【課題】ＭＴＪメモリセルを有するＭＲＡＭデバイスにおいて、データ読出動作の高速化および、配線層数の減少による製造コスト低減を図る。
【解決手段】ＭＴＪメモリセルは、記憶データのデータレベルに応じて抵抗値が変化する磁気トンネル接合部ＭＴＪと、アクセストランジスタＡＴＲとを備える。アクセストランジスタＡＴＲのゲートはリードワード線ＲＷＬと結合される。ビット線ＢＬは、磁気トンネル接合部ＭＴＪと直接結合されず、アクセストランジスタＡＴＲを介して磁気トンネル接合部ＭＴＪと電気的に結合される。磁気トンネル接合部ＭＴＪは、ライトワード線ＷＷＬおよびアクセストランジスタＡＴＲの間に結合される。データ読出時において、ライトワード線ＷＷＬの電圧は接地電圧Ｖｓｓに設定されて、データ読出のための電流経路が形成される。さらに、ライトワード線ＷＷＬは、ビット線ＢＬよりも上層側に形成される。 （もっと読む）

【課題】 高速スピン移動トルク書き込み手順を備えた磁気素子を提供する。
【解決手段】 固定磁化方向を有する基準層と、書き込み電流を磁気トンネル接合部に通過させることによって、基準層の磁化方向に対して調整可能な磁化方向を有する第１の記憶層と、前記基準層および第１の記憶層間に配置された絶縁層と、を含む磁気トンネル接合部であって、磁気トンネル接合部が、書き込み電流のスピンを、基準層の磁化方向に垂直に配向されるように偏極する偏極装置をさらに備えることを特徴とし、前記第１の記憶層が、磁化の切り替え時間が１ｎｓ〜１００ｎｓ間に含まれる範囲になるような減衰定数を有する磁気トンネル接合部。改善された書き込み速度および従来のメモリ装置より低い電力消費を有する、開示の磁気トンネル接合部から形成された複数の磁気素子を備える磁気メモリ素子。 （もっと読む）

【課題】 自己参照磁気ランダムアクセスメモリセルを提供する。
【解決手段】 本発明は、センス層および記憶層間に含まれる絶縁層から形成された磁気トンネル接合部を含む磁気ランダムアクセスメモリセルに関する。本開示はまた、メモリセルに書き込み、かつ読み出すための方法であって、書き込み動作中に、データを前記記憶層に書き込むために前記記憶層の磁化方向を切り替えることと、読み出し動作中に、前記センス層の磁化方向を第１の配向される磁化方向に配向することと、前記磁気トンネル接合部の第１の抵抗値を測定することによって、前記書き込みデータを前記第１の配向された磁化方向と比較することと、を含む方法に関する。開示のメモリセルおよび方法によって、低電力消費および向上した速度で書き込みおよび読み出し動作を実行することが可能になる。 （もっと読む）

不揮発性メモリセルにアクセスするための半導体装置が提供される。いくつかの実施形態においては、半導体装置は、ソース、ドレインおよびウェルを含む半導体層の縦型スタックを有する。半導体装置へのドレイン−ソースバイアス電圧の印加は、ウェルにわたってパンチスルー機構を生成し、ソースとドレインとの間の電流の流れを発生させる。
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スピン偏極電流を使用してメモリセルの磁気デバイスにおける磁気領域の磁化方向及び／又はヘリシティを制御してスイッチングする高速かつ低電力の方法。磁気デバイスは、固定の磁気ヘリシティ及び／又は磁化方向を有する基準磁化層と、可変の磁気ヘリシティ及び／又は磁化方向を有する自由磁化層とを含む。固定磁化層及び自由磁化層は、非磁化層により分離されることが好ましい。固定及び自由磁化層は、層法線に対して実質的に非ゼロ角度の磁化方向を有することができる。デバイスに電流を印加してトルクを誘起することができ、これは、デバイスの磁気状態を変更し、そのためにそれは情報を書き込むための磁気メモリとして作用することができる。デバイスの磁気状態に依存する抵抗が測定されてデバイスに格納された情報を読み出す。 （もっと読む）

