存储单元装置是由各自包括两个磁阻元件的存储单元组成的。在每个存储单元上的磁阻元件是在这种情况下磁化的，使它们有不同的阻抗值，在存储单元上的数据存储可以用阻抗半桥电路决定，如何评价在出口出现的在其中是否在上述出口获得的信号大于或小于零。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
关于非易失的写入/读取存储器愈来愈多地对存储单元装置进行研究，在其中将磁阻元件使用作为信息存储。在专业领域中将磁阻元件，也被称为磁阻元件，理解为一种结构，这至少有两个铁磁层和安排在其中间的非磁性层。根据层结构的结构在GMR-元件，TMR-元件和CMR-元件之间是有区别的(见S.Mengel，磁性的技术分析，卷2，XMR-技术，出版社VDI技术中心物理技术1997年8月)。将概念GMR-元件使用在层结构上，这至少有两个铁磁层和安排在其中间的非磁性的，导电层和显示所谓的GMR(巨大的磁阻)-效应。将以下事实理解为GMR-效应，GMR-元件的阻抗是与GMR-效应有关的，无论在两个铁磁层上的磁化是相互平行或不相互平行的。GMR-效应比所谓的AMR(各向异性的磁阻)-效应大。将以下事实理解为AMR-效应，在磁化导体上平行于和垂直于磁化方向的阻抗是不同的。在AMR-效应时涉及到在铁磁的单层上出现的体积效应。在专业领域将概念TMR-元件使用在“隧道磁阻”-层结构上，这至少有两个铁磁层和一个安排在其中间的绝缘的，非磁性层。其中绝缘层是这样的薄，使它在两个铁磁层之间导致隧道电流。这种层结构同样显示了磁阻效应，这通过一个旋转偏振的隧道电流通过安排在两个铁磁层之间的绝缘的，非磁性层起作用。在这种情况下TMR-元件的阻抗也是与它有关的，无论在两个铁磁层上的磁化是相互平行或不相互平行的。其中相对的阻抗变化大约为在室温时的百分之6至40。已经建议了，(例如见D.D.Tang等，IEDM95，997至999页，J.M.Daughton，薄的固体膜，卷216(1992)，162至168页，Z.Wang等，磁性学和磁性材料，卷155(1996)，161至163页)将GMR-元件作为存储元件使用在存储单元装置上。将存储元件由读取导线串联在一起。与其横向的是字导线，这不仅相对于读取导线而且相对于存储元件是绝缘的。在字导线上的信号通过在每个字导线上流过的电流产生一个磁场，这当足够强的时候影响位于其下面的存储元件。为了将信息写入使用x/y导线，这在准备写入的存储单元上是交叉的。将它们加上信号负荷，信号在交叉点上对于磁性变换产生足够的磁场。在其中将两个铁磁层中的一个的磁化方向反向。相反在两个铁磁层中另外上的磁化方向保持不变。在后面叙述的铁磁层上的磁化方向保持不变是通过相邻的非铁磁层完成的，这个将磁化方向保持不变，或从而将铁磁层的电路阈值通过另外的材料或另外的尺寸，例如另外的层厚，与首先叙述的铁磁层相比较放大了。为了读取信息将字导线加上脉冲信号负荷，通过这个将两个磁化状态之间的有关存储单元来回地接通。将电流通过字导线进行测量，从中将相应存储单元的阻抗值求出。在US 5 173 873中已知一种磁阻存储单元装置，在其中为了选定准备读取的存储单元安排了晶体管。在US 5 640 343中已知一种存储单元装置，在其中使用串联的TMR-元件作为具有二极管的存储单元。将二极管用于读取多个存储单元的信息。以下问题以本专利技术为基础，规定具有磁阻元件的一种存储单元装置，这个在高包装密度和低处理技术费用时使安全地读取被存储的信息成为可能。此外应该规定这种存储单元装置的运行方法。这些任务是通过按照权利要求1的存储单元装置以及按照权利要求10的运行方法解决的。本专利技术的其他结构来源于从属权利要求。存储单元装置有存储单元，在其中每个存储单元包括两个磁阻元件。有益的是使用TMR-元件或GMR-元件作为磁阻元件，因为这些在室温时在磁化改变时显示出足够大的阻抗变化和同时用可代替的磁场是可以改变磁化的。这种存储单元装置一方面使多层逻辑意义上的数据存储成为可能，也就是说在一个存储单元中关于磁阻元件阻抗值的四个不同状态是可能的，将这个可以从属于四个不同的逻辑值。因此可以达到提高存储密度和因此包装密度的目的。可以有选择地在每个存储单元中将磁阻元件这样磁化，使它们始终有不同的阻抗值。在这种情况下每个存储单元有可能是两种不同状态。存储单元装置的这种结构用降低的电路费用是可以读取的，这样存储单元装置可以用降低的位置需求制造和当读取时使比较高的安全性成为可能。为了读取这个存储单元装置有益地将存储单元的磁阻元件各自在一个电压电平和一个信号导线之间接通，此时两个磁阻元件的电压电平的大小是一样的，然而有不同的极性。两个磁阻元件的信号导线是一样的。