JP2003016774A - Storage circuit block and data write-in method - Google Patents
Storage circuit block and data write-in methodInfo
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- Semiconductor Memories (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は電流駆動によってデ
ータの書き込みを行う記憶回路ブロック及び記憶方法に
関する。特に、データを書き込むべき記憶セルの属する
ビット・ラインを接続することによって、複数の記憶セ
ルのデータ書き込みのために一つの電流パスを共用する
記憶回路ブロック及び記憶方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory circuit block and a memory method for writing data by current driving. In particular, the present invention relates to a storage circuit block and a storage method that share one current path for writing data in a plurality of storage cells by connecting bit lines to which the storage cells to which data is to be written are connected.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気ランダムアクセス記憶装置に関し、
図7に、従来からのメモリ・セルの側面図を示す。2. Description of the Related Art A magnetic random access storage device,
FIG. 7 shows a side view of a conventional memory cell.
【0003】図7には1KビットのMRAMチップと5
12ビットのMRAMチップに使用される従来からの1
T(1Transistor)1MTJ( 1 Magnetic Tunnel Jun
ction 磁気接合素子)タイプのメモリ・セル700が
示されている。FIG. 7 shows a 1 Kbit MRAM chip and 5
Traditional 1 used for 12-bit MRAM chips
T (1 Transistor) 1 MTJ (1 Magnetic Tunnel Jun
ction magnetic junction device type memory cell 700 is shown.
【0004】MTJ素子728は、磁化の向きが固定さ
れた強磁性体の層である固定磁性層726と、トンネル
電流を通す絶縁層であるトンネル・バリアー724と、
外部からの磁化の向きによって磁化の向きが変化する強
磁性体の層である自由強磁性層722とを含む、少なく
とも3層の薄いフィルムからなるデータ不揮発性の記憶
素子である(ただし自由強磁性層722と固定磁性層7
26の位置は逆でもよい)。The MTJ element 728 has a pinned magnetic layer 726, which is a ferromagnetic layer whose magnetization direction is fixed, and a tunnel barrier 724, which is an insulating layer through which a tunnel current passes.
A non-volatile data storage element composed of at least three thin films, including a free ferromagnetic layer 722, which is a ferromagnetic layer whose magnetization direction changes according to the direction of magnetization from the outside (however, free ferromagnetic Layer 722 and pinned magnetic layer 7
The position of 26 may be reversed).
【0005】MTJ素子728に電気的に接続されたビ
ット・ライン744は、読み出し動作及び書き込み動作
用のラインとして使用される。図中のMX、V2、M
2、V1、M1、CAで構成される第1の配線構造体7
17を介して、MTJ素子728とMOSFET718
のドレイン(D)の拡散領域nとが接続されている。な
お、MX、M1及びM2は金属線層であり、V1、V2
及びCAは、絶縁層に穴(ビア・ホール)を空け、その
穴に胴体を埋め込んだ物である。MOSFET718の
ゲートは読み出しワード・ライン720になっており、
読み出し動作時にこの読み出しワード・ライン720に
電圧が印加されることによって、MOSFET718が
オンになる。これにより、ビット・ライン744からア
ース731までの電流経路がMTJ素子728を介して
形成される。Bit line 744 electrically connected to MTJ element 728 is used as a line for read and write operations. MX, V2, M in the figure
First wiring structure 7 composed of 2, V1, M1, and CA
17 through the MTJ element 728 and MOSFET 718
Is connected to the diffusion region n of the drain (D). In addition, MX, M1 and M2 are metal wire layers, and V1, V2
And CA are holes (via holes) formed in the insulating layer and the body is embedded in the holes. The gate of MOSFET 718 is the read word line 720,
A voltage is applied to this read word line 720 during a read operation to turn on MOSFET 718. This forms a current path from bit line 744 to ground 731 via MTJ element 728.
【0006】MTJ素子728の抵抗は、固定磁性層7
26の磁化の向きに対する自由強磁性層722の磁化の
向きによって決定され、MTJ素子728の抵抗に流れ
る読み出し電流の値か、その抵抗と電流によって決定さ
れる電圧値によって、MTJ素子728に記憶されたデ
ータが読み出される。例えば固定磁性層726の磁化の
向きに対する自由強磁性層722の磁化の向きが同じで
あれば「0」であり、反対であれば「1」である。The resistance of the MTJ element 728 is determined by the fixed magnetic layer 7
The read current value flowing through the resistance of the MTJ element 728, which is determined by the magnetization direction of the free ferromagnetic layer 722 with respect to the magnetization direction of No. 26, or the voltage value determined by the resistance and current, is stored in the MTJ element 728. Data is read. For example, if the magnetization direction of the free ferromagnetic layer 722 is the same as the magnetization direction of the fixed magnetic layer 726, it is “0”, and if it is opposite, it is “1”.