【課題】本発明は、ホットキャリア耐性を維持しつつ抵抗素子側のＬＤＤの抵抗を下げることで、トランジスタの駆動能力を高めて、高速動作を可能にする。
【解決手段】半導体基板１１上にゲート絶縁膜１２を介して形成されたゲート電極１３と、前記ゲート電極１３の一方側の前記半導体基板１１に形成された第１ＬＤＤ拡散層１４と、前記ゲート電極１３の他方側の前記半導体基板１１に形成された第２ＬＤＤ拡散層１５と、前記ゲート電極１３の一方側に前記第１ＬＤＤ拡散層１４を介して形成された第１拡散層１８と、前記ゲート電極１３の他方側に前記第２ＬＤＤ拡散層１５を介して形成された第２拡散層１９を有する選択トランジスタ２と、前記第１拡散層１８に接続された記憶素子３を備え、前記第１ＬＤＤ拡散層１４は前記第２ＬＤＤ拡散層１５よりチャネル長方向の電気的抵抗が低い。 （もっと読む）

本発明による磁気電気素子は、強磁性材料から成る少なくとも一つの縦長の動作構造であって、それに沿って磁壁が移動できる動作構造と、この動作構造に電流を印加する手段と、動作構造から出る磁場のための少なくとも一つの磁場センサーとを有する。本発明では、動作構造は、その中心での磁壁の横磁化方向が磁壁の移動方向に対して垂直な面内に有利な方向を持たない磁壁及び／又は質量を持たない磁壁を作り出せるように構成される。そのような移動する磁壁の運動エネルギーが消滅することを発見した。従って、この磁壁は、ウォーカー限界にも、本質的なピニングにも支配されない。そのため、本素子は、情報を速く読み出し、記録し、或いは処理し、最終的に出力できる。本発明は、強磁性材料の非断熱スピントランスファーパラメータβの測定方法にも関する。本方法は、この発見した現象の詳細な研究に基づき開発された。
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【課題】可変抵抗素子を記憶素子として利用する不揮発性半導体記憶装置のアクセス時間を消費電流を増大することなく短縮する。
【解決手段】メモリセル（ＭＣ）に対し、書込ビット線（ＷＢＬ）および読出ビット線（ＲＢＬ）をそれぞれ別々に設け、またメモリセルの接続するソース線（ＳＬ）を、基板領域と同一導電型のソース不純物領域（３）で形成する。メモリセルトランジスタ（ＭＴ）とソース不純物領域とは、低抵抗のメタル配線（４）により接続する。ソース線電位の浮き上がりを防止することができ、正確に記憶データに応じたメモリセル電流を生じさせることができ、高速でデータの読出を行うことができる。また、読出ビット線単位でプリチャージおよびデータ増幅を行うことにより読出ビット線負荷を軽減して高速読出を実現することができる。 （もっと読む）

熱的前処理を用いてスピン注入磁化反転型ランダムアクセスメモリ（ＳＴＲＡＭ）メモリセルなどの不揮発性メモリセル（１２０）にデータを書込むための方法（１８０）および装置（１０６）。いくつかの実施形態では、論理状態は、第１のブロックアドレスと関連付けられる未処理不揮発性第１のメモリセルに書込まれる（１８４）。熱的前処理は、第１のブロックアドレス（１８６）選択に応答して選択される第２のブロックアドレスと関連付けられる不揮発性第２のメモリセルに同時に適用される（１８８）ため、記録ブロックアドレスは、不揮発性第１のメモリセルの書込動作に引続く書込動作で選択される可能性が比較的高いブロックのアドレスである。
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【課題】配線間の抵抗値を低減させる、クロスポイント型メモリセルを積層した多層構造の半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】半導体基板１と、互いに交差する第１の配線ＷＬ及び第２の配線ＢＬ並びにこれら第１及び第２の配線の交差部で両配線間に接続されたメモリセルＭＣを有する１または複数のセルアレイ層ＭＡと、セルアレイ層ＭＡよりも下層の第１配線層Ｍ１に形成された第３の配線１１と、セルアレイ層ＭＡよりも上層の第２配線層Ｍ２に形成された第４の配線１２と、第３の配線１１及び第４の配線１４を接続する積層方向に延びるコンタクト１４１〜１４４とを有する。第１配線層Ｍ１と第２配線層Ｍ２の間には、冗長配線層が形成される。冗長配線層には冗長配線１３１〜１３３が形成され、第３の配線１１と冗長配線１３１〜１３３との間及び第４の配線１２と冗長配線１３１〜１３３との間は、複数のコンタクト１４１〜１４４により接続される。 （もっと読む）