在信号导线上进行评价，是否在那里释放的电压大于或小于零。因此为了读取信息一个简单的桥电路就足够了。其中有益的是将存储单元的磁阻元件相邻并列地安排。用这种方法将磁阻元件工艺决定的性能不均匀性，特别是由沉积、平版印刷、腐蚀等引起的系统处理不均匀性，对于评价信号没有影响。此外桥电路要求的外部电路是对称的。存储单元装置不仅可以通过接通的而且也可以通过不接通的读取进行评价。将比接通读取快和容易实现的不接通的读取理解为以下事实，当读取过程时在印刷电路板网格上的电流是低临界的，也就是说没有达到存储单元变换磁性的接通阈值。存储单元的状态保持不变，这样就不要求读取之后花费时间地重新读入原始存储信息。在这种存储单元装置中将属于0和1的不同逻辑状态经过读取信号的不同符号进行识别。具有不同符号的信号在电路技术上是容易区别的。因此存储单元装置是用高的评价安全性读取的。涉及到大面积存储单元装置有益的是安排第一种和第二种导线。其中第一种导线是相互平行的和第二种导线是相互平行的。第一种导线和第二种导线是交叉的。磁阻元件各自在第一种导线和第二种导线之间是接通的。其中一个存储单元的磁阻元件是各自与两个不同的第一种导线和同样的第二种导线连接的。为了读取存储在存储单元中的信息将两个第一种导线加上同样大小然而不同极性的电压电平负荷，一般是将第一种导线与参考电势连接，特别是接地。在与被选定的存储单元的磁阻元件连接的第二个导线上对信号进行评价。在第二个导线上生成的电压电平依赖于被存储的信息有不同的极性。信号高度是与磁阻的磁阻值，与加在第一种导线上的电压电平以及与存在的第一种导线的数目有关的。随着第一种导线数目的增加信号的电平高度降低。为了补偿第一种导线数目对信号电平高度的影响，有益的是将第二种导线与电流跟踪器连接。电流跟踪器有一个反馈的运算放大器，其反向的入口是与各个第二个导线连接的。非反向的入口是与地电势连接的。因此在第二个导线上将电势调节为零。在运算放大器的出口加上一个信号，从中可以读出存储单元装置输出信号的极性。有益的是磁阻元件各自至少有第一个铁磁层元件，一个非磁性层元件和第二个铁磁层元件，在其中将非磁性层元件安排在第一个铁磁层元件和第二个铁磁层元件之间。对于每个存储单元在磁阻元件中在第一个铁磁层元件和第二个铁磁层元件上的磁化方向是相互平行的，而在其他的磁阻元件中在第一个铁磁层元件和第二个铁磁层元件上的磁化方向是相互反向平行的。在本专利技术范围内第一个铁磁层元件和第二个铁磁层元件至少包括材料铁，镍，钴，铬，锰，铋，钆和/或镝和它们垂直于层平面各自的厚度为2和20nm之间。在本专利技术范围内非磁性材料包括Al2O3，NiO，HfO2，TiO2，NbO，SiO2，Cu，Au，Ag和/或Al和垂直于层平面的厚度为1nm和5nm之间。下面借助于附图详细叙述本专利技术的实施例。附附图说明图1表示了各自具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
存储单元装置， 具有存储单元，其中每个存储单元有两个磁阻元件，在其上在每个存储单元上的磁阻元件是这样磁化的，它们有不同的阻抗值，在其上将一个存储单元的磁阻元件经过一个信号导线串联在一起和将这样构成的总阻抗的两个端部加上同样大小但是极性相反的电压。
【技术特征摘要】
DE 1999-9-6 19942447.01.存储单元装置，具有存储单元，其中每个存储单元有两个磁阻元件，在其上在每个存储单元上的磁阻元件是这样磁化的，它们有不同的阻抗值，在其上将一个存储单元的磁阻元件经过一个信号导线串联在一起和将这样构成的总阻抗的两个端部加上同样大小但是极性相反的电压。2.按照权利要求1的存储单元装置，在其上磁阻元件是TMR-元件或GMR-元件。3.按照权利要求1或2的存储单元装置，在其上将一个存储单元的磁阻元件并排相邻地安排在一个平面上。4.按照上述权利要求1至3之一的存储单元装置，-在其上安排了各自相互平行的第一种导线和第二种导线，并且第一种导线和第二种导线是交叉的，-在其上将磁阻元件各自在第一种导线中的一个和第二种导线中的一个之间接通，-在其上一个存储单元中的磁阻元件各自与不同的第一种导线和同样的第二个导线连接。5.按照权利要求1至4之一的存储单元装置，-在其上磁阻元件各自至少有第一个铁磁层元件，一个非铁磁层元件和第二个铁磁层元件，其中将非铁磁层元件安排在第一个铁磁层元件和第二个铁磁层元件之间，-在其上将每个在磁阻元件上的存储单...
【专利技术属性】
技术研发人员：S施瓦尔兹，S米塔纳，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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