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JPH11306750A - 磁気型半導体集積記憶装置 - Google Patents

磁気型半導体集積記憶装置

Info

Publication number
JPH11306750A
JPH11306750A JP10109291A JP10929198A JPH11306750A JP H11306750 A JPH11306750 A JP H11306750A JP 10109291 A JP10109291 A JP 10109291A JP 10929198 A JP10929198 A JP 10929198A JP H11306750 A JPH11306750 A JP H11306750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
data
semiconductor integrated
read
current control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10109291A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Ogino
博幸 荻野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto University NUC
Original Assignee
Kyoto University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto University NUC filed Critical Kyoto University NUC
Priority to JP10109291A priority Critical patent/JPH11306750A/ja
Priority to US09/292,986 priority patent/US6166944A/en
Publication of JPH11306750A publication Critical patent/JPH11306750A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/06—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using single-aperture storage elements, e.g. ring core; using multi-aperture plates in which each individual aperture forms a storage element
    • G11C11/06007—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using single-aperture storage elements, e.g. ring core; using multi-aperture plates in which each individual aperture forms a storage element using a single aperture or single magnetic closed circuit
    • G11C11/06014—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using single-aperture storage elements, e.g. ring core; using multi-aperture plates in which each individual aperture forms a storage element using a single aperture or single magnetic closed circuit using one such element per bit
    • G11C11/0605—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using single-aperture storage elements, e.g. ring core; using multi-aperture plates in which each individual aperture forms a storage element using a single aperture or single magnetic closed circuit using one such element per bit with non-destructive read-out
    • G11C11/06057—Matrixes
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主記憶が、高速、大容量かつ不揮発性の機能
を有するようにする。 【解決手段】 第１の値又は第２の値のデータが外部か
らデータ入力手段１に入力されると、読出し及び書込み
選択手段２は、このデータを書き込むべき磁気記憶手段
３中の磁気型記憶セル４のうちの少なくとも一つを選択
する。その後、データ書込み手段５は、個々に又は複数
まとめて選択された磁気型記憶セル４に対して、電磁誘
導によってデータを書き込む。この磁気型記憶セル４
は、強磁性体６の磁化の方向又は強さに応じて第１の値
又は第２の値のデータを保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主記憶として用い
られ、強磁性体のヒステリシス特性を利用し、トランジ
スタのような電流を双方向に制御できる素子を用いて電
磁誘導による書込み及び読出し動作を行う磁気型半導体
集積記憶装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】情報の記憶には高速、大容量及び不揮発
性の３条件が必要である。従来、計算機の主記憶とし
て、次の（１）〜（６）が提案されている。 （１）SRAM(Static Random Access Memory) （２）DRAM(Dynamic Random Access Memory) （３）EEPROM(Electrically Erasable Programable Rea
d Only Memory) （４）フラッシュメモリ （５）強誘電体メモリ （６）コアメモリ
【０００３】SRAMは、フリップフロップ回路おオン・オ
フを利用した半導体メモリであり、一般に１組のトラン
ジスタの双安定状態を記憶に利用することによって非破
壊読出しが可能となるために、高速かつ静的な記憶保持
が可能になる。
【０００４】DRAMは、コンデンサの電荷を利用した半導
体メモリであり、一般に主な構成要素のＭＯＳトランジ
スタの数を少なくすることができ、さらに、記憶素子を
３次元的な構造のコンデンサにすることによってメモリ
全体の面積も小さくすることができる。
【０００５】EEPROM及びフラッシュメモリは、書換え可
能な読出し専用の半導体メモリであり、電源が断たれて
も記憶が消えることがない不揮発性のメモリとして位置
付けられている。
【０００６】強誘電体メモリは近年開発されたメモリで
あり、高速で不揮発性のものや非破壊読出しが可能なも
のもある。
【０００７】コアメモリは、磁気を利用したメモリの代
表的なものであり、過去の一時期に主流になっている。
また、コアメモリも不揮発性の性質を有する。
【０００８】一方、ハードディスクの磁気ヘッドの技術
から発展した磁気抵抗効果(MR:Magneto-Registance) や
巨大磁気抵抗効果(Giant Magneto-Resistance)による磁
