(57)【要約】磁気抵抗素子５０と、書き込み回路４３、４１と、読み出し回路４４、４２とを具備する磁気ランダムアクセスメモリを用いる。磁気抵抗素子５０は、固定強磁性層、非磁性層及び自由強磁性層が順次積層され、スピン注入により変更される自由強磁性層の磁化の向きでデータを書き込み可能である。書き込み回路４３、４１は、読み出し動作時において、固定強磁性層と自由強磁性層との間に所定の向きに、自由強磁性層の磁化が反転する閾値電流よりも大きい第１読み出し電流を供給する。読み出し回路４４、４２は、読み出し電流の供給時における自由強磁性層での磁化の反転の有無に基づいて、磁気抵抗素子５０のデータの判定を行う。
2007111318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定強磁性層、非磁性層及び自由強磁性層が順次積層され、スピン注入により変更される前記自由強磁性層の磁化の向きでデータを書き込み可能な磁気抵抗素子と、
読み出し動作時において、前記固定強磁性層と前記自由強磁性層との間に所定の向きに、前記自由強磁性層の磁化が反転する閾値電流よりも大きい第１読み出し電流を供給する書き込み回路と、
前記第１読み出し電流の供給時における前記自由強磁性層での磁化の反転の有無に基づいて、前記磁気抵抗素子のデータの判定を行う読み出し回路と
を具備する
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項２】
請求の範囲１に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記書き込み回路は、前記読み出し動作時において、前記自由強磁性層での磁化の反転が有ったとき、前記第１読み出し電流とは逆方向の電流により、前記自由強磁性層での磁化を再反転させる
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項３】
請求の範囲１に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記読み出し回路は、前記自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の微分信号に基づいて判定する
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項４】
請求の範囲１に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記読み出し回路は、前記自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の積分信号に基づいて判定する
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項５】
請求の範囲１に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記書き込み回路は、別の磁気抵抗素子に、前記別の磁気抵抗素子の自由強磁性層での磁化が反転する閾値電流よりも大きい第２読み出し電流を供給したときの信号に基づいて判定する
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項６】
請求の範囲５に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記第２読み出し電流の向きは、前記別の磁気抵抗素子での磁化が反転しない向きである
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項７】
請求の範囲１乃至６のいずれか一項に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記読み出し回路は、
前記第１読み出し電流の供給時における前記自由強磁性層での磁化の反転が有った場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と異なる情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定し、
前記第１読み出し電流の供給時における前記自由強磁性層での磁化の反転が無かった場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と同じ情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定する
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項８】
請求の範囲１に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記読み出し動作時において、
前記書き込み回路は、前記所定の向きに、前記第１読み出し電流を供給し、
前記読み出し回路は、前記自由強磁性層での磁化の反転の有無について、１回目の判定を行い、
前記書き込み回路は、前記所定の向きに、再び前記第１読み出し電流を供給し、
前記読み出し回路は、前記自由強磁性層での磁化の反転の有無について、２回目の判定を行い、
前記読み出し回路は、前記１回目の判定結果と前記２回目の判定結果との比較に基づいて、前記磁気抵抗素子のデータの判定を行う
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項９】
請求の範囲８に記載の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、
前記読み出し回路は、
前記１回目の判定結果と前記２回目の判定結果とが異なる場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と異なる情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定し、
前記１回目の判定結果と前記２回目の判定結果とが同じ場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と同じ情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定する
磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項１０】
（ａ）固定強磁性層、非磁性層及び自由強磁性層が順次積層され、スピン注入により変更される前記自由強磁性層の磁化の向きでデータを書き込み可能な磁気抵抗素子に対して、読み出し動作時において、前記固定強磁性層と前記自由強磁性層との間に所定の向きに、前記自由強磁性層の磁化が反転する閾値電流よりも大きい第１読み出し電流を供給するステップと、
