[發明專利]用于在磁性設備中寫入的方法

有效

• 申請號: 201580053109.4
• 申請日: 2015-10-02
• 公開（公告）號: CN107112046B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: Y.康瑙斯
• 申請（專利權）人: 克羅科斯科技公司
• 主分類號: G11C11/16
• 分類號: G11C11/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;劉春元

用于使用單個編程電流來對磁性設備進行編程的方法，該磁性設備包括多個磁性邏輯部件MLU單元，每個MLU單元都包括具有存儲磁化的存儲磁性層，該存儲磁化在低閾值溫度處被釘扣并且在高閾值溫度處可自由定向；以及編程線，其與所述多個MLU單元中的每一個物理地分離，并且被配置用于傳遞編程電流脈沖以對所述多個MLU單元中的任一個進行編程；該方法包括：在場線中傳遞編程電流以用于將所述多個MLU單元中的每一個的磁性隧道結加熱到處于高閾值溫度以便不釘扣第二磁化；其中編程電流被進一步適配用于生成編程磁場，其被適配用于在編程方向上切換所述多個MLU單元中的每一個的存儲磁化。

技術領域

本發明涉及一種用于對包括多個磁性邏輯部件（MLU）單元的磁性設備進行編程的方法。

背景技術

常規MLU單元包括磁性隧道結，其包括鐵磁性參考層和鐵磁性存儲層。當兩個層的磁化被對齊時，堆疊的電阻為低，這可以是“0”（或任意地“1”）。當層是反對齊時電阻為高，這可以是“1”（或反之亦然）。

在熱輔助開關（TAS）的MLU中，存儲層被反鐵磁性層阻擋以便在正常操作溫度下實現較好的穩定性。在編程周期期間，通過磁性隧道結的電阻加熱，單元的溫度暫時局部地提升到高于反鐵磁性層的阻擋溫度（高閾值溫度），從而允許TAS-MLU單元的磁阻變化。在正常操作溫度處，存儲在TAS-MLU單元中的信息（即，磁性定向）因此不受外部場和噪聲的影響。

自參考（self-referenced）MLU單元可以基于TAS MLU單元。自參考MLU單元典型地具有不被反鐵磁性層釘扣（pin）而是自由變化的參考層。這樣的不被釘扣的參考層常常被稱為“感測層”。當在鄰近于MLU單元的場線中施加電流時，生成磁場以便在讀取操作期間使感測層磁化變化。兩階段讀取操作利用未驅動場線對所選存儲器單元的作用的自然趨勢來創建暫時參考值，其在場被驅動時與單元的值相比較。因此在施加該場時讀取所存儲的信息。

在邏輯操作期間，場線正充當調制磁性隧道結的電阻率的控制門。MLU單元表現為能夠執行本機（native）邏輯功能的三端設備。可以在方向和強度上調制在場線中流通的電流。

可以通過將包括若干（可能地，成千上萬）MLU單元的陣列電氣耦合在一起來提供MLU放大器。結果得到的放大器的增益被大大增加設備，而耦合電容保持非常小。對于每個MLU單元，通過流過場線的場電流的方向來調制磁性隧道結的磁阻，其由待匹配的輸入位設置。輸出端處的高或低磁阻分別指示輸入位是匹配還是不匹配存儲的位。

操作MLU放大器因此需要施加用于加熱MLU單元中的每一個的磁性隧道結的加熱電流和用于生成磁場的場電流。加熱電流和場電流必須精確同步。

此外，在包括多個MLU單元的MLU陣列中，加熱電流傳遞通過以行或列串聯連接的MLU單元的磁性隧道結。取決于MLU陣列中包括的MLU單元的數目，加熱陣列中的磁性隧道結所需的加熱電流的量值可以達到幾百mA。對應電壓因此可以達到幾十伏特，從而在MLU單元的某一區域中（諸如在磁性隧道結中，以及特別地在兩個金屬層之間的任何電介質層或隧道勢壘層中）產生非常高的電壓差（等同于幾百MV/m）。這樣的高電壓差可以不可逆地變弱并且甚至損壞MLU單元。

發明內容

本公開涉及一種用于對磁性設備進行編程的方法，該磁性設備包括多個MLU單元；每個MLU單元都包括：具有存儲磁化的存儲磁性層，該存儲磁化在低閾值溫度處被釘扣并且在高閾值溫度處可自由定向；編程線，其與所述多個MLU單元中的每一個物理地分離，并且被配置用于傳遞編程電流脈沖以用于對所述多個MLU單元中的任一個進行編程；該方法包括：

在場線中傳遞編程電流以用于將所述多個MLU單元中的每一個的磁性隧道結加熱到處于高閾值溫度以便不釘扣第二磁化；

其中編程電流被進一步適配用于生成編程磁場，該編程磁場被適配用于在編程方向上切換所述多個MLU單元中的每一個的存儲磁化。