気抵抗素子を用いた記憶素子が、近年提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】情報の記憶には高速、
大容量及び不揮発性の３条件が必要で、かつ、計算機の
構成によってより高速に読出しができるものが求められ
ている。しかしながら、SRAMには常時電流が流れてお
り、その構成素子数が多くなるために、消費電力が大き
くなり、メモリの面積が大きくなるという不都合があ
る。また、SRAMは揮発性の性質を有するので、電源が断
たれるとその記憶が消えるという不都合もある。
【００１０】DRAMでは、情報の記憶として蓄積される電
荷が時間とともに失われるので、記憶を保持するために
一定の間隔でリフレッシュする必要がある。また、DRAM
では破壊読出しを行うので、記憶を読み出した後にデー
タの再書込みを行う必要がある。さらに、DRAMも揮発性
の性質を有するので、電源が断たれるとその記憶が消え
るという不都合もある。
【００１１】EEPROM及びフラッシュメモリを用いた場
合、書込み時間と読出し時間との差が大きく、これらの
時間が非対称となる。また、書換え可能な回数もSRAMや
DRAMに比べて少ないという不都合がある。
【００１２】強誘電体メモリについては、強誘電体膜の
材料選択及びその生成技術が十分に確立されておらず、
その信頼性を保証する膜の物性に不明な点も残ってい
る。また、書換え可能な回数もSRAMやDRAMに比べて少な
いという不都合がある。したがって、主記憶のSRAMやDR
AMに置き換わるまでには至っていない。
【００１３】また、コアメモリの場合、高速かつ不揮発
性で非破壊読出しが可能であるが、その組立には手作業
が不可欠であるために大量生産には向いておらず、大容
量が望まれるにつれてその製造が困難となり、SRAMやDR
AMのような半導体メモリの発展に伴って急速に使用され
なくなった。また、コアメモリが主流であった当時のオ
ペレーティング・システムは、コアメモリの持つ不揮発
性の性質を十分活用できていなかった。
【００１４】さらに、磁気抵抗効果や巨大磁気抵抗効果
による磁気抵抗素子を用いた記憶素子では、磁気抵抗素
子が発展途上であることや、この磁気抵抗素子の主な利
用目的がハードディスクの磁気ヘッドにあることから、
主に磁気ヘッドの研究開発が中心となり、計算機の主記
憶に実用化されるには至っていない。
【００１５】本発明の目的は、上記不都合を有すること
なく高速、大容量かつ不揮発性の機能を有し、不揮発性
から生じる非破壊読出しが可能で、より高速に読み出せ
る非対称性を持つ磁気型半導体集積記憶装置を提供する
ことである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の磁気型半導体集積記憶装置は、第１の値又は第２の
値のデータを記憶する複数の磁気型記憶セルを有する磁
気記憶手段と、前記データが外部から入力されるデータ
入力手段と、このデータ入力手段によって入力されたデ
ータを、電磁誘導によって前記磁気型記憶セルに個々に
又は複数まとめて書き込むデータ書込み手段と、前記磁
気型記憶セルから電磁誘導によって個々に又は複数まと
めて前記データを読み出すデータ読出し手段と、前記デ
ータを読み出すべき磁気型記憶セル及び前記データを書
き込むべき磁気型記憶セルを選択する読出し及び書込み
選択手段と、前記データ読出し手段によって読み出した
データを外部に出力するデータ出力手段とを具え、前記
磁気型記憶セルはそれぞれ、磁化の方向又は強さに応じ
た前記第１の値又は第２の値のデータを保持する強磁性
体を有し、前記磁気型記憶セルからの前記データの読出
し及び前記磁気型記憶セルへの書込みの際に、電流を双
方向に制御できる電流制御手段を用いるようにしたこと
を特徴とするものである。
【００１７】本発明のうち請求項１記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、図１に示すように、第１の値又
は第２の値のデータが外部からデータ入力手段１に入力
されると、読出し及び書込み選択手段２は、このデータ
を書き込むべき磁気記憶手段３中の磁気型記憶セル４の
うちの少なくとも一つを選択する。その後、データ書込
み手段５は、個々に又は複数まとめて選択された磁気型
記憶セル４に対して、電磁誘導によってデータを書き込
む。この磁気型記憶セル４は、強磁性体６の磁化の方向
又は強さに応じて第１の値又は第２の値のデータを保持
する。なお、読出し動作及び書込み動作の際には、例え
ば各磁気型記憶セル４に対応する電流制御手段７を用い
る。
【００１８】また、読出し及び書込み選択手段２によっ
て読み出すべき磁気型記憶セル４が選択されると、デー
タ読出し手段８は、選択した磁気型記憶セル４から、電
磁誘導によって個々に又は複数まとめてデータを読み出
す。読み出されたデータは、データ出力手段９によって
外部に出力される。なお、読出し動作の際にも電流制御
手段７を用いる。
【００１９】このような構成によって、不揮発性の性質
を有するために、不揮発性から生じる非破壊読出しが可
能で、より高速に読み出しできる非対称性からキャッシ
ュメモリと主記憶の遅延時間の短縮や大容量のものは、
磁気ディスクの役割が果たせ、主記憶と２次記憶の間に
膨大な時間遅延が生じることがなく、その結果、システ
ムのメモリ機構を高速にすることができる。また、集積
回路ではこのような磁気型記憶セルを例えば２次元又は
３次元的に自由に配置することができるので、メモリを
大容量にすることができる。さらに、強磁性体６の磁化
の方向又は強さに応じて第１の値又は第２の値のデータ
を保持することによって、電源が断たれてもその記憶が
消えないので、メモリを不揮発性にすることができる。
なお、このような磁気型半導体集積記憶装置では、上記
不都合を生じることはない。
【００２０】本発明のうち請求項２記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記第１の値又は第２の値のうちの一
方を、前記強磁性体の磁界が零のときの第１の残留磁束
に対応させるとともに、その他方を、前記強磁性体の磁
界が零のときの第２の残留磁束に対応させ、前記第１の
残留磁束の大きさを前記第２の残留磁束のものとほぼ同
一とし、前記第１の残留磁束の符号を前記第２の残留磁
束のものと逆にしたことを特徴とするものである。
【００２１】本発明のうち請求項２記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、第１の値又は第２の値のうちの
一方を、強磁性体６（図１）の磁界が零のときの第１の
残留磁束に対応させるとともに、その他方を、強磁性体
６（図１）の磁界が零のときの第２の残留磁束に対応さ
せる。すなわち、強磁性体６の磁壁の移動によって磁束
の向きを変更させるようにしている。この場合、第１の
残留磁束の大きさを第２の残留磁束のものとほぼ同一と
し、第１の残留磁束の符号を第２の残留磁束のものと逆
にする。
【００２２】このように第１及び第２の残留磁束に応じ
て第１及び第２の値を決定して１ビットの記憶を行うこ
とによって、上記不都合を有することなく高速、大容量
かつ不揮発性の機能を達成することができる。
【００２３】本発明のうち請求項３記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記強磁性体を強磁性体薄膜とし、前
記第１の値又は第２の値のうちの一方を、第１の磁化ベ
クトルに対応させるとともに、その他方を、この第１の
磁化ベクトルの向きと正反対の向きを有する第２の磁化
ベクトルに対応させるようにしたことを特徴とするもの
である。
【００２４】本発明のうち請求項３記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、強磁性体を強磁性体薄膜とし、