【0007】このような典型的な1T1MTJタイプの
セルに対して、ツイン・セルと呼ばれるセルが知られて
いる。In contrast to such a typical 1T1MTJ type cell, a cell called a twin cell is known.
【0008】図8は、従来知られている、2T2MTJ
(2Transistor 2Magnetic TunnelJunction)タイプの
メモリ・セル、いわゆるツイン・セル800を示した図
である。これは2個のMTJ素子と2個のトランジスタ
を用いたMRAMの記憶セルであり、一つの記憶回路の
原理は図7と同じであるため図7と同一の構成要素には
同一の符号を付してその説明は省略する。なお、隣接す
る記憶回路の構成要素の符号には「’」を付して記憶回
路を区別している。このタイプのメモリ・セルの特徴
は、一つのセルについて記憶回路に対応する数のビット
・ラインがあることである。FIG. 8 shows a conventionally known 2T2MTJ.
FIG. 7 is a diagram showing a so-called twin cell 800, which is a (2Transistor 2Magnetic Tunnel Junction) type memory cell. This is an MRAM memory cell using two MTJ elements and two transistors. Since the principle of one memory circuit is the same as that in FIG. 7, the same components as those in FIG. The description thereof will be omitted. It should be noted that the reference numerals of the constituent elements of the adjacent memory circuits are attached with “′” to distinguish the memory circuits. A characteristic of this type of memory cell is that there is a corresponding number of bit lines for storage cells per cell.
【0009】このタイプのメモリ・セルは、例えば、書
き込み電流経路をループ状に構成し、セル内の隣接する
記憶回路に逆向きに電流を流してそれぞれの記憶回路に
互いに逆のデータを書き込むことができる。また、それ
によってノイズの大きさを抑制することができる。つま
り、実質的に同一電流値で倍の駆動能力を有するもので
ある。読み出しの際には、Tビット・ライン(true bit
line)とCビット・ライン(complement bit line)の
それぞれにそれぞれの記憶回路から互いに逆のデータを
差動信号として取り出すので、読み出し信号が1T1M
TJセルの2倍となり、ノイズに強い読み出しができ
る。もっとも、電流経路がループに構成されている必要
はなく、Tビット・ライン744とCビット・ライン7
44’とに逆向きに電流が流れれば書き込みを行うこと
ができる。In this type of memory cell, for example, a write current path is formed in a loop shape, and a current is passed in the opposite direction to an adjacent memory circuit in the cell to write mutually opposite data in each memory circuit. You can In addition, the magnitude of noise can be suppressed thereby. That is, it has a doubled driving capability with substantially the same current value. When reading, T bit line (true bit
line) and C bit line (complement bit line) from the respective storage circuits, the opposite data is taken out as a differential signal, so that the read signal is 1T1M.
It is twice as large as that of the TJ cell, and noise-resistant reading is possible. However, the current path does not have to be configured in a loop, and T bit line 744 and C bit line 7
If a current flows in the opposite direction to 44 ', writing can be performed.
【0010】図9は、このツイン・セルを使ったMRA
Mの記憶ブロックの構成図である。この書込回路におい
ては、行に対応するライト用ワード・ライン716に駆
動電流IWLが流れ、かつ、列に対応するビット・ライン
の双方に電流が流れた時にその交点の記憶セルに発生す
る磁界の向きによって、データが書き込まれる。ここ
で、ビット・ラインを流れる電流の向きによって、論理
データ「0」と「1」が書き分けられる。FIG. 9 shows an MRA using this twin cell.
It is a block diagram of the memory block of M. In this write circuit, when the drive current IWL flows through the write word line 716 corresponding to the row and the current flows through both the bit lines corresponding to the columns, the magnetic field generated in the memory cell at the intersection is generated. Data is written depending on the orientation of. Here, the logical data "0" and "1" are written according to the direction of the current flowing through the bit line.
【0011】図9においては、図右側の書込電流駆動回
路910と接続されているビット・ライン744、74
4’はループ状に接続されているので、Tビット・ライ
ン744の電流の向きとCビット・ライン744’の電
流の向きは、セル800に対して逆向きになっている。In FIG. 9, bit lines 744 and 74 connected to the write current driving circuit 910 on the right side of the drawing.