（ｂ）前記第１読み出し電流の供給時における前記自由強磁性層での磁化の反転の有無に基づいて、前記磁気抵抗素子のデータの判定を行うステップと
を具備する
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１１】
請求の範囲１０に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
（ｃ）前記自由強磁性層での磁化の反転が有ったとき、前記第１読み出し電流とは逆方向の電流により、前記自由強磁性層での磁化を再反転させるステップを更に具備する
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１２】
請求の範囲１０に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ１）前記自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の微分信号に基づいて判定するステップを備える
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１３】
請求の範囲１０に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ２）前記自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の積分信号に基づいて判定するステップを備える
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１４】
請求の範囲１０に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ３）別の磁気抵抗素子に、前記別の磁気抵抗素子の自由強磁性層での磁化が反転する閾値電流よりも大きい第２読み出し電流を供給したときの信号に基づいて判定するステップを備える
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１５】
請求の範囲１４に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
前記第２読み出し電流の向きは、前記別の磁気抵抗素子での磁化が反転しない向きである
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１６】
請求の範囲１０乃至１５のいずれか一項に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ４）前記第１読み出し電流の供給時における前記自由強磁性層での磁化の反転が有った場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と異なる情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定するステップと、
（ｂ５）前記第１読み出し電流の供給時における前記自由強磁性層での磁化の反転が無かった場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と同じ情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定するステップと
を備える
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１７】
請求の範囲１０に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
前記（ａ）ステップは、
（ａ１）前記所定の向きに、前記第１読み出し電流を供給するステップと、
（ａ２）前記自由強磁性層での磁化の反転の有無について、１回目の判定を行うステップと、
（ａ３）前記所定の向きに、再び前記第１読み出し電流を供給するステップと、
（ａ４）前記自由強磁性層での磁化の反転の有無について、２回目の判定を行うステップと
を備え、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ６）前記１回目の判定結果と前記２回目の判定結果との比較に基づいて、前記磁気抵抗素子のデータの判定を行うステップを備える
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【請求項１８】
請求の範囲１７に記載の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、
前記（ｂ６）ステップは、
（ｂ６１）前記１回目の判定結果と前記２回目の判定結果とが異なる場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と異なる情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定するステップと、
（ｂ６２）前記１回目の判定結果と前記２回目の判定結果とが同じ場合、前記第１読み出し電流で書き込まれる情報と同じ情報が前記磁気抵抗素子に格納されていると判定するステップと
を備える
磁気ランダムアクセスメモリの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ランダムアクセスメモリ及びその動作方法に関し、特にスピン注入方式を用いた磁気ランダムアクセスメモリ及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗素子を記憶素子として用いる磁気ランダムアクセスメモリ（以下、「ＭＲＡＭ」と記す）が不揮発メモリとして提案されている。磁気抵抗素子としては、主にＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）効果を持つ強磁性層／トンネルバリア層／強磁性層を有するＴＭＲ素子が用いられている。ＴＭＲ素子においては、２つの強磁性層の磁化の向きの相対角が平行の場合に、低抵抗、反平行な場合に高抵抗になり、その抵抗変化率は数１０〜数１００％になることが知られている。【０００３】