第１の値又は第２の値のうちの一方を、第１の磁化ベク
トルに対応させるとともに、その他方を、第１の磁化ベ
クトルの向きと正反対の向きを有する第２の磁化ベクト
ルに対応させる。
【００２５】このように第１及び第２の磁化ベクトルに
応じて、すなわち磁化ベクトルの回転に応じて第１及び
第２の値を決定して１ビットの記憶を行うことによっ
て、上記不都合を有することなく高速、大容量かつ不揮
発性の機能を達成することができる。
【００２６】本発明のうち請求項４記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記電流制御手段はそれぞれ前記電流
制御手段を有し、前記電流制御手段をＭＯＳトランジス
タとしたことを特徴とするものである。
【００２７】本発明のうち請求項４記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、電流制御手段としてＭＯＳトラ
ンジスタを用いることによって、上記不都合を有するこ
となく高速、大容量かつ不揮発性の機能を達成すること
ができる。
【００２８】本発明のうち請求項５記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記電流制御手段はそれぞれ前記電流
制御手段を有し、前記電流制御手段をＣＭＯＳとしたこ
とを特徴とするものである。
【００２９】本発明のうち請求項５記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、電流制御手段としてＣＭＯＳを
用いることによって、上記不都合を有することなく高
速、大容量かつ不揮発性の機能を達成することができ
る。
【００３０】本発明のうち請求項６記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記電流制御手段はそれぞれ前記電流
制御手段を有し、前記電流制御手段は第１導電型トラン
ジスタ及び第２導電型トランジスタを有することを特徴
とするものである。
【００３１】本発明のうち請求項６記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、電流制御手段として第１導電型
トランジスタ及び第２導電型トランジスタを用いること
によって、上記不都合を有することなく高速、大容量か
つ不揮発性の機能を達成することができる。
【００３２】本発明のうち請求項７記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記磁気型記憶セルを行列配置したこ
とを特徴とするものである。
【００３３】このように磁気型記憶セルを行列配置する
ことによって、更に大容量の磁気型半導体集積記憶装置
を構成することができる。
【００３４】本発明のうち請求項８記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記磁気型記憶セルの各行に対応する
前記電流制御手段と、前記磁気型記憶セルの各列に対応
する前記電流制御手段とを具え、前記電流制御手段をＭ
ＯＳトランジスタとしたことを特徴とするものである。
【００３５】本発明のうち請求項８記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、各行及び列に対応するＭＯＳト
ランジスタによって、上記不都合を有することなく高
速、大容量かつ不揮発性の機能を達成することができ
る。また、磁気型記憶セルごとにトランジスタを設ける
必要がないので、磁気型記憶セルごとにトランジスタを
設ける場合に比べてトランジスタの個数を少なくするこ
とができる。
【００３６】本発明のうち請求項９記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記データ読出し手段による読出し方
式を、前記記憶セルのデータが一度読み出されるとその
データが破壊される破壊読出し方式としたことを特徴と
するものである。
【００３７】本発明のうち請求項９記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、破壊読出し方式を行うことによ
って、データ読出し手段による読出し時間とデータ書込
み手段による書込み時間とが対称になり、データ出力手
段からの出力が強くなる。
【００３８】本発明のうち請求項１０記載の磁気型半導
体集積記憶装置は、前記データ読出し手段による読出し
方式を、前記記憶セルのデータが一度読み出されてもそ
のデータが破壊されない非破壊読出し方式としたことを
特徴とするものである。
【００３９】本発明のうち請求項１０記載の磁気型半導
体集積記憶装置によれば、非破壊読出し方式を行うこと
によって、データ読出し手段による読出し時間とデータ
書込み手段による書込み時間とが非対称になり、読出し
に必要な時間を書込みに必要な時間に比べて著しく短く
することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明による磁気型半導体集積記
憶装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明す
る。なお、図面は線図的であり、一部については寸法通
りではなく、同一部材には同一符号を付すものとする。
図２は、本発明による磁気型半導体集積記憶装置の実施
の形態を示す図である。この磁気型半導体集積記憶装置
は、磁気型半導体記憶配列部１０と、データ入出力部１
１と、書込み部１２と、読出し部１３と、語選択部１４
と、プログラム可能な制御部１５とを具える。
【００４１】磁気型半導体記憶配列部１０は、複数の磁
気型記憶セル１６を２次元的に配列している。磁気型記
憶セル１６の各々は、ＮＭＯＳトランジスタ１７及びそ
れに接続した導線を巻回することによって磁気回路を構
成する（例えば、集積化するには環状に磁化できる構造
を有する）強磁性体１８（例えば、パーマロイ）とを有
する。磁気型記憶セル１６の詳細な構成については後に
説明する。
【００４２】データ入出力部１１は、外部接続線１９を
通じて入力された記憶すべき情報並びにプログラム可能
な制御部１５又は外部の機器によって誤り検出符号及び
誤り訂正符号が付加された情報を一時的に保存し、書込
み部１２にこれら情報を送信するとともに、読み出した
これら情報を一時的に保持して外部に出力する。
【００４３】書込み部１２は、単数又は複数の磁気型記
憶セル１６からなる行又は列を語と呼ばれる単位として
これに付けられた番地に書込みを行うに当たり、書込み
部１２は、単数又は複数のビットからなるデータを準備
し、語選択部１４により記憶すべき磁気型記憶セル１６
を選択し、そのデータを、ＮＭＯＳトランジスタ１７の
ソース及びドレインが接続されたデータ線２０を通じて
磁気型記憶セル１６に書き込む。また、読出し動作の際
には、読み出す対象となる単数又は複数の磁気型記憶セ
ル１６を選択し、読出し動作に備える。
【００４４】読出し部１３は、書込み部１２及び語選択
部１４によって選択された単数又は複数の磁気型記憶セ
ル１６から読み出されたデータを各データ線２０から検
出して読み出す。語選択部１４は、上記番地をプログラ
ム可能な制御部１５から受け取り、その番地に対応する
磁気型半導体記憶配列部１０の対象となる列を語選択線
２１を通じて選択する。
【００４５】プログラム可能な制御部１５は、外部との
通信、情報の入出力、各部の制御、並びに誤り検出符号
及び誤り訂正符号の生成、誤り検出及び誤り訂正を行
う。開発者にとって、これらの機能は、簡単なシーケン
ス制御ができるものから高機能なブロックの書込み、読
出し等ができるものがあって、その制御機能によって決
定される。なお、誤り検出及び誤り訂正は必要に応じて
行われる。
【００４６】また、このプログラム可能な制御部１５
は、プログラム可能なシーケンス制御部又はプログラム