【課題】 磁気記憶層、基準層及び基準層と記憶層の間に挿入された絶縁層から成る磁気トンネル接合部と、磁気トンネル接合部の一方の端を第一の選択用トランジスタと横方向に接続する第一のストラップ部分とを有する、熱アシストスイッチング書込手順による磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）の記憶素子である。
【解決手段】 この記憶素子には、第一のストラップ部分と逆側に延びるとともに、磁気トンネル接合部の前記の一方の端を第二の選択用トランジスタと横方向に接続する第二のストラップ部分が更に設けられており、これらの第一と第二のストラップ部分は、第一と第二の選択用トランジスタを介して電流が流れるように構成されている。ここで開示した記憶素子の電気消費量は、従来のＭＲＡＭ記憶素子よりも少ない。 （もっと読む）

【課題】高速動作が可能なロジック回路とＭＲＡＭを備えた半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】第１ＭＯＳ型トランジスタのソース領域またはドレイン領域上の層間絶縁膜１５Ａ内にはコンタクトプラグ１６Ａが形成されている。ソース領域またはドレイン領域上の層間絶縁膜１５Ａ内にはコンタクトプラグ１６Ｂが形成されている。コンタクトプラグ１６Ａ上には第１配線層Ｍ１Ａが形成されている。磁気抵抗効果素子１９は、コンタクトプラグ１６Ｂ上の、第１配線層Ｍ１Ａと半導体基板面から同じ高さの層に配置されている。第２ＭＯＳ型トランジスタのソース領域またはドレイン領域上の層間絶縁膜１５Ａ内にはコンタクトプラグ１６Ｃが形成されている。そして、第１配線層Ｍ１Ｂは、コンタクトプラグ１６Ｃ上の、第１配線層Ｍ１Ａ及び磁気抵抗効果素子１９と半導体基板面から同じ高さの層に配置されている。 （もっと読む）

【課題】本発明は、裏面コンタクト電極と拡散層とのコンタクト抵抗が低減して、半導体装置の動作速度の向上を図ることを可能にする。
【解決手段】基板１０の表面側に形成された拡散層２５Ｐ、２６Ｐ、２５Ｎ、２６Ｎと、前記拡散層２５Ｐ、２６Ｐ、２５Ｎ、２６Ｎの表面に形成されていて前記拡散層２５Ｐ、２６Ｐ、２５Ｎ、２６Ｎよりも抵抗が低い低抵抗部２７Ｐ、２８Ｐ、２７Ｎ、２８Ｎと、前記基板１０の裏面側より前記基板１０を貫通して前記拡散層２５Ｐ、２６Ｐ、２５Ｎ、２６Ｎを通して前記低抵抗部２７Ｐ、２８Ｐ、２７Ｎ、２８Ｎに接続された裏面コンタクト電極６３Ｐ、６４Ｐ、６３Ｎ、６４Ｎを有する。 （もっと読む）

【課題】磁気トラック、磁気トラックを備える情報保存装置及び該情報保存装置の動作方法を提供する。
【解決手段】開示された磁気トラックは相異なる長さの第１及び第２磁区領域を備える。該第１及び第２磁区領域で磁壁移動速度は相異なりうる。該第１及び第２磁区領域のうち長さの長い領域は、情報の記録／再生領域でありうる。第１磁区領域での磁壁移動速度は、第２磁区領域での磁壁移動速度より速い。第１磁区領域の長さｌ１、前記第２磁区領域の長さｌ２、第１磁区領域での磁壁移動速度Ｖ１及び第２磁区領域での磁壁移動速度Ｖ２は、Ｖ１＝（ｌ１／ｌ２）×Ｖ２を満たす。 （もっと読む）