図１は、従来のＴＭＲ素子を用いたＭＲＡＭのセルの構成を示す断面図である。ＴＭＲ素子（磁気抵抗素子）１５０は、配線層１５１と配線層１５６との間に設けられ、反強磁性層１５２、強磁性層である固定磁性層１５３、バリア層１５４、強磁性層である自由磁性層１５５から構成されている。固定磁性層１５３は、隣接して設けられた反強磁性層１５２により、その磁化の向きが実質的に固定されている。一方、自由磁性層１５５は、その磁化が磁化容易軸方向を向き、その磁化の向きと固定磁性層１５３の磁化の向きとの相対角度が平行、反平行のいずれかとなる。データの読出しは、ＴＭＲ素子１５０に垂直方向に電流を印加し、その抵抗を測定することにより行われる。一方、データの書き込みは、ＴＭＲ素子１５０に隣接した書き込み配線に書き込み電流を印加し、その漏洩磁界により自由磁性層１５５の磁化の向きを変化させることによりおこなわれる。このときの書き込み電流の方向はＴＭＲ素子１５０の面に平行な方向であり、図１の配線層１５５においては図面に垂直な方向となる。【０００４】
このＭＲＡＭに対するデータの書き込み方法では、ＴＭＲ素子１５０のサイズにほぼ反比例して、自由磁性層１５５の磁化を反転させるために必要な反転磁界が大きくなる。
つまり、メモリセルが微細化されるにつれて、書き込み電流が増加する傾向にある。そのため、メモリセルの微細化により、消費電力、電流密度、及び、電流を印加するためのドライバが大きくなるという問題点がある。【０００５】
微細化に伴う書き込み電流の増加を抑制可能な書き込み方式として、「スピン注入（ｓｐｉｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）方式」が提案されている（例えば、Ｍ．Ｈｏｓｏｍｉ，ｅｔ  ａｌ．，“Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  ｗｉｔｈ  Ｓｐｉｎ  Ｔｏｒｑｕｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：  Ｓｐｉｎ−ＲＡＭ”，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ４７３（２００５））。このスピン注入方式では、データの書き込みは、読出しと同様に、ＴＭＲ素子の面に垂直方向に電流を印加することによりおこなわれる。【０００６】
図２は、従来のスピン注入方式による書き込み方法の原理を示す断面図である。電流が自由磁性層１５５から固定磁性層１５３へ、すなわち、電子が固定磁性層１５３から自由磁性層１５５へ流れる場合を考える。固定磁性層１５３を通過する電子は、固定磁性層１５３の磁化との相互作用により固定磁性層１５３の磁化と同じ方向にスピンを持つようになる。このスピン偏極した伝導電子は自由磁性層１５５を通過する際、自由磁性層１５５の磁化と相互作用し、自由磁性層の磁化にトルク１６１が発生する。このトルク１６１が十分に大きいと自由磁性層１５５の磁化は反転し、反平行から平行への磁化の遷移がおこる。一方、逆に電子が自由磁性層１５５から固定磁性層１５３へ流れる流れる場合、固定磁性層１５３の磁化の向きと反対向きのスピンを持つ電子が固定磁性層１５３により反射される。そのため、その反対向きのスピンを持つ電子により、平行から反平行への磁化の遷移がおこる。なお、バリア層５４としての非磁性層はＴＭＲ素子１５０で用いられる絶縁膜の他、金属膜でもよいことが知られている。【０００７】
スピン注入方式での書き込み方法では、書き込み電流の閾値が電流密度に依存する。そのため、メモリセルサイズが縮小されるにつれ、書き込みに必要な電流が減少する。したがって、メモリセルの微細化、ＭＲＡＭの大容量化に有利であることが期待される。【０００８】
しかしながら、従来のスピン注入方式のＭＲＡＭには書き込み動作時と読み出し動作時の電流が同じ方向であることに起因した問題がある。すなわち、スピン注入方式のＭＲＡＭにおいては、読み出し動作時に誤って書き込みを行ってしまう可能性がある。例えば、自由磁性層１５５の磁化が固定磁性層１５３の磁化と反平行で、低抵抗状態にある場合を考える。データの読み出しのために、自由磁性層１５５から、固定磁性層１５３へ電流を印加する。この場合、電子が固定磁性層１５３から自由磁性層１５５に流れるとき、その読み出し電流値が書き込み電流の閾値と比較して十分小さくない限り、自由磁性層１５５の磁化を反転させてしまうリスクがある。このリスクを低減するためには、読み出し電流値を小さくするか、あるいは、書き込み電流の閾値を大きくする必要がある。しかしながら、読出し電流値が小さいと、信号品質が劣化し、高速、かつ、正確な読出しを行うことが困難になってしまう。また、書き込み電流の閾値を大きくすることは、消費電力やトランジスタのサイズの観点から好ましくない。【０００９】
磁気ランダムアクセスメモリにおいて、読み出し時の誤書き込みのリスクをより抑制し、かつ、より正確な読み出しを可能とする技術が望まれる。磁気ランダムアクセスメモリにおいて、読み出し時の誤書き込みのリスクをより抑制し、より正確な読み出しを可能としつつ、且つ、書き込み電流及び消費電力を小さくすることが可能な技術が求められる。【００１０】
関連する技術として特表２００５−５３５１２５（ＷＯ２００４／０１３８６１）号公報にスピントランスファーを利用する磁性素子及び磁性素子を使用するＭＲＡＭデバイスが開示されている。この磁性素子は、第１ピンド層と、非磁性スペーサ層と、自由層と、バリア層と、第２ピンド層とを備える。第１ピンド層は、強磁性体であり、かつ第１方向に固定される第１磁化を有する。非磁性スペーサ層は、導電体である。自由層は、第１非磁性スペーサ層が前記第１ピンド層と前記自由層との間に位置するとともに、強磁性体であり、かつ第２磁化を有する。バリア層は、絶縁体であり、かつトンネリングを可能にする厚さを有する。第２ピンド層は、強磁性体であり、かつ第２方向に固定される第３磁化を有する。前記バリア層は、前記自由層と前記第２ピンド層との間に位置する。前記自由層の前記第２磁化の方向は、書き込み電流が磁性素子を流れるときにスピントランスファーによって変わる。【００１１】
特開２００５−１１６８８８号公報に磁気メモリが開示されている。この磁気メモリは、第１磁化固着層と、磁気記録層と、第１非磁性層と、第２磁化固着層と、第２非磁性層とを備えたメモリセルを含む。第１磁化固着層は、スピンの向きが固着されている。磁気記録層は、書き込み電流によりスピンの向きが可変である。第１非磁性層は、前記第１磁化固着層と前記磁気記録層との間に設けられている。第２磁化固着層は、読み出し電流用の第１配線に電気的に接続され、スピンの向きが固着されている。第２非磁性層は、前記磁気記録層の前記第１非磁性層と反対側の面の第１領域と、前記第２磁化固着層の前記第１配線に電気的に接続された面と反対側の面との間に設けられている。前記磁気記録層の前記第１非磁性層とは反対側の面の第２領域に、前記書き込み電流用の第２配線が電気的に接続されている。前記第１磁化固着層の前記第１非磁性層と反対側の面が前記書き込み電流および前記読み出し電流用の第３配線に電気的に接続されている。【００１２】
