САМООТНОСИМАЯ ЯЧЕЙКА MRAM С ОПТИМИЗИРОВАННОЙ НАДЕЖНОСТЬЮ

1. Элемент магниторезистивной памяти с произвольным доступом (MRAM), подходящий для операции термической записи и для операции самоотносимого чтения и имеющий отношение магнитосопротивлений, причем элемент MRAM содержит область магнитного туннельного перехода, имеющую:
- первую часть, содержащую:
- первый слой запоминания, имеющий первую намагниченность запоминания;
- первый слой считывания, имеющий первую свободную намагниченность; и
- первый туннельный барьерный слой между первым слоем запоминания и первым слоем считывания; и
- вторую часть, содержащую:
- второй слой запоминания, имеющий вторую намагниченность запоминания;
- второй слой считывания, имеющий вторую свободную намагниченность; и
- второй туннельный барьерный слой между вторым слоем запоминания и вторым слоем считывания;
причем область магнитного туннельного перехода дополнительно содержит антиферромагнитный слой, содержащийся между первым и вторым слоями запоминания и закрепляющий первую и вторую намагниченности запоминания при низком температурном пороге и освобождающий первую и вторую намагниченности запоминания при высоком температурном пороге,
при этом во время операции записи первая и вторая свободные намагниченности способны на магнитное насыщение в соответствии с направлением магнитного поля записи при приложении магнитного поля записи, и
первая и вторая намагниченности запоминания способны на переключение в направлении, по существу, параллельном и соответствующем направлению насыщенных первой и второй свободных намагниченностей.
2. Элемент MRAM по п. 1, который дополнительно выполнен таким образом, чтобы во время операции чтения первая и вторая свободные намагниченности устанавливались, по существу, одновременно, и в направлении, по существу, параллельном.
3. Элемент MRAM по п. 1, который дополнительно выполнен таким образом, что первая часть магнитного туннельного перехода имеет первое произведение "сопротивление-площадь", которое, по существу, равно второму произведению "сопротивление-площадь" второй части магнитного туннельного перехода, так что отношение магнитосопротивлений элемента MRAM остается, по существу, неизменным во время операции записи.
2
3
4. Элемент MRAM по п. 1, в котором первый и второй туннельные барьерные слои содержат AlO или MgO.
5. Элемент MRAM по п. 1, в котором первый и второй туннельные барьерные слои имеют, по существу, одну и ту же толщину.
6. Способ для записи в элемент MRAM, имеющий отношение магнитосопротивлений и содержащий область магнитного туннельного перехода, имеющую первую часть, содержащую: первый слой запоминания, имеющий первую намагниченность запоминания; первый слой считывания, имеющий первую свободную намагниченность; и первый туннельный барьерный слой между первым слоем запоминания и первым слоем считывания; и вторую часть, содержащую: второй слой запоминания, имеющий вторую намагниченность запоминания; второй слой считывания, имеющий вторую свободную намагниченность; и второй туннельный барьерный слой между вторым слоем запоминания и вторым слоем считывания;
причем область магнитного туннельного перехода дополнительно содержит антиферромагнитный слой, содержащийся между первым и вторым слоями запоминания и закрепляющий первую и вторую намагниченности запоминания при низком температурном пороге и освобождающий первую и вторую намагниченности запоминания при высоком температурном пороге,
при этом во время операции первая и вторая свободные намагниченности способны на магнитное насыщение в соответствии с направлением магнитного поля записи при приложении магнитного поля записи, и
первая и вторая намагниченности запоминания способны на переключение в направлении, по существу, параллельном и соответствующем направлению насыщенных первой и второй свободных намагниченностей,
при этом способ содержит этапы, на которых:
- нагревают элемент MRAM до высокого температурного порога;
- переключают первую и вторую намагниченности запоминания; и
- охлаждают элемент MRAM до низкого температурного порога, чтобы зафиксировать первую и вторую намагниченности запоминания в их записанном состоянии;
причем упомянутое переключение содержит приложение магнитного поля записи таким образом, чтобы выполнить магнитное насыщение первой и второй свободных намагниченностей в соответствии с направлением магнитного поля записи, и
первую и вторую намагниченности запоминания переключают, по существу, одновременно и в направлении, по существу, параллельном друг другу.
7. Способ для записи по п. 6, в котором элемент MRAM дополнительно содержит линию поля, связанную с первой и второй частями магнитного туннельного перехода, и в котором упомянутое переключение первой и второй намагниченностей запоминания выполняют при помощи магнитного поля, созданного путем пропускания тока поля по линии поля.
8. Способ для чтения из элемента MRAM, имеющего отношение магнитосопротивлений и содержащего область магнитного туннельного перехода, имеющую первую часть, содержащую: первый слой запоминания, имеющий первую намагниченность запоминания; первый слой считывания, имеющий первую свободную намагниченность; и первый туннельный барьерный слой между первым слоем запоминания и первым слоем считывания; и вторую часть, содержащую: второй слой запоминания, имеющий вторую намагниченность запоминания; второй слой считывания, имеющий вторую свободную намагниченность; и второй туннельный барьерный слой между вторым слоем запоминания и вторым слоем считывания;
причем область магнитного туннельного перехода дополнительно содержит антиферромагнитный слой, содержащийся между первым и вторым слоями запоминания и закрепляющий первую и вторую намагниченности запоминания при низком температурном пороге и освобождающий первую и вторую намагниченности запоминания при высоком температурном пороге,
при этом во время операции записи первая и вторая свободные намагниченности способны на магнитное насыщение в соответствии с направлением магнитного поля записи при приложении магнитного поля записи, и
первая и вторая намагниченности запоминания способны на переключение в направлении, по существу, параллельном и соответствующем направлению насыщенных первой и второй свободных намагниченностей,
при этом способ содержит этапы, на которых:
- устанавливают первую и вторую свободные намагниченности в первом направлении чтения;
- измеряют первое значение сопротивления перехода;
- устанавливают первую и вторую свободные намагниченности во втором направлении чтения; и
- измеряют второе значение сопротивления перехода,
причем упомянутое установление первой и второй свободных намагниченностей выполняют одновременно.
9. Способ чтения по п. 8, в котором элемент MRAM дополнительно содержит линию поля, связанную с первой и второй частями магнитного туннельного перехода, и при этом упомянутое установление первой и второй свободных намагниченностей в первом направлении чтения и втором направлении содержит приложение магнитного поля чтения путем пропускания тока чтения в линии поля, причем магнитное поле чтения имеет первое направление и второе направление, противоположное первому направлению, соответственно.