DE29824631U1 - Matrix für einen Magneto-Random-Access Memory (MRAM) - Google Patents

Description

Matrix für einen Magneto-Random-Access Memory (MRAM)

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Matrix für einen Magneto-Random-Access Memory (MRAM) oder dgl. zur Steuerung von Bauelementen, mit einer ersten Stromzuleitung und einer zweiten Stromzuleitung, die sich an einem Bauelement überschneiden.

Eine solche Matrix wird im allgemeinen Stand der Technik erörtert und ist in Fig. 2 dargestellt.

Magneto-Random-Access Memorys (MRAMs) sollen als Alternative zu den bisherigen Dynamik-Random-Access Memorys (DRAMs) eingesetzt werden. Dabei werden die Eigenschaften der MRAMs basierend auf dem Giant Magneto Resistance (GMR)- bzw. Tunneling Magneto Resistance (TMR)- Effekt berücksichtigt. Grundlegend für MRAMs auf GMR- bzw. TMR-Basis ist die Widerstandsänderung der angesprochenen Bauelemente. Die Widerstandsänderung ist abhängig von der Magnetisierung von den beteiligten Magnetschichten zueinander. Durch diese Eigenschaft lassen sich logisch 0 und 1 darstellen.

Das Magnetfeld zum Einschreiben bzw. Auslesen der Information soll über Ströme in den Stromzuleitungen erzeugt werden. Der Speicher wird als Matrix aufgebaut. In Fig. 2 ist schematisch der Aufbau einer 3x3 Matrix dargestellt, wie er im Stand der Technik im Zusammenhang mit MRAMs vorgesehen wird.

Wenn z. B. ein Bauelement (X &khgr; Y) angesteuert werden soll, so muß ein Strom durch die Stromzuleitungen X und Y in einer solchen Stärke fließen, daß ein Schalten des Elements (X &khgr; Y) bewirkt wird.

Ein Nachteil der Anordnung aus Fig. 2 ist, daß die Ströme orthogonal zueinander stehen und sich damit die Ströme (und Magnetfelder) der Stromzuleitungen X und Y nicht optimal addieren. Die Folge davon ist ein erhöhter Stromverbrauch und eine höhere Belastung der Stromzuleitungen X, Y durch die Ströme in denselben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Matrix für einen Magneto-Random-Access Memory oder dgl. zu schaffen, mit dem Bauelemente unter geringerer Stromstärke angesprochen oder geschaltet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Stromzuleitung auf einem Abschnitt im Bereich des Bauelements parallel zu der ersten Stromzuleitung angeordnet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Matrix wird erreicht, daß die Ströme der ersten und zweiten Stromzuleitung im Bereich des Bauelements parallel fließen und sich somit optimal addieren. Dadurch wird ein im Verhältnis zu der eingesetzten Stromstärke maximales Magnetfeld erzeugt. Ein weiterer Vorteil der kleineren Schaltströme ist, daß im Falle der Höchstintegration, das heißt, bei schmalen Leiterbahnen mit hohen Stromdichten, Elektromigrationseffekte verringert werden.
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Ein weiterer Vorteil gemäß Anspruch 2 beruht darin, daß eine Reihe von ersten Stromzuleitungen und eine zweiten Stromzuleitungen und eine Gruppe von Bauelementen vorgesehen sind, wobei jede erste Stromzuleitung jede zweite Stromzuleitung an einem Bauelement überschneidet. Dadurch lassen sich bei einer 3 &khgr; 3-Matrix neun Bauelement ansprechen bzw. Schalten.

Von besonderem Vorteil ist gemäß Anspruch 3, daß die zweite Stromzuleitung mäanderförmig ausgebildet ist. Durch die mäanderförmige Stromzuleitung kann das Merkmal der parallelen Anordnung der ersten und zweiten Stromzuleitung im Bereich eines Bauelements besonders platzsparend erreicht werden.

Gemäß Anspruch 4 ist es von Vorteil, daß die Mäanderanordnung den parallelen Abschnitt der zweiten Stromzuleitung im Bereich der ersten Stromzuleitung aufweist. Durch diese Maßnahme wird die platzsparende Anordnung der zweiten Stromzuleitung genutzt für die Optimierung der Stromstärke und somit des Magnetfeldes im Bereich des entsprechenden Bauelements.

Ein Vorteil gemäß Anspruch 5 beruht darin, daß die ersten Stromzuleitungen eine alternierende Stromeinprägung aufweisen. Dadurch ist es möglich, die mäanderförmige zweite Stromzuleitung auf jeweils aufeinanderfolgenden ersten Stromzuleitungen in entgegengesetzte Richtungen zu führen.
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Ein weiterer Vorteil gemäß Anspruch 6 beruht darin, daß die Bauelemente magnetische Bauelemente sind.

Eine Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Matrix gemäß vorliegender Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht einer Matrix des Standes der Technik.

In Fig. 1 ist schematisch eine Draufsicht einer erfmdungsgemäßen 3 &khgr; 3-Matrix dargestellt. Die Matrix umfaßt drei erste Stromzuleitungen 1.1, 1.2, 1.3, drei zweite Stromzuleitungen 2.1,2.2,2.3 und neun Bauelemente 3.1, 3.2,..., 3.9. Die Wahl einer 3 &khgr; 3-Matrix zur Beschreibung der Erfindung ist rein willkürlich getroffen, und es kann für die erfindungsgemäße Matrix auch jede größere Anzahl ersten und zweiten Stromzuleitungen verwendet werden.