特開２００５−１１６９２３号公報（対応米国特許：ＵＳ７，１１０，２８４）にスピントルクを用いた不揮発性磁気メモリセルおよびこれを用いた磁気ランダムアクセスメモリが開示されている。この不揮発性磁気メモリセルは、自由層と絶縁障壁層と固定層とを備えるトンネル型磁気抵抗効果膜と、前記自由層の磁化情報の書き込みと読み出しを行うためのワード線とビット線とを備えた磁気メモリセルである。前記自由層の磁化方向をスピントルクにより回転させるためのスピントルク磁化反転層が前記トンネル型磁気抵抗効果膜に隣接して形成されている。前記トンネル型磁気抵抗効果膜は前記スピントルク磁化反転層を介して、ドレイン電極、ソース電極、ゲート電極、ｎ型半導体、およびｐ型半導体から構成されているＭＯＳＦＥＴのドレイン電極と電気的に接続している。【００１３】
特開２００３−２２９５４４号公報に磁気記憶装置が開示されている。この磁気記憶装置は、磁化方向が固定された固着層と、スピン偏極した電子の注入によって磁化方向が変化する記録層と、前記固着層と前記記録層との間に配置されたトンネル絶縁層とを有するトンネル磁気抵抗効果素子の少なくとも２つが、作動検出可能なように積層されている。【００１４】
特開２００３−１７７８２号公報にキャリヤスピン注入磁化反転型磁気抵抗効果膜と該膜を用いた不揮発性メモリー素子及び該素子を用いたメモリー装置が開示されている。このキャリヤスピン注入磁化反転型磁気抵抗効果膜は、固定磁化層の上に絶縁層を積層し、該絶縁層の上に、キャリヤ誘起磁性を備える。キャリヤスピンの注入により磁化の方向が反転する磁化反転層を積層し、誘導磁場に依らず磁化の方向が反転する。
【発明の開示】
【００１５】
従って、本発明の目的は、読み出し時の誤書き込みのリスクをより抑制し、かつ、より正確な読み出しを可能とすることが可能な磁気ランダムアクセスメモリ及びその動作方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、読み出し時の誤書き込みのリスクをより抑制し、より正確な読み出しを可能としつつ、且つ、書き込み電流及び消費電力を小さくすることが可能な磁気ランダムアクセスメモリ及びその動作方法を提供することにある。
【００１７】
この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の磁気ランダムアクセスメモリは、磁気抵抗素子と、書き込み回路と、読み出し回路とを具備する。磁気抵抗素子は、固定強磁性層、非磁性層及び自由強磁性層が順次積層され、スピン注入により変更される自由強磁性層の磁化の向きでデータを書き込み可能である。書き込み回路は、読み出し動作時において、固定強磁性層と自由強磁性層との間に所定の向きに、自由強磁性層の磁化が反転する閾値電流よりも大きい第１読み出し電流を供給する。読み出し回路は、第１読み出し電流の供給時における自由強磁性層での磁化の反転の有無に基づいて、磁気抵抗素子のデータの判定を行う。
本発明の磁気ランダムアクセスメモリでは、読み出し動作時に、書き込み動作時と同程度の大きさで所定の向きの第１読み出し電流を印加する。これにより、この所定の向きの第１読み出し電流により自由強磁性層の磁化の向きが反転する場合、磁化の向きの反転に伴い読み出し電圧が鋭く変化する。一方、反転しない場合、読み出し電圧の変化は小さい。したがって、保持されていた自由強磁性層の磁化の向きは、この読み出し電圧の変化の仕方に基づき決定することができる。すなわち、本発明においては、読み出し動作時に書き込みが行われるかどうかは、保持されていた自由強磁性層の磁化の向きに依存して、一意に決定されるので、誤書き込みが発生するリスクはない。
【００１９】
上記の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、書き込み回路は、読み出し動作時において、自由強磁性層での磁化の反転が有ったとき、第１読み出し電流とは逆方向の電流により、自由強磁性層での磁化を再反転させる。
本発明において、第１読み出し電流の印加に伴い自由強磁性層の磁化の向きが反転した場合、逆方向の電流を印加することにより、書き戻しが行われる。それにより、読み出し動作前後におけるデータの変更は発生しない。
【００２０】
上記の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、読み出し回路は、自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の微分信号に基づいて判定する。
【００２１】
上記の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、読み出し回路は、自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の積分信号に基づいて判定する。
【００２２】
上記の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、書き込み回路は、別の磁気抵抗素子に、別の磁気抵抗素子の自由強磁性層での磁化が反転する閾値電流よりも大きい第２読み出し電流を供給したときの信号に基づいて判定する。
【００２３】
上記の磁気ランダムアクセスメモリにおいて、第２読み出し電流の向きは、別の磁気抵抗素子での磁化が反転しない向きである。
【００２４】
上記の磁気ランダムアクセスメモリは、読み出し動作時において、書き込み回路は、所定の向きに、第１読み出し電流を供給する。読み出し回路は、自由強磁性層での磁化の反転の有無について、１回目の判定を行う。書き込み回路は、所定の向きに、再び第１読み出し電流を供給する。読み出し回路は、自由強磁性層での磁化の反転の有無について、２回目の判定を行う。読み出し回路は、１回目の判定結果と２回目の判定結果との比較に基づいて、磁気抵抗素子のデータの判定を行う。
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法は、（ａ）固定強磁性層、非磁性層及び自由強磁性層が順次積層され、スピン注入により変更される自由強磁性層の磁化の向きでデータを書き込み可能な磁気抵抗素子に対して、読み出し動作時において、固定強磁性層と自由強磁性層との間に所定の向きに、自由強磁性層の磁化が反転する閾値電流よりも大きい第１読み出し電流を供給するステップと；（ｂ）第１読み出し電流の供給時における自由強磁性層での磁化の反転の有無に基づいて、磁気抵抗素子のデータの判定を行うステップとを具備する。
【００２６】
