[發明專利]一種磁性存儲裝置、磁性存儲陣列結構及其驅動方法

在審

• 申請號: 201410307494.8
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105469820A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 林殷茵;楊凱;趙俊峰;王元鋼;楊偉;傅雅蓉
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;復旦大學
• 主分類號: G11C11/02
• 分類號: G11C11/02
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明涉及計算機領域，尤其涉及一種磁性存儲裝置、磁性存儲 陣列結構及其驅動方法。

背景技術

由于計算機技術的飛速發展，數據存儲的技術也得到了較大進 步。U型磁性存儲軌道的出現改變了傳統的由磁頭的移動來讀寫數據 的存儲模式，而是使磁疇壁沿著納米級軌道來回移動，TMR (TunnelingMagnetoresistance，隧道型巨磁電阻效應)讀寫磁頭固定 的模式進行數據的讀寫的。U型磁性存儲軌道內部的磁疇壁在電流脈 沖作用下沿軌道移動，讀寫電路設置在U型磁性存儲軌道的底部， 當磁疇壁沿著U型磁性存儲軌道移動到軌道的底部時，TMR讀寫磁 頭對磁疇進行數據讀寫。但是，在U型磁性存儲軌道的兩條豎直軌 道中，只有一條能夠用來存儲有效數據，另一條豎直軌道只能起到緩 存器的作用，因此U型磁性存儲軌道的存儲利用率僅為50％。

為了克服U型磁性存儲軌道的存儲利用率低的問題，現有技術 中提出了直線型磁性存儲軌道，該直線型磁性存儲軌道的存儲利用率 可以達到100％。但是，由于直線型磁性存儲軌道是平鋪排列在襯底 上的，因此，在相同的襯底面積上制作直線型磁性存儲軌道時，直線 型磁性存儲軌道的面積收益低，從而導致直線型磁性存儲軌道陣列的 數據存儲量受到了限制。

發明內容

本發明的實施例提供一種磁性存儲裝置、磁性存儲陣列結構及其 驅動方法，解決了現有技術中直線型磁性存儲軌道的面積收益低的問 題，從而提高了磁性存儲軌道的數據存儲量。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種磁性存儲裝置，包括：

第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件和隧道型巨磁電阻 效應TMR讀寫磁頭，所述磁性存儲裝置，還包括：

沿第一方向設置的第一磁性存儲軌道和沿第二方向設置的第二 磁性存儲軌道，所述第一磁性存儲軌道的一端和所述第二磁性存儲軌 道的一端相連；

其中，所述TMR讀寫磁頭沿第一方向貫穿所述第二磁性存儲軌 道設置，或者，所述TMR讀寫磁頭沿第三方向貫穿所述第二磁性存 儲軌道設置，所述TMR讀寫磁頭的自由層為所述第二磁性存儲軌道， 所述第一方向為非第二磁性存儲軌道所在平面的任一方向。

在第一種可能的實現方式中，根據第一方面，所述TMR讀寫磁 頭為單TMR讀寫磁頭或者雙TMR讀寫磁頭。

在第二種可能的實現方式中，根據第一方面或第一種可能的實現 方式，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向兩兩正交。

在第三種可能的實現方式中，結合第一方面或第一種可能的實現 方式或第二種可能的實現方式，

所述TMR讀寫磁頭的第一電極和第一數據線相連；

所述第一開關元件的柵極和列地址線相連，所述第一開關元件的 源極和第二數據線相連，所述第一開關元件的漏極和所述第一磁性存 儲軌道相連；

所述第二開關元件的柵極和行地址線相連，所述第二開關元件的 源極和第三數據線相連，所述第二開關元件的漏極和所述TMR讀寫 磁頭的第二電極相連；

所述第三開關元件的柵極和所述行地址線相連，所述第三開關元 件的源極和第四數據線相連，所述第三開關元件的漏極和所述第二磁 性存儲軌道相連。

在第四種可能的實現方式中，結合第一方面或第一種可能的實現 方式至第三種可能的實現方式，所述第二磁性存儲軌道的長度大于或 者等于TMR讀寫磁頭的長度。

在第五種可能的實現方式中，結合第一方面或第一種可能的實現 方式至第四種可能的實現方式，所述第二磁性存儲軌道的長度等于 TMR讀寫磁頭的長度。

在第六種可能的實現方式中，結合第一方面或第一種可能的實現 方式至第五種可能的實現方式，所述第一磁性存儲軌道的縱橫比在 10∶1到100∶1的范圍內。

第二方面，本發明實施例提供一種磁性存儲陣列結構，包括：

陣列排布的M行N列如第一方面中任意一項所述磁性存儲裝置、 M條行地址線和N條列地址線，其中，任意一行的所有所述磁性存 儲裝置的第二開關元件和第三開關元件的柵極和同一行地址線相連， 任意一列的所有所述磁性存儲裝置的第一開關元件的柵極和同一列 地址線相連，M和N為正整數。