Because 4'is connected in a loop, the direction of current flow in T-bit line 744 and the direction of current flow in C-bit line 744 'are opposite to cell 800.
【0012】この構成においては、例えば、図示すると
おり、Tビット・ライン744からCビット・ライン7
44’へ向かう向きに電流が流れた場合には、「1」が
書き込まれ、逆の場合(図左側)には「0」が書き込ま
れるようにすることができる。In this configuration, for example, as shown, T bit line 744 to C bit line 7
It is possible to write "1" when the current flows in the direction toward 44 'and write "0" in the opposite case (the left side of the drawing).
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図9のような
構成では、例えば、同一カラムアドレスに属する複数の
データ・ビットに同時にデータを書き込む場合、ビット
・ラインごとに電流を流す必要があるので、書き込みに
必要な電流が大きくなるという課題がある。However, in the configuration as shown in FIG. 9, for example, when data is simultaneously written in a plurality of data bits belonging to the same column address, it is necessary to supply a current for each bit line. However, there is a problem that the current required for writing becomes large.
【0014】例えば、1KbitのMRAMでは、所望の
磁界を得て安定的な書き込みを行うためにビット・ライ
ンに流すのに必要な電流は、10mA程度であることが
わかっている。For example, in a 1 Kbit MRAM, it is known that the current required to flow through the bit line to obtain a desired magnetic field and perform stable writing is about 10 mA.
【0015】よって、複数ビットのデータを同時に書き
込む場合、従来の半導体記憶装置のようにそれぞれのビ
ットのデータに応じて駆動回路を用意すると、nビット
のデータを書き込むにはそのn倍の電流が必要となる。
例えば、ワード長が64ビットともなれば書き込みに必
要な電流は600mAを越えてしまう。Therefore, when a plurality of bits of data are simultaneously written, if a drive circuit is prepared according to the data of each bit as in the conventional semiconductor memory device, an n times larger current is required to write n bits of data. Will be needed.
For example, if the word length is 64 bits, the current required for writing exceeds 600 mA.
【0016】この値はかなり大きなものであり、しか
も、この値は平均電流値であるので、ピーク電流はその
何倍かになり、電流の時間的変化も大きい。さらに、こ
のことは、突入電流によるノイズの発生や電源回路の負
担の増大を引き起こすことになる。This value is quite large, and since this value is the average current value, the peak current is several times that, and the current changes over time. Furthermore, this causes the generation of noise due to the inrush current and an increase in the load on the power supply circuit.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明に係る記憶回路ブ
ロックは、第1のビット・ラインと第2のビット・ライ
ンとを含む複数のビット・ライン対と、ビット・ライン
対に流れる電流の向きに応じて情報を記憶する複数の記
憶セルと、ビット・ライン対の少なくとも一つに接続さ
れ、第1のビット・ラインと第2のビット・ラインとに
互いに逆向きの電流を流す少なくとも一つの電流駆動源
と、ビット・ライン対とビット・ライン対とを接続する
少なくとも一つのスイッチ回路と、記憶セルに記憶させ
る情報に応じて前記スイッチ回路の接続状態を制御する
制御回路とを含んでいる。A memory circuit block according to the present invention includes a plurality of bit line pairs including a first bit line and a second bit line, and a current flowing through the bit line pair. A plurality of storage cells for storing information depending on the direction, and at least one of which is connected to at least one of the bit line pairs and causes currents in opposite directions to flow in the first bit line and the second bit line. A current drive source, at least one switch circuit that connects the bit line pair and the bit line pair, and a control circuit that controls a connection state of the switch circuit according to information stored in a memory cell. There is.
【0018】本発明に係る記憶回路ブロックは、ビット
・ライン対同士の接続を直列に接続してもよく、ビット
・ラインの電流経路をループ状に構成してもよい。In the memory circuit block according to the present invention, the bit line pairs may be connected in series, and the bit line current path may be formed in a loop.
【0019】本発明に係る記憶回路ブロックは、ビット
・ライン対における第1のビット・ラインと第2のビッ
ト・ラインの終端を接続した電流経路を一単位として直
列に接続してもよい。In the memory circuit block according to the present invention, a current path connecting the ends of the first bit line and the second bit line in the bit line pair may be connected in series as a unit.
