビットを１ビットだけシフトさせる。すなわち、各バイナリビットをすべて１ビットだけ上位の桁へシフトさせる。たとえば、カウント値が６（０００００１１０）である場合、そのカウント値の各ビットをすべて１ビットだけ上位の桁へシフトさせて２倍にすると、１２（すなわち、（００００１１００））になる。
【００３５】
その後、コントローラは困難軸ＩＤＡＣ７６０を０にする。次いでコントローラは、バイナリカウンタ７３０と平均値算出カウンタ７３６を両方ともインクリメントし続ける。従って、容易軸ＩＤＡＣ７４０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よってテスト磁気メモリセルの状態が変更されるまで、容易軸ＩＤＡＣ７４０の値もインクリメントされる。この値は、最大容易軸ＩＤＡＣ７４０電流値を表す。容易軸ＩＤＡＣ７４０の値をこの値以上にすると、選択されていない磁気メモリセルにおいて半選択エラーが発生する。
【００３６】
平均値算出処理は、平均値算出カウンタ７３６のカウント値を半分にすることによって完了する。最大容易軸電流値に対応するバイナリカウンタのカウント値がたとえば１２であった場合、平均値算出カウンタのカウント値は１２から１８までインクリメントされる（バイナリカウンタを６から１２までインクリメントすることに一対一に対応して）。半分にする処理は、上で述べた２倍にするシフト処理とは反対の方向にバイナリビットをシフトさせることにより実行される。たとえば、平均値算出カウンタの値が１８（０００１００１０）のとき、各ビットをすべて１ビットだけ下位の桁にシフトさせるとそのカウント値は半分になり、カウント値９（００００１００１）が得られる。
【００３７】
この平均値算出処理は、最小書込み電流がバイナリカウンタ７３０の６のカウント値に対応し、最大書込み電流がバイナリカウンタ７３０の１２のカウント値に対応することに着目することにより、正しいことが確認される。平均カウント値は、平均算出カウンタ７３６の処理と同様の処理によって判定され、９になる。
【００３８】
この平均カウント値は、デフォルト困難軸値とともに、書込みエラーおよび半選択エラーを最小限に抑える容易軸電流値を表す。
【００３９】
図８は、初期化の際の容易軸書込み電流（ＩＥ）および困難軸書込み電流（ＩＨ）のタイミングを示す図である。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）を約０の初期値から一定比率で増加させる。容易軸書込み電流（ＩＥ）が増加していくと、テスト磁気メモリセルの状態が変化し始める点に達する。センス増幅器７９０からの出力信号ＳＡ＿ｏｕｔは、テスト磁気メモリセルの状態の変化を示す（図８の点８１０）。この点が現れたら、容易軸書込み電流（ＩＥ）の値を第１の値として記憶する。この第１の値は、テスト磁気メモリセルに適切に書込みを行うために必要とされる容易軸書込み電流（ＩＥ）を表す。第１の値は、図８にＩｍｉｎとして図示されている。
【００４０】
その後、困難軸書込み電流（ＩＨ）を０にする。容易軸書込み電流（ＩＥ）の増加は、センス増幅器７９０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再び示すまで（図８上の点８２０）続ける。この点が現れたら、容易軸書込み電流（ＩＥ）の値を第２の値として記憶する。第２の値は、半選択エラーが発生し始める容易軸書込み電流（ＩＥ）の値を表す。第２の値は、図８にＩｍａｘとして図示されている。
【００４１】
困難軸書込み電流（ＩＨ）をデフォルト値に戻し、容易軸書込み電流（ＩＥ）を第１の値と第２の値の平均値に等しい値に切り替えられる。
【００４２】
図９は、磁気メモリ書込み電流を選択する方法の例を示す。第１のブロック９１０は、磁気メモリセルに書込みを行うための書込み電流の最小値を判定することを含む。第２のブロック９２０は、磁気メモリセルに書込みを行うための書込み電流の最大値を判定することを含む。第３のブロック９３０は、書込み電流の最小値と最大値の平均値を算出することを含む。平均値の算出は、重み付け平均を含む場合がある。すなわち、平均値の算出は、選択された磁気メモリ書込み電流を平均値からずらして、書込み電流の最小値、または書込み電流の最大値のいずれかに近くなるように計算してもよい。
【００４３】