可能な計算部によって構成されている。プログラム可能
なシーケンス制御部は、設計段階で直接配線によってプ
ログラマブルなもの又は開発時にプログラマブルなもの
からなっている。それに対して、プログラム可能な計算
部は、プログラマブルなプログラム制御計算機、マイク
ロプログラム制御計算機、データ駆動型計算機又は機能
メモリ型計算機からなっている。
【００４７】外部接続線１９は、外部の機器に対する書
込み又は読出し動作のための制御情報、番地に関する情
報及び記憶すべき情報を授受する役割を果たす。
【００４８】本実施の形態では、データ入出力部１１に
入出する情報の単位を定めて記憶するに当たり、最も効
率よく記憶できるように磁気型半導体記憶配列部１０を
構成し、全体として高速かつ大容量となるとともに素子
数及び装置の面積が最小となるようにする。また、各部
は、外部の指示によって初期化される。
【００４９】なお、装置の入出力条件、書込み及び読出
し速度並びに記憶容量は、一般に、書込み部１２及び語
選択部１４のＭＯＳトランジスタのファンアウトの数、
磁気型記憶セル１６を駆動する能力、読出し部１３の増
幅及び検出能力、データ線２０及び語選択線２１の抵抗
及び分布容量等によって決定される。すなわち、磁気型
半導体記憶配列部１０の基本構造を、磁気型記憶セル１
６がこれら条件を満足する最適配列となるように決定す
る。
【００５０】さらに、このような基本構造では仕様を十
分に満たさない場合には、各部を細分して全体として高
速化する。すなわち、装置をより高速かつ大容量とする
ためには、上記条件を考慮した上でこの基本単位を複数
組み合わせて構成する。
【００５１】図３は磁気型記憶セルの断面図である。こ
れは、図２の磁気型記憶セル１６に対応するものであ
る。この場合、Ｐ型シリコン基板２２にｎ+ ソース２３
及びｎ + ドレイン２４が形成され、これらｎ+ ソース２
３及びｎ+ ドレイン２４とゲート電極２５とによって、
図２のＮＭＯＳトランジスタ１７を構成する。ｎ+ ソー
ス２３には、導体２６並びに酸化絶縁膜２７及び２８が
接触し、ｎ+ ドレイン２４には、導体２９並びに酸化絶
縁膜２８及び３０が接触している。強磁性体１８は、酸
化絶縁膜２８及び３０を介して導体２９を巻回すること
によって磁気回路を構成している。なお、このような磁
気型記憶セルは、半導体集積回路製造技術、半導体集積
超微細加工技術、強磁性体製造技術等を用いて形成され
る。
【００５２】図４Ａは他の磁気型記憶セルの上面図であ
り、図４Ｂはその断面図である。これも、図２の磁気型
記憶セル１６に対応するものである。この場合、Ｐ型シ
リコン基板３１にｎ+ ソース３２及びｎ+ ドレイン３３
が形成され、これらｎ+ ソース３２及びｎ+ ドレイン３
３とゲート電極３４とによって、図２のＮＭＯＳトラン
ジスタ１７を構成する。ｎ+ ソース３２には、導体３５
ａ並びに酸化絶縁膜３６及び３７が接触し、ｎ+ ドレイ
ン３３には、導体３５ｂ並びに酸化絶縁膜３７及び３８
が接触している。また、導体３９はデータ線２０（図
２）に対応する。強磁性体１８は図示したような環状に
磁化できる構造の形状を有する。このような磁気型記憶
セルも、半導体集積回路製造技術、半導体集積超微細加
工技術、強磁性体製造技術等を用いて形成される。この
場合、磁気型記憶セルの表面の大部分に金属を被覆して
いるので、外部からのα線等の影響を受けにくくなる。
なお、ゲート電極３４、導体３５ａ，３５ｂ及び導体３
９の線幅をλとした場合、強磁性体１８の外縁の長さは
５λとなる。
【００５３】本実施の形態の動作を、図５を参照して説
明する。なお、図５において、ビット線ドライバ４０、
ワード線ドライバ４１及びセンス増幅器４２は、図２の
書込み部１２、読出し部１３及び語選択部１４の一部に
それぞれ対応する。
【００５４】本実施の形態では、強磁性体１８の磁壁の
移動によって磁束の向きを変更させるようにしている。
したがって、図６に示すような磁気ヒステリシス曲線上
で磁界Ｈが零のときの残留磁束が−Ｂｒの点にあるとき
を、第１の値として“１”に対応させる（図５において
矢印Ａ方向に磁化される。）とともに、残留磁束が＋Ｂ
ｒの点にあるときを、第２の値として“０”に対応させ
る（図５において矢印Ｂ方向に磁化される。）。
【００５５】また、以下の説明では、読出し方式を、磁
気型記憶セル１６のデータが一度読み出されるとそのデ
ータが破壊される破壊読出し方式とする。これによっ
て、データの読出し時間と書込み時間とが対称になり、
データ線２０ａ，２０ｂの出力が強く得られ、センス増
幅器４２での検出が容易になる。
【００５６】磁気型記憶セル１６のデータを読み出すに
当たり、ワード選択線２１のレベルが上げられてＮＭＯ
Ｓトランジスタ１７がターンオンする。強磁性体１８が
矢印Ａ方向に磁化されている場合、電磁誘導によって電
流が矢印Ｃ方向に流れて、センス増幅器４２は、データ
線２０ａを通じて電位を得る。その結果、センス増幅器
４２は、“１”に対応するデータを出力する。
【００５７】それに対して、強磁性体１８が矢印Ｂ方向
に磁化されている場合、電磁誘導によって電流が矢印Ｄ
方向に流れて、センス増幅器４２は、データ線２０ｂを
通じて電位を得る。その結果、センス増幅器４２は、
“０”に対応するデータを出力する。
【００５８】磁気型記憶セル１６のデータは、一度読み
出されると破壊されるので、“１”に対応するデータを
読み出した場合には、ビット線ドライバ４０は、これに
相当する電位をビット線２０ｂに印加し、電磁誘導によ
って磁気型記憶セル１６に再びデータを書き込む。それ
に対して、“０”に対応するデータを読み出した場合に
は、ビット線ドライバ４０は、これに相当する電位をビ
ット線２０ａに印加し、電磁誘導によって磁気型記憶セ
ル１６に再びデータを書き込む。これによって、読出し
前の状態に戻る。
【００５９】一方、“１”に対応するデータを磁気型記
憶セル１６に書き込む場合、ビット線ドライバ４０は、
これに相当する電位をビット線２０ｂに印加した後にＮ
ＭＯＳトランジスタ１７をターンオンし、電磁誘導によ
って磁気型記憶セル１６に再びデータを書き込む。それ
に対して、“０”に対応するデータを書き込む場合に
は、ビット線ドライバ４０は、これに相当する電位をビ
ット線２０ａに印加し、電磁誘導によって磁気型記憶セ
ル１６に再びデータを書き込む。その後、ワード選択線
２１のレベルが下げられてＮＭＯＳトランジスタ１７が
ターンオフする。
【００６０】本実施の形態によれば、不揮発性の性質を
有するために、不揮発性から生じる非破壊読出しが可能
で、より高速に読み出せる非対称性からキャッシュメモ
リとして主記憶の遅延時間の短縮や大容量のものは、磁
気ディスクの役割が果たせ、主記憶と２次記憶の間に膨
大な時間遅延が生じることがなく、その結果、システム
のメモリ機構を高速にすることができる。また、集積回
路ではこのような磁気型記憶セル１６を２次元的に自由
に配置することができるので、メモリを大容量にするこ
とができる。さらに、強磁性体１８の磁化の方向又は強
さに応じて第１の値（すなわち、１）又は第２の値（す
なわち、０）のデータを保持することによって、電源が
断たれてもその記憶が消えないので、メモリを不揮発性
にすることができる。その結果、ＤＲＡＭのようなリフ
レッシュを必要としなくなるので、装置の消費電力を低
くすることができる。このようなリフレッシュ動作が不
要となることによって、計算機自体又は装置の周辺回路
を簡単にすることができる。なお、このような磁気型半
導体集積記憶装置では、上記不都合を生じることはな
い。
【００６１】また、このような装置は、半導体製造者に
よって従来の半導体集積回路設計及び製造技術を利用す
ることができ、かつ、強磁性体材料及びその薄膜の研究
及び開発も十分にされている。したがって、従来の製造
設備を利用して本発明による装置を製造することがで
き、かつ、装置の面積及び構成素子数も従来のＤＲＡＭ