Die ersten. Stromzuleitungen 1.1, 1.2,1.3 verlaufen in Fig. 1 in gerader Linie vertikal von oben nach unten. Die zweiten Stromzuleitungen 2.1,2.2, 2.3 verlaufen in Fig. 1 im wesentlichen horizontal von links nach rechts. Eine erste Stromzuleitung 1.1 schneidet an den Bauelementen 3.1, 3.4, 3.7 jeweils eine der zweiten Stromzuleitungen 2.1, 2.2 bzw. 2.3. Eine weitere erste Stromzuleitung 1.2 schneidet an den Bauelementen 3.2, 3.5, 3.8 jeweils eine der zweiten Stromzuleitungen 2.1, 2.2 bzw. 2.3. Die weitere erste Stromzuleitung 1.3 schneidet an den Bauelementen 3.3,3.6 und 3.9 jeweils eine der zweiten Stromzuleitungen 2.1,2.2 bzw. 2.3.

Die zweiten Stromzuleitungen 2.1, 2.2, 2.3 sind mäanderförmig ausgebildet. Im Bereich des Bauelements 3.1 weist die zweite Stromzuleitung 2.1 einen ersten Abschnitt 2.11 auf,

der in vertikaler Richtung, also parallel zu der ersten Stromzuleitung 1.1, verläuft. Im Bereich des Bauelements 3.2 weist die zweite Stromzuleitung 2.1 einen zweiten Abschnitt 2.12 auf, der parallel zu der ersten Stromzuleitung 1.2 verläuft und im Bereich des Bauelements 3.3 weist die zweite Stromzuleitung 2.1 einen dritten Abschnitt 2.13 auf, der parallel zu der ersten Stromzuleitung 1.3 parallel verläuft. Entsprechend mäanderförmig sind auch die zweiten Stromzuleitungen 2.2 und 2.3 zu den entsprechenden ersten Stromzuleitungen 1.1, 1.2, 1.3 angeordnet. So weist die zweite Stromzuleitung 2.2 Abschnitte 2.21, 2.22, 2.23 auf, die parallel zu den entsprechenden ersten Stromzuleitungen 1.1, 1.2 bzw. 1.3 verlaufen. Die zweite Stromzuleitung 2.3 weist Abschnitte 2.31, 2.32, 2.33 auf, die parallel zu den entsprechenden ersten Stromzuleitungen 1.1,1.2 bzw. 1.3 verlaufen.

Die Abschnitte 2.11, 2.21, 2.31 der zweiten Stromzuleitungen 2.1, 2.2, 2.3 sind zu den Abschnitten 2.12, 2.22, 2.23 bzw. zu den Abschnitten 2.13, 2.23. 2.33 derart ausgerichtet, daß ein durch eine zweite Stromzuleitungen 2.1, 2.2, 2.3 fließender Strom in den Abschnitten 2.11,2.21, 2.31 in gleicher vertikaler Richtung fließt, wie in den Abschnitten 2.13, 2.23, 2.33 und in einer zu den Abschnitten 2.12, 2.22, 2.32 entgegengesetzten vertikalen Richtung. Aufgrund dessen haben die ersten Stromzuleitungen 1.1, 1.2, 1.3 eine alternierende Stromeinprägung II, -12,13. In Fig. 1 ist das durch ein negatives Vorzeichen dargestellt.

In Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht einer Matrix des Standes der Technik dargestellt. Auch hier dient die Auswahl einer 3 &khgr; 3-Matrix nur als Beispiel. X-Stromzuleitungen (erste Stromzuleitungen) kreuzen Y-Stromzuleitungen (zweite Stromzuleitungen) im rechten Winkel in unmittelbarer Nähe von Bauelementen (B). Die in den X- und Y-Stromzuleitungen fließenden Ströme stehen somit orthogonal zueinander und addieren sich nicht optimal.

Die in Fig.. 1 und in Fig. 2 verwendeten Bauelemente sind vorzugsweise magnetische Bauelemente, wie z. B. Giant Magneto Resistance (GMR)- bzw. Tunneling Magneto Resistance (TMR)-EIemente.

Claims (6)

1. Matrix für einen Magneto-Random Access Memory oder dgl. zur Steuerung von Bauelementen mit einer ersten Stromzuleitung und einer zweiten Stromzuleitung, die sich an einem Bauelement überschneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromzuleitung (2.1, 2.2, 2.3) auf einem Abschnitt (2.11, 2.12, 2.13; 2.21, 2.22, 2.23; 2.31, 232, 2.33) im Bereich des Bauelements (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9) parallel zu der ersten Stromzuleitung (1.1, 1.2, 1.3) angeordnet ist.

2. Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von ersten Stromzuleitungen (1.1, 1.2, 1.3) und eine Reihe von zweiten Stromzuleitungen (2.1, 2.2, 2.3) und eine Gruppe von Bauelementen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9) vorgesehen sind, wobei jede erste Stromzuleitung (1.1, 1.2, 1.3) jede zweite Stromzuleitung (2.2, 2.2, 2.3) an einem Bauelement (3.1, . . ., 3.9) überschneidet.

3. Matrix mach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stromzuleitung (2.1, 2.2, 2.3) mäanderförmig ausgebildet ist.

4. Matrix nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mäanderanordnung der zweiten Stromzuleitung (2.1, 2.2, 2.3) im Bereich der ersten Stromzuleitung (1.1, 1.2, 1.3) den parallelen Abschnitt (2.11, 2.12, 2.13; 2.21, 2.22, 2.23; 2.31, 232, 2.33) aufweist.

5. Matrix nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Stromzuleitungen (1.1, 1.2, 1.3) eine alternierende Stromeinprägung (11, 12, 13) aufweisen.

6. Matrix nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (3.1, . . ., 3.9) magnetische Bauelemente sind.