上記の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、（ｃ）自由強磁性層での磁化の反転が有ったとき、第１読み出し電流とは逆方向の電流により、自由強磁性層での磁化を再反転させるステップを更に具備する。
【００２７】
上記の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、（ｂ）ステップは、（ｂ１）自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の微分信号に基づいて判定するステップを備える。
【００２８】
上記の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、（ｂ）ステップは、（ｂ２）自由強磁性層での磁化の反転の有無を、再生電圧の積分信号に基づいて判定するステップを備える。
【００２９】
上記の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、（ｂ）ステップは、（ｂ３）別の磁気抵抗素子に、別の磁気抵抗素子の自由強磁性層での磁化が反転する閾値電流よりも大きい第２読み出し電流を供給したときの信号に基づいて判定するステップを備える。
【００３０】
上記の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、第２読み出し電流の向きは、別の磁気抵抗素子での磁化が反転しない向きである。
【００３１】
上記の磁気ランダムアクセスメモリの動作方法において、（ａ）ステップは、（ａ１）所定の向きに、第１読み出し電流を供給するステップと；（ａ２）自由強磁性層での磁化の反転の有無について、１回目の判定を行うステップと；（ａ３）所定の向きに、再び第１読み出し電流を供給するステップと；（ａ４）自由強磁性層での磁化の反転の有無について、２回目の判定を行うステップとを備える。（ｂ）ステップは、（ｂ４）１回目の判定結果と２回目の判定結果との比較に基づいて、磁気抵抗素子のデータの判定を行うステップを備える。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、従来のＴＭＲ素子を用いたＭＲＡＭのセルの構成を示す断面図である。
【図２】図２は、従来のスピン注入方式による書き込み方法の原理を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の単一メモリセルの構成を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明で用いる磁気抵抗素子の抵抗と印加した電流との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の動作における、読み出し動作のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリにおける読み出し判定回路で用いる書き込み判定方法を説明するグラフである。
【図８】図８は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリにおける読み出し判定回路で用いる書き込み判定方法を説明するグラフである。
【図９】図９は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリにおける読み出し判定回路で用いる別の書き込み判定方法を説明するグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリにおける読み出し判定回路で用いる別の書き込み判定方法を説明するグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の動作における、読み出し動作の別のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの原理及び効果を説明するグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の磁気ランダムアクセスメモリ及びその動作方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。【００３４】
まず、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の構成について説明する。図３は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の構成を示すブロック図である。磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）１は、複数のメモリセル１０、書き込み線デコーダ２０、複数の第１書き込み線２１ａ、複数の第２書き込み線２１ｂ、選択線デコーダ３０、複数の選択線３１、書き込み制御回路４１、読み出し制御回路４２、電流源回路４３、及び読み出し判定回路４４を具備する。【００３５】
複数のメモリセル１０は、ＭＲＡＭ１内にマトリクス状に配置され、メモリセルアレイを形成している。メモリセル１０は、磁気抵抗効果を用いてデータを記憶する磁気抵抗素子５０と選択トランジスタ９を備える。磁気抵抗素子５０は、後述される構成（図４）を有し、上部電極（上部の配線層）と下部電極（下部の配線層）とに挟まれている。磁気抵抗素子５０の一端は、上部電極を介して第１書き込み線２１ａに接続され、その他端は下部電極を介して選択トランジスタ９のソース／ドレインの一方に接続されている。選択トランジスタ９のソース／ドレインの他方は、第２書き込み線２１ｂに接続されている。選択トランジスタ９のゲートは、選択線３１に接続されている。【００３６】
複数の第１書き込み線２１ａ及び複数の第１書き込み線２１ｂは、それぞれ一端を書き込み線デコーダ２０に接続され、Ｘ方向（第１方向）へ伸びている。第１書き込み線２１ａと第２書き込み線２１ｂとは、一組の書き込み線対２１を構成している。複数の選択線３１は、それぞれ一端を選択線デコーダ３０に接続され、Ｘ方向（第１方向）と略垂直なＹ方向（第２方向）へ伸びている。複数のメモリセル１０は、複数の書き込み線対２１と複数の選択線３１との交点の各々に対応して設けられている。【００３７】