と同程度にすることができる。
【００６２】特に、従来は不揮発性の性質を磁気ディス
クに求めなければ実現不可能であった計算機の仮想記憶
機構における遅延時間を、機械的なものから電子的なも
のに著しく短縮することができ、これによって記憶階層
を単純化することができる。さらに、情報の記憶保存や
流通が可能な低速で大容量の磁気テープ、磁気ディス
ク、光ディスク等の記憶媒体に取って代わる高速かつ大
容量の記憶媒体を実現することができる。
【００６３】近年、マルチメディアの分野では、衛星用
画像センサ、医療画像、デジタル博物館等の多量の超高
解像度画像を記憶可能な高速、大容量かつ不揮発性の機
能を有する半導体集積記憶装置が所望されているが、本
実施の形態によればこのような装置を実現することがで
きる。
【００６４】図７は、他の磁気型記憶セルを詳細に示す
図である。この場合、磁気型記憶セル１６ａは棒状の強
磁性体１８ａを有し、第１の値として“１”に対応させ
る（図５において矢印Ａ方向に磁化される。）ととも
に、第２の値として“０”に対応させる（図５において
矢印Ｂ方向に磁化される。）。このような棒状の強磁性
体１８ａを用いることもできる。
【００６５】図８は、他の磁気型記憶セルを詳細に示す
図である。この場合、磁気型記憶セル１６ｂのデータを
読み出すに当たり、強磁性体１８が矢印Ａ方向に磁化さ
れている場合、電磁誘導によって電流が矢印Ｅ方向に流
れて、センス増幅器４２は、データ線２０ｃを通じて電
位を得る。その結果、センス増幅器４２は、“１”に対
応するデータを出力する。
【００６６】それに対して、強磁性体１８が矢印Ｂ方向
に磁化されている場合、電磁誘導によって電流が矢印Ｆ
方向に流れて、センス増幅器４２は、データ線２０ｄを
通じて電位を得る。その結果、センス増幅器４２は、
“０”に対応するデータを出力する。
【００６７】図９は、多層化した磁気型記憶セルを示す
図（Ａ）及びその一部の上面図（Ｂ）である。この場
合、単一のＮＭＯＳトランジスタ４３が、多層化した磁
気型記憶セル４４ａ，４４ｂ，４４ｃ．．．の読出し及
び書込み動作を行う。各磁気磁気型記憶セル４４ａ，４
４ｂ，４４ｃ．．．は、強磁性体４５ａ，４５ｂ，４５
ｃ．．．と、これら強磁性体４５ａ，４５ｂ，４５
ｃ．．．各々に対応する補助のデータ線４６ａ，４６
ｂ，４６ｃ．．．とを有する。
【００６８】このように、磁気型記憶セル４４ａ，４４
ｂ，４４ｃ．．．を多層化することによって、単一のＮ
ＭＯＳトランジスタ４３と補助のデータ線４６ａ，４６
ｂ，４６ｃ，．．．を用いて強磁性体４５ａ，４５ｂ，
４５ｃ．．．の読出し動作及び書込み動作を行うことが
できる。
【００６９】図１０は、他の磁気型記憶セルを詳細に示
す図である。この場合、磁気型記憶セル１６ｃは、電流
切替手段としてＣＭＯＳ４７を有する。強磁性体１８を
巻回する導体４８をセンス増幅器４２に接続する。
【００７０】本例の動作を、破壊読出し方式について説
明する。磁気型記憶セル１６ｃのデータを読み出すに当
たり、ワード選択線２１ａのレベルを上げるとともにワ
ード選択線２１ｂのレベルを上げると、ＮＭＯＳトラン
ジスタ４７ａがターンオンし、ＰＭＯＳトランジスタ４
７ｂがターンオフする。強磁性体１８が矢印Ａ方向に磁
化されている場合、電磁誘導によって電流が矢印Ｇ方向
に流れて、センス増幅器４２は導体４８を通じて電位を
得る。その結果、センス増幅器４２は、“１”に対応す
るデータを読み出す。
【００７１】それに対して、強磁性体１８が矢印Ｂ方向
に磁化されている場合、電磁誘導によって電流が矢印Ｈ
方向に流れる。その結果、センス増幅器４２は、“０”
に対応するデータを読み出す。
【００７２】磁気型記憶セル１６ｃのデータは、“１”
に対応するデータを読み出した場合には、ビット線ドラ
イバ４０は、“１”に相当する電位をデータ線２０ａに
印加し、ＮＭＯＳトランジスタ４７ａをターンオンし、
ＰＭＯＳトランジスタ４７ｂをターンオフして、電磁誘
導によって磁気型記憶セル１６ｃに再びデータを書き込
む。それに対して、“０”に対応するデータを読み出し
た場合には、ビット線ドライバ４０は、“０”に相当す
る電位をデータ線２０ｂに印加し、ＮＭＯＳトランジス
タ４７ａをターンオフして、ＰＭＯＳトランジスタ４７
ｂをターンオンして、電磁誘導によって磁気型記憶セル
１６ｃに再びデータを書き込む。これによって、読出し
前の状態に戻る。
【００７３】一方、“１”に対応するデータを磁気型記
憶セル１６ｃに書き込む場合、ビット線ドライバ４０
は、“１”に相当する電位を導体４８に印加し、ＮＭＯ
Ｓトランジスタ４７ａをターンオンして、電磁誘導によ
って磁気型記憶セル１６ｃに再びデータを書き込み、そ
の後、ＮＭＯＳトランジスタ４７ａをターンオフする。
それに対して、“０”に対応するデータを書き込む場合
には、ビット線ドライバ４０は、“０”に相当する電位
をビット線２０ｂに印加し、ＰＭＯＳトランジスタ４７
ｂをターンオンして、電磁誘導によって磁気型記憶セル
１６に再びデータを書き込み、その後、ＰＭＯＳトラン
ジスタ４７ｂをターンオフする。
【００７４】このように電流切替手段としてＣＭＯＳを
用いた場合でも、強磁性体１８の磁化の方向又は強さに
応じて第１の値（すなわち、１）又は第２の値（すなわ
ち、０）のデータを保持することができる。
【００７５】図１１は、他の磁気型記憶セルを詳細に示
す図である。この場合、磁気型記憶セル１６ｄは、電流
切替手段としてＮＰＮ型トランジスタ４９及びＰＮＰ型
トランジスタ５０を有する。この場合も、強磁性体１８
を巻回する導体４８をセンス増幅器４２に接続する。
【００７６】本例の動作を、破壊読出し方式について説
明する。磁気型記憶セル１６ｄのデータを読み出すに当
たり、ワード選択線２１ａのレベルを上げるとともにワ
ード選択線２１ｂのレベルを上げると、ＮＰＮ型トラン
ジスタ４９がターンオンし、及びＰＮＰ型トランジスタ
５０がターンオフする。強磁性体１８が矢印Ａ方向に磁
化されている場合、電磁誘導によって電流が矢印Ｇ方向
に流れて、センス増幅器４２は、導体４８を通じて電位
を得る。その結果、センス増幅器４２は、“１”に対応
するデータを読み出す。
【００７７】それに対して、強磁性体１８が矢印Ｂ方向
に磁化されている場合、電磁誘導によって電流が矢印Ｈ
方向に流れ、センス増幅器４２は導体４８を通じて電位
を得る。その結果、センス増幅器４２は、“０”に対応
するデータを読み出す。
【００７８】磁気型記憶セル１６ｄのデータは、“１”
に対応するデータを読み出した場合には、ビット線ドラ
イバ４０は、“１”に相当する電位をデータ線２０ａに
印加し、ＮＰＮ型トランジスタ４９をターンオンして、
電磁誘導によって磁気型記憶セル１６ｄに再びデータを
書き込む。それに対して、“０”に対応するデータを読
み出した場合には、ビット線ドライバ４０は、“０”に
相当する電位をデータ線２０ｂに印加し、ＰＮＰ型トラ
ンジスタ５０をターンオンして、電磁誘導によって磁気
型記憶セル１６ｄに再びデータを書き込む。これによっ
て、読出し前の状態に戻る。
【００７９】一方、“１”に対応するデータを磁気型記
憶セル１６ｄに書き込む場合、ビット線ドライバ４０
は、“１”に相当する電位をデータ線２０ａに印加し、
ＮＰＮ型トランジスタ４９をターンオンして、電磁誘導
によって磁気型記憶セル１６ｄに再びデータを書き込
み、その後、ＮＰＮ型トランジスタ４９をターンオフす
る。それに対して、“０”に対応するデータを書き込む
場合には、ビット線ドライバ４０は、“０”に相当する
電位をデータ線２０ｂに印加し、ＰＮＰ型トランジスタ
５０をターンオンして、電磁誘導によって磁気型記憶セ
ル１６に再びデータを書き込み、その後、ＰＮＰ型トラ
ンジスタ５０をターンオフする。
【００８０】このように電流切替手段として第１導電型
トランジスタ及び第２導電型トランジスタ（すなわち、
ＮＰＮ型トランジスタ及びＰＮＰ型トランジスタ）を用