スピントルクランダムアクセスメモリ（ＳＴＲＡＭ）に適用可能な、磁気データ記憶セルが開示される。磁気セルは、第１および第２の固定磁気層と、固定磁気層間に配置されや自由磁気層とを含む。磁気セルは、スピン偏極電流を磁気層に供給するように構成された端子をさらに含む。第１の固定磁気層は、自由磁気層の容易軸と実質的に平行である磁化方向を有し、第２の固定磁気層は、自由磁気層の容易軸と実質的に直交する磁化方向を有する。二重固定磁気層は、自由磁気層への書込みにおけるスピントルクを強化し、それによって、必要とされる電流を低減するとともに磁気データ記憶セルのフィーチャーサイズを低減し、磁気スピントルクデータ記憶装置のデータ記憶密度を増加する。
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【課題】アレイ面積を増大させることなく高速アクセスをすることのできる磁気メモリ装置を提供する。
【解決手段】メモリセルアレイ領域内において、ソース不純物領域（３０ａ，３０ｂ）とドレイン不純物領域（３１ａ−３１ｄ）の間に直線的にゲートワード線（３２ａ−３２ｄ）を配置する。メモリセル形成領域（２０）の境界領域においてゲートワード線突出部（３３ａ−３３ｄ）を設けるとともに、このゲートワード線突出部に対するコンタクトを、隣接列のメモリセルの境界領域において設ける。この突出部が配置される領域においてドレイン不純物領域の間隔は、大きくなるようにドレイン不純物領域がメモリセル形成領域中心部よりずれて配置される。 （もっと読む）

【課題】スピン流を利用した磁化反転機構を利用したメモリセル等を提供する。
【解決手段】メモリセル３１は、平面状の非磁性体層１６と、非磁性体層１６の表面に設置され、磁化の向きが固定された強磁性体からなる強磁性体層１２と、非磁性体層１６の表面に設置され、磁化の向きが可変である強磁性体からなるフリー層１５と、を備え、非磁性体層１６と、強磁性体層１２と、の間を流れる電流の向きを変化させて、非磁性体層１６を流れるスピン流のスピン量子化軸を変えることでフリー層１５の磁化の向きを変化させ、強磁性体層１２の磁化の方向と、フリー層１５の磁化の方向と、が、略平行であるか略反平行であるかにより、情報を記憶する。 （もっと読む）

【課題】実効的な書き込み電流の低減及び書き込み時間の短縮を実現する。
【解決手段】本発明の例に係る磁気抵抗効果素子のデータ書き込み方法は、磁化方向が不変な第１の磁性層と、磁化方向が可変な第２の磁性層と、第１の磁性層と第２の磁性層の間に設けられたトンネルバリア層とを有する磁気抵抗効果素子のデータの書き込み方法であって、パルス形状の書き込み電流Ｉｗを磁気抵抗効果素子に流して、第１の磁性層の磁化方向と第２の磁性層の磁化方向との関係を変化させることを具備し、書き込み電流Ｉｗのパルス幅Ｗ_Ｐは、その電流の立ち上がりの開始から第１の時間ｔ_ｏｓまでの第１の期間Ｗ_１と、第１の期間Ｗ_１に続く第２の期間Ｗ_２とを含み、書き込み電流Ｉｗは、第２の期間Ｗ_２内に出力される電流値ｉ１と、第１の期間Ｗ_１内に出力され電流値ｉ１より大きい電流値ｉ２とを含んでいる。 （もっと読む）

【課題】記憶データに基づいて駆動電圧を負荷に供給するとともに、動作速度の低下およびレイアウト面積の増大を防ぐことが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置１０１は、各々が、記憶データの論理値に対応する電気抵抗値を有する複数の抵抗体記憶素子Ｍと、複数の抵抗体記憶素子Ｍを通してそれぞれ読み出し電流を流す読み出し回路１２と、各抵抗体記憶素子Ｍを通して流れる読み出し電流を加算し、加算した読み出し電流を駆動電圧に変換して負荷に供給する駆動電圧生成回路１１とを備える。 （もっと読む）

【課題】共鳴トンネル磁気抵抗効果素子を用いた高速・低消費電力不揮発性メモリを提供する。
【解決手段】不揮発性磁気メモリに、共鳴トンネル磁気抵抗効果素子を装備し、共鳴準位に相当する電圧によりスピントランスファートルクによる書込み方式を適用する。共鳴トンネル磁気抵抗効果素子における障壁層は少なくとも２層３０２１，３０２２，３０２３で構成される。また、強磁性層に量子井戸形成層を隣接した構成を有する。 （もっと読む）