書き込み制御回路４１は、データの書き込みを制御する。すなわち、書き込み制御回路４１は、書き込み制御信号を電流源回路４３へ、選択線アドレス信号を選択線デコーダ（選択線ドライバ）３０へ、書き込み線アドレス信号及び電流方向信号を書き込み線デコーダ（書き込み線ドライバ）２０へそれぞれ出力する。書き込み制御信号は、書き込み電流ＩＷを調整するための信号である。選択線アドレス信号は、複数の選択線３１から書き込み対象のメモリセル１０（以下、「対象メモリセル１０」と記す）に対応する選択線３１を選択するための信号である。書き込みアドレス信号は、複数の書き込み線対２１から対象メモリセル１０に対応する書き込み線対２１を選択するための信号である。電流方向信号は、書き込み電流ＩＷの向きを示す信号である。書き込み電流ＩＷの向きは、対象メモリセル１０に書き込まれるデータに依存して決定される。【００３８】
電流源回路４３は、書き込み制御回路４１からの書き込み制御信号に応答して、書き込み線デコーダ２０及び選択された書き込み線対２１を介して、対象メモリセル１０に対して、書き込み電流ＩＷの供給、変更及び停止を行う。【００３９】
選択線デコーダ３０は、選択線アドレス信号に応答して、対象メモリセル１０につながる１本の選択線３１を選択する。これにより、対象メモリセル１０の選択トランジスタ９がＯＮになる。書き込み線デコーダ２０は、書き込み線アドレス信号に応答して、対象メモリセル１０につながる第１書き込み線２１ａ及び第２書き込み線２１ｂを選択する。そして、書き込み線デコーダ２０は、書き込み制御回路４１からの電流方向信号に応答して、電流源回路４３から出力される書き込み電流ＩＷを、電流方向信号が示す向きに一致するように、対象メモリセル１０（磁気抵抗素子５０）に流す。そのとき、第１書き込み配線２１ａ及び第２書き込み配線２１ｂのうちの一方を電流源回路４３に、他方を接地にそれぞれ接続する。【００４０】
読み出し制御回路４２は、データの読み出しを制御する。すなわち、読み出し制御回路４２は、読み出し制御信号を電流源回路４３へ、選択線アドレス信号を選択線デコーダ３０へ、書き込み線アドレス信号及び読み出し信号を書き込み線デコーダ２０へそれぞれ出力する。読み出し制御信号は、読み出し電流ＩＲを調整するための信号である。選択線アドレス信号は、複数の選択線３１から対象メモリセル１０に対応する選択線３１を選択するための信号である。書き込み線アドレス信号は、複数の書き込み線対２１から対象メモリセル１０に対応する書き込み線対２１を選択するための信号である。読み出し信号は、読み出し動作を示す信号である。読み出し電流ＩＲの向きは、第１書き込み線２１ａから第２書き込み線２１ｂへ向かう向き、または、第２書き込み線２１ｂから第１書き込み線２１ａへ向かう向きのいずれか一方である。本発明においては、後述するように、読み出し電流は書き込み電流と同程度の大きさにする。【００４１】
電流源回路４３は、読み出し制御回路４２からの読み出し制御信号に応答して、書き込み線デコーダ２０及び選択された書き込み線対２１を介して、対象メモリセル１０に対して、読み出し電流ＩＲの供給、変更及び停止を行う。【００４２】
選択線デコーダ３０、及び、書き込み線デコーダ２０はデータの書き込み時と同様に対象メモリセル１０の選択をおこなう。読み出し判定回路４４は、対象メモリセル１０の磁気抵抗素子５０からの信号を検出し、対象メモリセル１０に書き込まれているデータを判定し、その結果を読み出し制御回路４２へ出力する。読み出し判定回路４２の動作の詳細については後述する。【００４３】
図４は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の単一メモリセルの構成を示す断面図である。トランジスタが形成された基板（図示されず）の上方に、配線層５１、反強磁性層５２、固定磁性層５３、トンネルバリア層５４、自由磁性層５５、配線層５６が順次形成される。配線層５１及び配線層５６のいずれか一方は、図３における第１書き込み配線層２１ａに、他方は選択トランジスタ９を介して第２書き込み配線層２１ｂに、それぞれ直接又は間接に接続されている。反強磁性層５２、固定磁性層５３、トンネルバリア層５４及び自由磁性層５５は、磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）５０を形成している。強磁性層である固定磁性層５３の磁化の向きは反強磁性層５２との交換相互作用により固定されている。強磁性層である自由磁性層５５の磁化の向きはその磁化容易軸に沿って、固定磁性層５３の磁化と平行、反平行のいずれかに向く。自由磁性層５５の磁気異方性は材料に依存した結晶磁気異方性、歪誘導異方性、及び平面形状に依存した形状磁気異方性のうちのいずれか、又は、これらの組み合わせにより決定される。【００４４】
図４においては、自由磁性層５５の磁気異方性の方向、及び固定磁性層５３の磁化の方向は各層内（各膜面内）としているが、各層（各膜面）に垂直な方向であってもよい。また、固定磁性層５３の磁化の固定方法は反強磁性層５２を用いずに、固定磁性層５３として保磁力の大きな材料を用いることで代替することも可能である。また、自由磁性層５５及び固定磁性層５３のいずれも、非磁性金属を介して強磁性的、あるいは、反強磁性的に結合した積層磁性膜を用いてもよい。さらに、各層の積層順序は反対にすることも可能である。各層に用いられる材料としては、典型的には、以下のものが用いられる。すなわち、配線層５１、５６としてはＡｌ、Ｃｕなどの金属膜が、反強磁性層５２としてはＦｅＭｎ、あるいはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性膜が用いられる。自由磁性層５５、固定磁性層５３としてはＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＢなどの強磁性膜が用いられる。トンネルバリア層５４としてはアルミニウム酸化膜、ＭｇＯなどの絶縁膜が用いられる。【００４５】
次に、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の動作について説明する。
自由磁性層５５と固定磁性層５３の磁化が平行で低抵抗である状態を“０”、反平行で高抵抗である状態を“１”と定義する。図４において、スピン注入法により、“１”状態から“０”状態に書き込むためには、書き込み電流ＩＷを自由磁性層５５側から固定磁性層５３側へ流せばよい。このとき、スピン偏極した電子が固定磁性層５３から自由磁性層５５へ流れる。スピントルク効果により、自由磁性層５５の磁化が反転し、“０”状態となる。なお、初期状態が“０”である場合、自由磁性層５５の磁化は変化しない。逆に、“０”状態から“１”状態に書き込むためには、書き込み電流ＩＷを固定磁性層５３側から自由磁性層５５側に流せばよい。【００４６】