いた場合でも、強磁性体１８の磁化の方向又は強さに応
じて第１の値（すなわち、１）又は第２の値（すなわ
ち、０）のデータを保持することができる。
【００８１】図１２は、本発明による磁気型半導体集積
記憶装置の他の実施の形態を示す図である。本実施の形
態では、各磁気型記憶セル１６’は強磁性体薄膜１８’
（例えば、パーマロイ）を有する。また、図２の書込み
部１２に相当する図示しない書込み部は、各行に対応す
るＮＭＯＳトランジスタ１２’及び１２”を有する。ま
た、データ線２０’を通じて得られる電位を検出するセ
ンス増幅器４２ａは、図２の読出し部１３に相当する図
示しない読出し部の一部を構成する。
【００８２】図１３Ａは図１２の磁気型記憶セルの上面
図であり、図１３Ｂは図１３Ａの上面図のII−II断面図
である。この場合、Ｐ型シリコン基板５１にｎ+ ソース
５２及びｎ+ ドレイン５３が形成され、これらｎ+ ソー
ス５２及びｎ+ ドレイン５３とゲート電極５４（これ
は、図１２のワード線２１’に対応する。）とによって
ＮＭＯＳトランジスタ１２’を構成する。ｎ+ ソース５
２及びｎ+ ドレイン５３には酸化絶縁膜５５が接触し、
その上に薄膜強磁性体１６’を被覆する。このような磁
気型記憶セルも、半導体集積回路製造技術、半導体集積
超微細加工技術、強磁性体製造技術等を用いて形成され
る。この場合、磁気型記憶セルの表面の大部分に金属を
被覆しているので、外部からのα線等の影響を受けにく
くなる。
【００８３】本実施の形態では、磁化ベクトルの回転に
よって磁束を反転させるようにしている。したがって、
図１４に示すように、第１の値（１）を、強磁性薄膜の
磁化容易軸Ｘに対して所定の角度を有する第１の磁化ベ
クトルＹに対応させるとともに、第２の値（０）を、第
１の磁化ベクトルＹの向きと正反対の向きを有する第２
の磁化ベクトルＺに対応させて、１ビットの記憶を行
う。
【００８４】本実施の形態の動作を、破壊読出し方式に
ついて図１４を用いて説明する。磁気型記憶セル１６’
のデータを読み出すに当たり、これに対応する行列のＮ
ＭＯＳトランジスタ１２’及び１２”をそれぞれターン
オンする。強磁性体１８’が矢印Ｙ方向に磁化されてい
る、すなわち、１を記憶している場合、電磁誘導によっ
てデータ線２０’及びワード線２１’について、磁化ベ
クトルＹａ及びＹｂに対応する電流が矢印ａ及びｂ方向
に流す。なお、これら電流の和は、後に説明する書込み
動作に必要な電流に相当する。したがって、センス増幅
器４２ａは、データ線２０’を通じて電位を得る。その
結果、読出し部（図示せず）は、“１”に対応するデー
タを読み出す。
【００８５】それに対して、強磁性体１８’が矢印Ｚ方
向に磁化されている場合、電磁誘導によってデータ線２
０’及びワード線２１’について、磁化ベクトルＺｃ及
びＺｄに対応する電流が矢印ｃ及びｄ方向に流す。な
お、これら電流の和も、磁化ベクトルを反転させるのに
必要な電流に相当する。したがって、センス増幅器４２
ａは、データ線２０’を通じて電位を得る。その結果、
読出し部（図示せず）は、“０”に対応するデータを読
み出す。
【００８６】磁気型記憶セル１６’のデータは、“１”
に対応するデータを読み出した場合には、読出し部（図
示せず）は、ＮＭＯＳトランジスタ１２’及び１２”を
ターンオンした状態で、磁化ベクトルを反転させるのに
必要な電流の半分に相当するものを矢印ａ及びｂ方向に
それぞれ流し、電磁誘導によって磁気型記憶セル１６’
に再びデータを書き込む。それに対して、“０”に対応
するデータを読み出した場合には、書込み部（図示せ
ず）は、ＮＭＯＳトランジスタ１２’及び１２”をター
ンオンした状態で、磁化ベクトルを反転させるのに必要
な電流の半分に相当するものを矢印ｃ及びｄ方向にそれ
ぞれ流し、電磁誘導によって磁気型記憶セル１６’に再
びデータを書き込む。これによって、読出し前の状態に
戻る。
【００８７】一方、“１”に対応するデータを磁気型記
憶セル１６’に書き込む場合、読出し部（図示せず）
は、ＮＭＯＳトランジスタ１２’及び１２”をターンオ
ンした状態で、磁化ベクトルを反転させるのに必要な電
流の半分に相当するものを矢印ａ及びｂ方向にそれぞれ
流し、電磁誘導によって磁気型記憶セル１６’に再びデ
ータを書き込む。その後、ＮＭＯＳトランジスタ１２’
及び１２”をターンオフする。それに対して、“０”に
対応するデータを書き込む場合には、書込み部（図示せ
ず）は、ＮＭＯＳトランジスタ１２’及び１２”をター
ンオンした状態で、磁化ベクトルを反転させるのに必要
な電流の半分に相当するものを矢印ｃ及びｄ方向にそれ
ぞれ流し、電磁誘導によって磁気型記憶セル１６’に再
びデータを書き込む。その後、ＮＭＯＳトランジスタ１
２’及び１２”をターンオフする。
【００８８】このように薄膜強磁性体を使用し、磁化ベ
トクルの回転に応じて第１の値（すなわち、１）又は第
２の値（すなわち、０）のデータを保持することができ
る。
【００８９】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例え
ば、上記実施の形態において、ＭＯＳトランジスタとし
てＮＭＯＳトランジスタを用いたが、ＰＭＯＳトランジ
スタを用いることもできる。また、本発明による磁気型
半導体集積記憶装置を、図３，４及び１４に示した構造
以外の構造とすることもできる。
【００９０】図２に図示した磁気型半導体集積記憶装置
では、データ入出力部１１、書込み部１２、読出し部１
３、語選択部１４の機能を、プログラム可能な制御部１
５から分離して構成したが、これらの一部又は複数部の
機能をプログラム可能な制御部１５に統合することもで
きる。
【００９１】また、複数の磁気型半導体記憶配列部１０
及びこれに対応する各部（すなわち、データ入出力部１
１、書込み部１２、読出し部１３、語選択部１４及びプ
ログラム可能な制御部１５）を設け、これら複数の磁気
型半導体記憶配列部１０に対して個別又は並列に書込み
動作及び読出し動作を行うこともできる。
【００９２】また、データ入出力部１１を、個別のデー
タ入力部及びデータ出力部によって構成することによっ
て、単一入力単一出力、単一入力複数出力、複数入力単
一出力又は複数入力複数出力とすることができる。した
がって、書込みには記憶の更新における一貫性を保つ又
は保てないことの条件付きで、単数又は複数の入力部及
び出力部から個別に書込み動作及び読出し動作を行うこ
とができる。
【００９３】場合によっては、記憶容量、書込み及び読
出しに必要な時間、転送路の幅、転送速度を考慮して本
発明による磁気型半導体記憶装置を複数使用し、これら
装置を、新たに設けたプログラム可能な制御部で制御し
て、より高速かつ大容量の記憶及びより高速の転送を可
能にすることもできる。
【００９４】上記実施の形態においては、破壊読出し方
式を行う場合について説明したが、本発明による装置は
非破壊読出し方式を行うこともできる。この場合、読出
しに必要な時間と書込みに必要な時間とが非対称にな
り、読出しに必要な時間を書込みに必要な時間に比べて
著しく短くすることができる。
【００９５】本発明による磁気型半導体記憶装置では、
近年使用されはじめたブロックの連続読出し動作に対し
て高速な非破壊読出し方式が可能となるとともに、不揮
発性の性質によって、計算機の仮想記憶機構の高速化及
び単純化が可能となり、オペレーティング・システムの
性能を著しく高めることができる。
【００９６】さらに、図９に示した磁気型記憶セルの多
層化構造の他に、図１５に図示したようなバイアックス
素子１８”を用いて本発明による磁気型半導体記憶装置
の立体構造も可能である。このようなバイアックス素子
は、同一面上にない二つの孔を有する角形ヒステリシス
特性を持つ強磁性体からなる。上側の孔の回りの磁束の
向きによって第１又は第２の値（すなわち、１又は０）
のデータが記憶され、バイアックス素子へのデータの書
