[发明专利]具有优化的可靠性的自引用MRAM单元

权利要求书

1.适合于热辅助的写入操作以及适合于自引用的读取操作并具有磁阻比率的磁随机存取存储器(MRAM)元件，所述MRAM元件包括磁隧道结部分，所述磁隧道结部分具有第一部分和第二部分，所述第一部分包括：

第一存储层，其具有第一存储磁化；

第一感测层，其具有第一自由磁化；以及

在所述第一存储层和所述第一感测层之间的第一隧道势垒层；

所述第二部分包括：

第二存储层，其具有第二存储磁化；

第二感测层，其具有第二自由磁化；以及

在所述第二存储层和所述第二感测层之间的第二隧道势垒层；

所述磁隧道结部分还包括反铁磁层，所述反铁磁层被包括在第一和第二存储层之间并且在低温阈值处钉扎第一和第二存储磁化，并且在高温阈值处使第一和第二存储磁化自由；

其中在写入操作期间，当写入磁场被施加时，第一和第二自由磁化根据写入磁场的方向是磁性上可饱和的；以及

在与饱和的第一和第二自由磁化的方向基本平行并且对应的方向上，第一和第二存储磁化是可转换的。

2.根据权利要求1的MRAM元件，所述MRAM元件被进一步配置使得在读取操作期间，基本同时地并且在基本平行的方向上调整所述第一和第二自由磁化。

3.根据权利要求1的MRAM元件，所述MRAM元件被进一步配置使得第一磁隧道结部分具有第一电阻面积乘积，所述第一电阻面积乘积与第二磁隧道结部分的第二电阻面积乘积基本相等，使得在写入操作期间，MRAM元件的磁阻比率保持基本不变。

4.根据权利要求1的MRAM元件，其中所述第一和第二隧道势垒层包括Al₂O₃或MgO。

5.根据权利要求1的MRAM元件，其中所述第一和第二隧道势垒层具有基本相同的厚度。

6.一种用于对MRAM元件写入的方法，所述MRAM元件具有磁阻比率并且包括磁隧道结部分，所述磁隧道结部分具有第一部分和第二部分，所述第一部分包括：具有第一存储磁化的第一存储层、具有第一自由磁化的第一感测层、以及在所述第一存储层和所述第一感测层之间的第一隧道势垒层，所述第二部分包括：具有第二存储磁化的第二存储层、具有第二自由磁化的第二感测层、以及在所述第二存储层和所述第二感测层之间的第二隧道势垒层；

所述磁隧道结部分还包括反铁磁层，所述反铁磁层被包括在第一和第二存储层之间并且在低温阈值处钉扎第一和第二存储磁化，并且在高温阈值处使第一和第二存储磁化自由；

其中在写入操作期间，当写入磁场被施加时，第一和第二自由磁化根据写入磁场的方向是磁性上可饱和的；以及

在与饱和的第一和第二自由磁化的方向基本平行并且对应的方向上，第一和第二存储磁化是可转换的；所述方法包括：

在高温阈值处加热MRAM元件；

转换第一和第二存储磁化；以及

在低温阈值处冷却MRAM元件，以便在第一和第二存储磁化的被写入状态中冻结第一和第二存储磁化；

所述转换包括施加写入磁场，以便根据写入磁场的方向使第一和第二自由磁化在磁性上饱和；以及

所述第一和第二存储磁化在彼此基本平行的方向上基本上同时被转换。

7.根据权利要求6的用于写入的方法，其中MRAM元件还包括与所述第一和第二磁隧道结部分连通的场线，并且其中

借助通过经由所述场线传递场电流产生的磁场来执行所述对第一和第二存储磁化的转换。