図５は、本発明で用いる磁気抵抗素子の抵抗と印加した電流との関係を示すグラフである。縦軸は磁気抵抗の大きさ（抵抗値）を示し、横軸は書き込み電流ＩＷの大きさ（電流値）を示す。抵抗値と電流値との間にはヒステリシスが存在し、電流値が閾値Ｉ０１又はＩ０２を超えると、自由磁性層５５の磁化が反転し、それに伴い抵抗値がジャンプし、“０”から“１”（図中（ａ）の場合）、あるいは、“１”から“０”（図中（ｂ）の場合）の遷移がおこる。なお、図５において、電流値の絶対値が大きくなるにつれ抵抗値が下がるのは、トンネル抵抗のバイアス電圧依存性に起因したものである。【００４７】
図６は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の動作における、読み出し動作のアルゴリズムを示したフローチャートである。本発明においては、読み出し動作時に書き込み電流ＩＷと同様に、閾値（図５におけるＩ０１又はＩ０２）以上の読み出し電流ＩＲを印加する。これは、従来のスピン注入法を用いた磁気ランダムアクセスにおいて読み出し電流が閾値よりも十分小さな電流値に設定されることと対照的である。以下、説明の簡略化のため、読み出し電流ＩＲの方向は図４における正の方向（固定磁性層５３から自由磁性層５５へ向かう方向）、すなわち、“０”状態が“１”状態に変化する方向であると仮定する。【００４８】
読み出し制御回路４２は、電流源回路４３、選択線デコーダ３０及び書き込み線デコーダ２０を制御する。それにより、電流源回路４３は、閾値（図５におけるＩ０１）以上の正の方向の読み出し電流ＩＲを対象メモリセル１０へ印加する（ステップＳ０１）。この場合、読み出し電流ＩＲの印加後は、データは必ず“１”になる。なお、読み出し電流ＩＲが負の方向であっても、本発明は同様に適用できる。【００４９】
本発明の読み出し判定回路４４は、読み出し電流ＩＲが印加されたとき、対象メモリセル１０に書き込みが行われたか否か、すなわち、自由磁性層５５の磁化反転が起きたか否かを判定することにより読み出しを行う（ステップＳ０２）。書き込みが行われたか否かの判定方法については後述する。【００５０】
書き込みが行われた場合（ステップＳ０２：「書き込み」）、初期の磁化状態は“０”であり、対象メモリセル１０のデータとして“０”を読み出す（ステップＳ０３）。その後、そのデータを読み出し制御回路４２へ送出する。読み出し制御回路４２は、データが“０”の場合、電流源回路４３、選択線デコーダ３０及び書き込み線デコーダ２０を制御して、対象メモリセル１０に逆方向（この例の場合、負の方向）の閾値以上の電流を印加する。それにより対象メモリセル１０のデータを“０”に書き戻す（ステップＳ０４）。【００５１】
書き込みが行われなかった場合（ステップＳ０２：「書き込み無し」）、初期の磁化状態は“１”であり、対象メモリセル１０のデータとして“１”を読み出す（ステップＳ０５）。その後、そのデータを読み出し制御回路４２へ送出する。以上のように、読み出し動作が実行される。【００５２】
次に、上記ステップＳ０２における書き込みが行われたか否かの判定方法について説明する。
図７及び図８は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリにおける読み出し判定回路で用いる書き込み判定方法を説明するグラフである。図７は、図５に示した磁気抵抗素子の抵抗と電流との関係を示すグラフに、読み出し電流ＩＲの印加と、そのときの抵抗値の変化の方向を示す矢印を追加したものである。縦軸は磁気抵抗の大きさ（抵抗値）を示し、横軸は読み出し電流ＩＲの大きさ（電流値）を示す。図８（ａ）は、読み出し電流ＩＲの時間変化を示すグラフである。縦軸は読み出し電流ＩＲの電流値、横軸は時間をそれぞれ示す。図８（ｂ）は、対象メモリセル１０のデータが“０”であった場合の読み出し電圧の微分信号の時間変化を示すグラフである。縦軸は対象メモリセル１０の読み出し電圧の微分信号、横軸は時間をそれぞれ示す。図８（ｃ）は、対象メモリセル１０のデータが“１”であった場合の読み出し電圧の微分信号の時間依存を示すグラフである。縦軸は対象メモリセル１０の読み出し電圧の微分信号、横軸は時間をそれぞれ示す。【００５３】
まず、対象メモリセル１０のデータが“０”の場合について説明する。
時刻ｔ１（図８（ａ）：ｔ１）に読み出し電流ＩＲの印加が開始されると（図７：（１）、実線矢印）、読み出し電流ＩＲ印加中に書き込みがなされる。その場合、自由磁性層５３の磁化が反転し、それに伴い抵抗値、すなわち、読み出し電圧（第１書き込み線２１ａと第２書き込み線２１ｂとの電圧差）がジャンプするので（図７：（２）、実線矢印）、その微分波形は鋭いピークを持つことになる（図８（ｂ）：ｔ１−ｔ２）。このピークが有る場合、対象メモリセル１０に書き込みが行われたと判定することが出来る。読み出し電流ＩＲの印加は時刻ｔ３（図８（ａ）：ｔ３）に終了し、抵抗値はデータ“１”の安定状態に達する（図７：（３）、実線矢印）。【００５４】
次に、対象メモリセル１０のデータが“１”の場合について説明する。
時刻ｔ１（図８（ａ）：ｔ１）に読み出し電流ＩＲの印加が開始されると（図７：（４）、破線矢印）、読み出し電流ＩＲ印加中に書き込みがなされる。その場合、自由磁性層５３の磁化は反転せず、それに伴い抵抗値、すなわち、読み出し電圧もほとんど変化しないので（図７：（５）、破線矢印）、その微分波形はほとんど変化しないことになる（図８（ｃ）：ｔ１−ｔ２）。このピークが無い場合、対象メモリセル１０に書き込みが行われていないと判定することが出来る。読み出し電流ＩＲの印加は時刻ｔ３（図８（ａ）：ｔ３）に終了し、抵抗値はデータ“１”の安定状態に戻る（図７：（６）、破線矢印）。【００５５】
以上のようにして、上記ステップＳ０２において、読み出し判定回路４４は、読み出し電圧の変化、すなわち、読み出し電圧の微分信号を検出することにより、自由磁性層５５の磁化反転の有無を判定することが可能となる。それにより、対象メモリセル１０への書き込みの有無を判定することが出来る。【００５６】
図９及び図１０は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリにおける読み出し判定回路で用いる別の書き込み判定方法を説明するグラフである。図９は、対象メモリセル１０のデータが“０”であった場合の読み出し電圧と読み出し電流との関係を示すグラフである。縦軸は対象メモリセル１０の読み出し電圧、横軸は読み出し電流をそれぞれ示す。図１０は、対象メモリセル１０のデータが“１”であった場合の読み出し電圧と読み出し電流との関係を示すグラフである。縦軸は対象メモリセル１０の読み出し電圧、横軸は読み出し電流をそれぞれ示す。それぞれの場合の読み出し電圧は、磁化反転が生じるまでは異なった値を持っているため、読み出し電圧の積分値（図９、図１０の面積（斜線部）に相当）を比較することにより、保持されていたデータを判定することができる。図９及び図１０の場合、データが“０”の場合のほうが、“１”の場合よりも積分値が小さくなる。【００５７】