込みは、この孔を通るデータ線の電流によって行われ
る。この場合も、電流の流れる方向の制御を、ＭＯＳト
ランジスタのような電流制御手段を用いる。
【００９７】なお、図１４を用いて説明した実施の形態
において、磁化ベクトルＹ及びＺが磁化容易軸Ｘに対し
て所定の角度を有するようにしたが、これら磁化ベクト
ルＹ及びＺを、磁化容易軸Ｘに対して平行又は垂直にす
ることもできる。
【００９８】図１０及び１１に示した磁気型半導体集積
記憶装置において、環状の強磁性体１８の代わりに図１
２及び１３に図示したような薄膜の強磁性体１８’を用
いることもできる。一方、図１２において、薄膜の強磁
性体１８’の代わりに図２に図示したような環状の強磁
性体１８を用いることもでき、これを図１６に示す。こ
の場合、磁気型記憶セル１６”は、データ線２０’及び
語選択線２１’をそれぞれ強磁性体１８に巻回してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気型半導体集積記憶装置の態様
を示す図である。
【図２】本発明による磁気型半導体集積記憶装置の実施
の形態を示す図である。
【図３】図２の磁気型記憶セルの断面図である。
【図４】図２の他の磁気型記憶セルの上面図及び断面図
である。
【図５】図２の磁気型記憶セルを詳細に示す図である。
【図６】図２の磁気型記憶セルの強磁性体の磁気ヒステ
リシス曲線を示す図である。
【図７】図２の他の磁気型記憶セルを詳細に示す図であ
る。
【図８】図２の他の磁気型記憶セルを詳細に示す図であ
る。
【図９】図２の磁気型記憶セルを多層化したものを示す
図及びその一部の上面図である。
【図１０】図２の他の磁気型記憶セルを詳細に示す図で
ある。
【図１１】図２の他の磁気型記憶セルを詳細に示す図で
ある。
【図１２】本発明による磁気型半導体集積記憶装置の他
の実施の形態を示す図である。
【図１３】図１２の磁気型記憶セルの上面図及び断面図
である。
【図１４】本発明による磁気型半導体集積記憶装置の他
の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図１５】バイアックス素子の斜視図である。
【図１６】図１２に図示した磁気型半導体集積記憶装置
の変形例である。
【符号の説明】
１ データ入力手段 ２ 読出し及び書込み選択手段 ３ 磁気記憶手段 ４，１６，１６’，１６”，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，
１６ｄ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ．．． 磁気型記憶セ
ル ５ データ書込み手段 ６，１８，１８ａ，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ．．． 強
磁性体 ７ 電流制御手段 ８ データ読出し手段 ９ データ出力手段 １０ 磁気型半導体記憶配列部 １１ データ入出力部 １２ 書込み部 １２’，１２”，１７，４３，４７ａ ＮＭＯＳトラン
ジスタ １３ 読出し部 １４ 語選択部 １５ プログラム可能な制御部 １８’ 薄膜強磁性体 １８” バイアックス素子 １９ 外部接続線 ２０，２０’，２０”，２０ａ，２０ｂ，４６ａ，４６
ｂ，４６ｃ．．． データ線 ２１，２１’，２１ａ，２１ｂ 語選択線 ２２，３１ Ｐ型シリコン基板 ２３，３２ ｎ+ ソース ２４，３３ ｎ+ ドレイン ２５，３４ ゲート電極 ２６，２９，３５ａ，３５ｂ，３９，４８ 導体 ２７，２８，３０，３６，３７，３８ 酸化絶縁膜 ４０ ビット線ドライバ ４１ ワード線ドライバ ４２，４２ａ センス増幅器 ４７ ＣＭＯＳ ４７ｂ ＰＭＯＳトランジスタ ４９ ＮＰＮ型トランジスタ ５０ ＰＮＰ型トランジスタ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年４月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】SRAMは、フリップフロップ回路のオン・オ
フを利用した半導体メモリであり、一般に１組のトラン
ジスタの双安定状態を記憶に利用することによって非破
壊読出しが可能となるために、高速かつ静的な記憶保持
が可能になる。
【手続補正書】
【提出日】平成１０年８月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】本発明のうち請求項４記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記磁気型記憶セルはそれぞれ前記電
流制御手段を有し、前記電流制御手段をＭＯＳトランジ
スタとしたことを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】本発明のうち請求項５記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記磁気型記憶セルはそれぞれ前記電
流制御手段を有し、前記電流制御手段をＣＭＯＳとした
ことを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】本発明のうち請求項６記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記磁気型記憶セルはそれぞれ前記電
流制御手段を有し、前記電流制御手段は第１導電型トラ
ンジスタ及び第２導電型トランジスタを有することを特
徴とするものである。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の磁気型半導体集積記憶装置は、第１の値又は第２の
値のデータを記憶する複数の磁気型記憶セルを有する磁
気記憶手段と、前記データが外部から入力されるデータ
入力手段と、このデータ入力手段によって入力されたデ
ータを、電磁誘導によって前記磁気型記憶セルに個々に
又は複数まとめて書き込むデータ書込み手段と、前記磁
気型記憶セルから電磁誘導によって個々に又は複数まと
めて前記データを読み出すデータ読出し手段と、前記デ
ータを読み出すべき磁気型記憶セル及び前記データを書
き込むべき磁気型記憶セルを選択する読出し及び書込み
選択手段と、前記データ読出し手段によって読み出した
データを外部に出力するデータ出力手段とを具え、前記
磁気型記憶セルはそれぞれ、磁化の方向又は強さに応じ
た前記第１の値又は第２の値のデータを保持する強磁性
体と、前記磁気型記憶セルからの前記データの読出し及
び前記磁気型記憶セルへの書込みの際に、電流を双方向
に制御できる電流制御手段とを有することを特徴とする
ものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】本発明のうち請求項１記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、図１に示すように、第１の値又
は第２の値のデータが外部からデータ入力手段１に入力
されると、読出し及び書込み選択手段２は、このデータ
を書き込むべき磁気記憶手段３中の磁気型記憶セル４の
うちの少なくとも一つを選択する。その後、データ書込
み手段５は、個々に又は複数まとめて選択された磁気型
記憶セル４に対して、電磁誘導によってデータを書き込
む。この磁気型記憶セル４は、強磁性体６の磁化の方向
又は強さに応じて第１の値又は第２の値のデータを保持
する。なお、読出し動作及び書込み動作の際には、各磁
気型記憶セル４に対応する電流制御手段７を用いる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】本発明のうち請求項４記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記電流制御手段をＭＯＳトランジス
