ЯЧЕЙКА МАГНИТНОГО ОПЕРАТИВНОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА (MRAM), СПОСОБ ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ЯЧЕЙКИ MRAM С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПЕРАЦИИ САМООТНОСИТЕЛЬНОГО СЧИТЫВАНИЯ

1. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM), содержащая магнитный туннельный переход, содержащий:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э.
2. MRAM ячейка по п. 1, в которой
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, является, по существу, нулевым.
3. MRAM ячейка по п. 1, в которой
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, заключается между около 40 Э и около 50 Э.
4. MRAM ячейка по п. 1, в которой
воспринимающий слой имеет, по существу, круглую форму.
5. Магнитное запоминающее устройство, содержащее множество MRAM ячеек, причем каждая MRAM ячейка содержит магнитный туннельный переход, включающий в себя:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э.
6. Способ записи MRAM ячейки, содержащей магнитный туннельный переход, включающий в себя:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э;
причем способ содержит этапы, на которых:
нагревают магнитный туннельный переход до высокого температурного предела; и
как только магнитный туннельный переход достигает высокого температурного предела, переключают направление намагниченности первой и второй намагниченности хранения для записи данных на упомянутый слой хранения; причем
переключение направления намагниченности первой и второй намагниченности хранения содержит этап, на котором прикладывают внешнее магнитное поле записи.
7. Способ по п. 6, в котором
магнитное поле записи прикладывают с величиной, которая заключается между около 130 Э и около 160 Э.
8. Способ по п. 6, в котором
упомянутое переключение первой и второй намагниченности хранения содержит этап, на котором прикладывают внешнее магнитное поле записи, имеющее величину, такую чтобы насыщать намагниченность восприятия в направлении согласно направлению магнитного поля записи; причем первую и вторую намагниченности хранения переключают в соответствии с локальным магнитным полем рассеяния восприятия, индуцированного насыщенной намагниченностью восприятия.
9. Способ по п. 8, в котором
толщина воспринимающего слоя является такой, что намагниченность восприятия является больше суммы первой и второй намагниченностей хранения.
10. Способ по п. 9, в котором
толщина воспринимающего слоя является такой, что величина магнитного поля записи, требуемая для насыщения намагниченности восприятия, является ниже около 80 Э.
11. Способ считывания MRAM ячейки, содержащей магнитный туннельный переход, включающий в себя:
синтетический слой хранения, образованный из первого ферромагнитного слоя, имеющего первую намагниченность хранения, второго ферромагнитного слоя, имеющего вторую намагниченность хранения, и разделительного слоя между первым и вторым слоями хранения, причем разделительный слой магнитно связывает первый и второй ферромагнитные слои, так что первая намагниченность хранения ориентирована, по существу, антипараллельно по отношению ко второй намагниченности;
воспринимающий слой, имеющий намагниченность восприятия, которая является обратимой; и
туннельный барьерный слой между воспринимающим слоем и слоем хранения;
причем первая намагниченность хранения индуцирует первое локальное магнитное поле рассеяния, а вторая намагниченность хранения индуцирует второе локальное магнитное поле рассеяния, причем разность между первым и вторым локальными магнитными полями рассеяния соответствует результирующему локальному магнитному полю рассеяния, связывающему воспринимающий слой;
причем толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, составляет ниже около 50 Э;
причем способ содержит этапы, на которых:
выравнивают намагниченность восприятия в первом направлении посредством приложения первого магнитного поля считывания;
измеряют первое сопротивление упомянутого магнитного туннельного перехода, причем первое сопротивление определяют первым направлением намагниченности восприятия относительно ориентации намагниченности хранения;
выравнивают намагниченность восприятия во втором направлении;
измеряют второе сопротивление упомянутого магнитного туннельного перехода, причем второе сопротивление определяют вторым направлением намагниченности восприятия относительно ориентации намагниченности хранения;
определяют разность между значением первого сопротивления и значением второго сопротивления;
причем упомянутое выравнивание намагниченности восприятия во втором направлении содержит этап, на котором прикладывают второе магнитное поле считывания, имеющее величину около 50 Э или ниже.
12. Способ по п. 11, в котором
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, является, по существу, нулевым.
13. Способ по п. 12, в котором
величина первого и второго магнитных полей считывания составляет около 20 Э.
14. Способ по п. 11, в котором
толщина первого ферромагнитного слоя и толщина второго ферромагнитного слоя выбраны так, что результирующее локальное магнитное поле рассеяния, связывающее воспринимающий слой, заключается между около 40 Э и около 50 Э.
15. Способ по п. 14, в котором
второе магнитное поле считывания является, по существу, нулевым.