以上のようにして、上記ステップＳ０２において、読み出し判定回路４４は、読み出し電流に対する読み出し電圧を検出し、その積分値を算出することにより、自由磁性層５５の磁化反転の有無を判定することが可能となる。それにより、対象メモリセル１０への書き込みの有無を判定することが出来る。【００５８】
上記いずれの判定方法においても、書き込み判定を行うためには参照電圧が必要である。参照電圧を生成する方法としては、メモリセル１０の一部をリファレンスセルとすることで、メモリセル１０と同様な構成を有するリファレンスセル（磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）５０＋選択トランジスタ９）を用いることができる。また、一般の抵抗素子を用いることもできる。前者の場合、ＴＭＲ素子の特性の面内分布やウェハ間分布の影響を相殺できるという長所がある。この場合、リファレンスセルのＴＭＲ素子についても、メモリセル１０と同様に閾値電流よりも大きな電流を印加し、その出力電圧の微分信号、あるいは、積分値に基づいて参照電圧を作り出す。なお、リファレンスセルのデータは書き戻しの必要のない“１”状態としておくと、リファレンスセルに対する書き戻しの手続きをおこなう必要がなく好適である。メモリセル１０の信号電圧と参照電圧との比較は読み出し判定回路内の比較器によって実行される。【００５９】
本発明において、リファレンスセルや抵抗素子の参照電圧を用いず、参照電圧を自分自身で生成する方式、いわゆる自己リファレンス方式を適用することも可能である。図１１は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの実施の形態の動作における、読み出し動作の別のアルゴリズムを示したフローチャートである。図１１は、自己リファレンス方式の読み出しのアルゴリズムを示している。以下、説明の簡略化のため、読み出し電流ＩＲの方向は図４における正の方向（固定磁性層５３から自由磁性層５５へ向かう方向）、すなわち、“０”状態が“１”状態に変化する方向であると仮定する。【００６０】
読み出し制御回路４２は、電流源回路４３、選択線デコーダ３０及び書き込み線デコーダ２０を制御する。それにより、電流源回路４３は、閾値（図５におけるＩ０１）以上の正の方向の読み出し電流ＩＲを対象メモリセル１０へ印加する（ステップＳ１１）。この場合、読み出し電流ＩＲの印加後は、データは必ず“１”になる。読み出し判定回路４４は、読み出し電流ＩＲが印加されたとき、読み出し電圧の微分信号、又は、読み出し電流ＩＲに対する読み出し電圧の積分値を検出し、判定信号Ａとして内部の記憶部（図示されず）に一時的に格納する（ステップＳ１２）。【００６１】
次に、電流源回路４３は、閾値以上の正の方向の読み出し電流ＩＲを再び対象メモリセル１０へ印加する（ステップＳ１３）。この場合、ステップＳ１１、Ｓ１２より対象メモリセル１０のデータは“１”なので、読み出し電流ＩＲを印加してもデータの変化はない。読み出し判定回路４４は、読み出し電流ＩＲが印加されたとき、読み出し電圧の微分信号、又は、読み出し電流ＩＲに対する読み出し電圧の積分値を検出し、判定信号Ｂとして内部の記憶部（図示されず）に一時的に格納する（ステップＳ１４）。【００６２】
読み出し判定回路４４は、判定信号Ａと判定信号Ｂとを内部の比較器（図示されず）で比較する（ステップＳ１５）。その結果、両者が等しい場合（ステップＳ１５：「等しい」）、対象メモリセル１０のデータを“１”と判定し、読み出すことができる（ステップＳ１６）。その後、そのデータを読み出し制御回路４２へ送出する。【００６３】
一方、両者が等しくない場合（ステップＳ１５：「等しくない」）、対象メモリセル１０のデータを“０”と判定し、読み出すことができる（ステップＳ１７）。その後、そのデータを読み出し制御回路４２へ送出する。読み出し制御回路４２は、データが“０”の場合、電流源回路４３、選択線デコーダ３０及び書き込み線デコーダ２０を制御して、対象メモリセル１０に逆方向（この例の場合、負の方向）の閾値以上の電流を印加する。それにより対象メモリセル１０のデータを“０”に書き戻す（ステップＳ１８）。以上のように、読み出し動作が実行される。なお、読み出し電流ＩＲが負の方向であっても、本発明は同様に適用できる。【００６４】
図１２は、本発明の磁気ランダムアクセスメモリの原理及び効果を説明するグラフである。縦軸は、読み出し確率及び書き込み確率を示す。横軸は、書き込みが行われる電流の閾値で規格化された読み出し電流及び書き込み電流を示す。曲線Ａは、従来の読み出し電流と読み出し確率との関係を示す。曲線Ｂは、書き込み電流と書き込み確率との関係を示す。【００６５】
曲線Ｂを参照して、スピントルク効果により磁化状態が反転して書き込みが行われる確率は、閾値（規格化電流＝１）以上の電流を流すことにより１００％となる。しかし、閾値以下の電流の場合も熱擾乱の影響や個々の素子のばらつきの影響のため、小さい確率ではあるが反転する可能性がある。一方、曲線Ａを参照して、従来の読み出し方法では、読み出しが正確に行われる確率は信号量に比例するため、電流が大きくなるほど高くなる。そのため、高速に、かつ、正確に読み出しをおこなうためには、読み出し電流を大きく設定せざるを得ない（図中のＩａ）。読み出し電流をＩａにした場合、曲線Ｂを参照すれば、誤書き込みの確率が有限になってしまう。本発明においては、読み出し電流を閾値（規格化電流＝１）以上の電流（図中のＩｂ）に設定する。そのため、書き込みが行われるかどうかは、初期の磁化状態に依存して一意に定まるため、誤書き込みの課題を解決することができる。【００６６】
本発明では、スピン注入方式のＭＲＡＭにおいて、従来のような閾値より小さい読み出し電流を用いず、常に閾値以上の電流を用いるので電流の制御が容易であり、読み出し動作時の誤書き込みのリスクを大幅に抑制することができる。それにより、非常に正確なデータの読み出しが可能となる。更に、スピン注入方式を用いているので書き込み電流及び消費電力を小さくすることが可能となる。【００６７】
本発明により、読み出し時の誤書き込みのリスクがより抑制され、より正確な読み出しが可能となる。更に、読み出し時の誤書き込みのリスクの抑制と正確な読み出しの実現に加えて、書き込み電流及び消費電力を小さくすることが可能となる。【００６８】
本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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