図１０は、磁気メモリ書込み電流を選択する他の方法の例を示す。初期化処理は、磁気メモリ書込み電流を制御するバイナリカウンタおよび平均値算出カウンタをリセットすることを含む。第１のブロック１０１０は、平均値算出カウンタのカウント値を最小書込み電流に到達するまでインクリメントすることを含む。これは、バイナリカウンタを平均値算出カウンタと同時にインクリメントすることを含む。バイナリカウンタはｉＤＡＣを制御して、テスト磁気メモリセルの容易軸書込み電流をインクリメントする一方、困難軸書込み電流をデフォルト値に設定する。第２のブロック１０２０は、平均値算出カウンタ内のカウント値を２倍にすることを含む。これは通常、平均値算出カウンタのカウント値を２倍にすることは含むが、テスト磁気メモリセルの容易軸書込み電流を制御するバイナリカウンタのカウント値を２倍にすることは含まない。第３のブロック１０３０は、困難軸書込み電流を０に設定し、平均値算出カウンタおよびバイナリカウンタのカウント値を最大書込み電流に達するまでインクリメントし続けることを含む。この場合も、テスト磁気メモリセルの容易軸書込み電流を制御するバイナリカウンタは、平均値算出カウンタと同時にインクリメントされる。第４のブロック１０４０は、平均値算出カウンタのカウント値を半分にすることを含む。このブロックでは、最大書込み電流カウント値と最小書込み電流カウント値の平均カウント値を得る。第５のブロック１０６０は、書込み電流の大きさを平均値算出カウンタのカウント値に基づいて設定することを含む。これは通常、平均値算出カウンタの平均カウント値をバイナリカウンタにロードすることを含む。この処理はコントローラによって開始される。バイナリカウンタの平均カウント値は、容易軸ｉＤＡＣを平均容易軸書込み電流値に設定する。コントローラは、困難軸ｉＤＡＣをデフォルト値に設定する。
【００４４】
磁気メモリセル切替え時の変化
図１１は、２つの異なるＭＲＡＭセル温度において、ＭＲＡＭメモリセルの状態を変化させるのに必要な外部磁界の強度を示すグラフを示す。第１の曲線１１１０は、第１の温度において、磁気トンネル接合の磁気的向きを変化すなわち反転させるために必要な磁界強度を示す。第２の曲線１１２０は、第２の温度において、磁気トンネル接合の磁気的向きを変化すなわち反転させるために必要な磁界強度を示す。切替え曲線は、温度以外の要因によっても変化する可能性がある。たとえば、切替え曲線は経時変化が原因で変化することがある。
【００４５】
磁気トンネル接合の状態を変化させる能力に与える温度の影響は、Ｈｙ磁界を線１１３０で示すように一定にして、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必要Ｈｘ磁界に着目することによって、観察することができる。Ｈｙ磁界をＨｙ１に固定した場合、第１の温度において必要とされるＨｘ磁界強度は線１１１０に示されるようにＨｘ１になり、第２の温度において必要とされるＨｘ磁界強度はＨｘ１’になる。第２の温度が第１の温度よりも高い場合、Ｈｘ１’はＨｘ１よりも小さくなる。磁気メモリセルの切替え曲線の変動により、選択される書込み電流は、時間の経過または温度の変化とともに更新すなわち変更しなければならない場合がある。
【００４６】
本発明の特定の実施形態について図示説明してきたが、本発明は、図示説明した特定の形態や部品構成に限定されるべきものではない。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】
【００４７】
【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エラーとの間の関係を示すグラフである。
【図４】ＭＲＡＭメモリセルが状態を変化させるのに必要とされる外部磁界の強度を示すグラフである。
【図５】本発明の原理を実施するメモリアレイ書込み機構を示す図である。
【図６】本発明の原理を実施する他のメモリアレイ書込み機構を示す図である。
【図７】本発明の原理を実施する他のメモリアレイ書込み機構を示す図である。
【図８】初期化の際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９】磁気メモリ書込み電流を選択する方法を示す図である。
【図１０】磁気メモリ書込み電流を選択する他の方法の例を示す図である。
【図１１】２つの異なるＭＲＡＭセル温度についてＭＲＡＭメモリセルの状態を変化させるのに必要とされる外部磁界の強度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
５１０  書込み電流発生器
５２０  磁気メモリセルアレイ
５３０  電流調節器
７３６  平均値算出カウンタ
【図１】
2005166250.tif 000003
【図２】
2005166250.tif 000004
【図３】
2005166250.tif 000005
【図４】
2005166250.tif 000006
【図５】
2005166250.tif 000007
【図６】
2005166250.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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