タとしたことを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】本発明のうち請求項５記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記電流制御手段をＣＭＯＳとしたこ
とを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】本発明のうち請求項６記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記電流制御手段は第１導電型トラン
ジスタ及び第２導電型トランジスタを有することを特徴
とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】本発明のうち請求項８記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記データ読出し手段による読出し方
式を、前記記憶セルのデータが一度読み出されるとその
データが破壊される破壊読出し方式としたことを特徴と
するものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】本発明のうち請求項８記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、破壊読出し方式を行うことによ
って、データ読出し手段による読出し時間とデータ書込
み手段による書込み時間とが対称になり、データ出力手
段からの出力が強くなる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】本発明のうち請求項９記載の磁気型半導体
集積記憶装置は、前記データ読出し手段による読出し方
式を、前記記憶セルのデータが一度読み出されてもその
データが破壊されない非破壊読出し方式としたことを特
徴とするものである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】本発明のうち請求項９記載の磁気型半導体
集積記憶装置によれば、非破壊読出し方式を行うことに
よって、データ読出し手段による読出し時間とデータ書
込み手段による書込み時間とが非対称になり、読出しに
必要な時間を書込みに必要な時間に比べて著しく短くす
ることができる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の磁気型半導体集積記憶装置は、第１の値又は第２の
値のデータを記憶する複数の磁気型記憶セルを有する磁
気記憶手段と、前記データが外部から入力されるデータ
入力手段と、このデータ入力手段によって入力されたデ
ータを、電磁誘導によって前記磁気型記憶セルに個々に
又は複数まとめて書き込むデータ書込み手段と、前記磁
気型記憶セルから電磁誘導によって個々に又は複数まと
めて前記データを読み出すデータ読出し手段と、前記デ
ータを読み出すべき磁気型記憶セル及び前記データを書
き込むべき磁気型記憶セルを選択する読出し及び書込み
選択手段と、前記データ読出し手段によって読み出した
データを外部に出力するデータ出力手段とを具え、前記
磁気型記憶セルはそれぞれ、磁化の方向又は強さに応じ
た前記第１の値又は第２の値のデータを保持する強磁性
体と、前記データの読出しの際に電流を所定の方向に流
し、前記第１の値のデータの書込みの際に電流を正方向
に流し、かつ、前記第２の値のデータの書込みの際に電
流を逆方向に流す電流制御手段とを有することを特徴と
するものである。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の値又は第２の値のデータを記憶す
    る複数の磁気型記憶セルを有する磁気記憶手段と、 前記データが外部から入力されるデータ入力手段と、 このデータ入力手段によって入力されたデータを、電磁
    誘導によって前記磁気型記憶セルに個々に又は複数まと
    めて書き込むデータ書込み手段と、 前記磁気型記憶セルから電磁誘導によって個々に又は複
    数まとめて前記データを読み出すデータ読出し手段と、 前記データを読み出すべき磁気型記憶セル及び前記デー
    タを書き込むべき磁気型記憶セルを選択する読出し及び
    書込み選択手段と、 前記データ読出し手段によって読み出したデータを外部
    に出力するデータ出力手段とを具え、 前記磁気型記憶セルはそれぞれ、磁化の方向又は強さに
    応じた前記第１の値又は第２の値のデータを保持する強
    磁性体を有し、 前記磁気型記憶セルからの前記データの読出し及び前記
    磁気型記憶セルへの書込みの際に、電流を双方向に制御
    できる電流制御手段を用いるようにしたことを特徴とす
    る磁気型半導体集積記憶装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の値又は第２の値のうちの一方
    を、前記強磁性体の磁界が零のときの第１の残留磁束に
    対応させるとともに、その他方を、前記強磁性体の磁界
    が零のときの第２の残留磁束に対応させ、 前記第１の残留磁束の大きさを前記第２の残留磁束のも
    のとほぼ同一とし、 前記第１の残留磁束の符号を前記第２の残留磁束のもの
    と逆にしたことを特徴とする請求項１記載の磁気型半導
    体集積記憶装置。
  3. 【請求項３】 前記強磁性体を強磁性体薄膜とし、 前記第１の値又は第２の値のうちの一方を、第１の磁化
    ベクトルに対応させるとともに、その他方を、この第１
    の磁化ベクトルの向きと正反対の向きを有する第２の磁
    化ベクトルに対応させるようにしたことを特徴とする請
    求項１記載の磁気型半導体集積記憶装置。
  4. 【請求項４】 前記電流制御手段はそれぞれ前記電流制
    御手段を有し、 前記電流制御手段をＭＯＳトランジスタとしたことを特
    徴とする請求項２又は３記載の磁気型半導体集積記憶装
    置。
  5. 【請求項５】 前記電流制御手段はそれぞれ前記電流制
    御手段を有し、 前記電流制御手段をＣＭＯＳとしたことを特徴とする請
    求項２又は３記載の磁気型半導体集積記憶装置。
  6. 【請求項６】 前記電流制御手段はそれぞれ前記電流制
    御手段を有し、 前記電流制御手段は第１導電型トランジスタ及び第２導
    電型トランジスタを有することを特徴とする請求項２又
    は３記載の磁気型半導体集積記憶装置。
  7. 【請求項７】 前記磁気型記憶セルを行列配置したこと
    を特徴とする請求項１から６のうちのいずれかに記載の
    磁気型半導体集積記憶装置。
  8. 【請求項８】 前記磁気型記憶セルの各行に対応する前
    記電流制御手段と、前記磁気型記憶セルの各列に対応す
    る前記電流制御手段とを具え、 前記電流制御手段をＭＯＳトランジスタとしたことを特
    徴とする請求項７記載の磁気型半導体集積記憶装置。
  9. 【請求項９】 前記データ読出し手段による読出し方式
    を、前記記憶セルのデータが一度読み出されるとそのデ
    ータが破壊される破壊読出し方式としたことを特徴とす
    る請求項１から８のうちのいずれかに記載の磁気型半導
    体集積記憶装置。
  10. 【請求項１０】 前記データ読出し手段による読出し方
    式を、前記記憶セルのデータが一度読み出されてもその
    データが破壊されない非破壊読出し方式としたことを特
    徴とする請求項１から８のうちのいずれかに記載の磁気
    型半導体集積記憶装置。
JP10109291A 1998-04-20 1998-04-20 磁気型半導体集積記憶装置 Pending JPH11306750A (ja)

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