【0020】また、本発明に係る記憶回路ブロックは、
MTJ(Magnetic Tunnel Junction)素子に情報を記憶す
るものであってもよい。The memory circuit block according to the present invention is
Information may be stored in an MTJ (Magnetic Tunnel Junction) element.
【0021】また、記憶セルは、1ビットにつき2個の
MTJを含むいわゆるツイン・セル構成としてもよい。Further, the memory cell may have a so-called twin cell structure including two MTJs per bit.
【0022】本発明に係る記憶方法は、第1のビット・
ラインと第2のビット・ラインとを含む複数のビット・
ライン対の少なくとも一つに接続され、前記第1のビッ
ト・ラインと前記第2のビット・ラインとに互いに逆向
きの電流を流す少なくとも一つの電流駆動源と、ビット
・ライン対を接続するスイッチ回路とスイッチ回路を制
御するスイッチ回路制御回路とを含む記憶回路ブロック
によって、前記ビット・ライン対に流れる電流の向きに
応じて情報が記憶される複数の記憶セルに対して情報を
記憶する方法であって、記憶セルを選択するステップ
と、選択された前記記憶セルに記憶させる情報に応じて
スイッチ回路の接続状態を制御するステップと、スイッ
チ回路が、ビット・ライン対とビット・ライン対とを接
続するステップと、電流駆動源と接続された第1のビッ
ト・ライン及び第2のビット・ラインに対して電流が逆
向きに流れるように電流駆動源が電流を流すステップと
を含む。According to the storage method of the present invention, the first bit
A plurality of bits including a line and a second bit line
At least one current drive source connected to at least one of the pair of lines, which flows currents in opposite directions to the first bit line and the second bit line, and a switch connecting the pair of bit lines. A method of storing information in a plurality of memory cells in which information is stored in accordance with the direction of a current flowing through the bit line pair by a memory circuit block including a circuit and a switch circuit control circuit that controls the switch circuit. Then, the step of selecting a memory cell, the step of controlling the connection state of the switch circuit according to the information stored in the selected memory cell, and the switch circuit connecting the bit line pair and the bit line pair. Connecting step so that the current flows in the opposite direction to the first bit line and the second bit line connected to the current driving source. Flow drive source comprises flowing a current.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】電流によって磁場を発生させその
磁場の向きによって情報の書き込みを行う磁気ランダム
アクセス記憶装置(Magnetic Random Access Memory:M
RAM)における駆動電流の低減のための回路及び方法
に関する実施の形態を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A magnetic random access memory (M) that generates a magnetic field by an electric current and writes information according to the direction of the magnetic field.
Embodiments relating to a circuit and a method for reducing a drive current in a RAM) will be described.
【0024】この実施の形態は、例えば、ワード長が8
ビット、16ビット、・・・64ビット、128ビット
等と長い多ビット構成の例えばMRAMのようなメモリ
・アレイを構成した場合に書き込みのための電流を低減
する回路及びMRAMへの記憶方法である。In this embodiment, for example, the word length is 8
A circuit for reducing a write current and a method of storing in an MRAM when a memory array such as MRAM having a long multi-bit structure such as bits, 16 bits, ... 64 bits, 128 bits, etc. is configured. .
【0025】本発明は、データを書き込むべき記憶セル
の属するビット・ラインを互いに直列に接続することに
よって、複数の記憶セルのデータ書き込みに一つの電流
パスを共用することにある。ただし、セルごとに任意の
データを書き込む必要があるので、接続の仕方を書き込
むべきデータによって制御するものである。The present invention resides in sharing one current path for writing data in a plurality of storage cells by connecting bit lines to which the storage cells to write data belong to in series with each other. However, since it is necessary to write arbitrary data for each cell, the connection method is controlled by the data to be written.
【0026】図1は、本発明の実施の一形態を示す記憶
ブロック10の構成図である。図1には、ビット・ライ
ンの直列接続の仕方と接続を切り替えるスイッチの配置
の一例が示されている。FIG. 1 is a block diagram of a storage block 10 showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of how bit lines are connected in series and an arrangement of switches for switching the connections.
【0027】図1においては、書込電流駆動回路12か
ら見て0番目のビット・ライン対と、K−1番目のビッ
ト・ライン対とK番目のビット・ライン対とがスイッチ
部20bを介して接続されているビット・ライン・ペア
接続部18と、n−1番目のビット・ライン対の最終段
とが記載されている。In FIG. 1, the 0th bit line pair, the (K-1) th bit line pair and the Kth bit line pair as seen from the write current drive circuit 12 are connected via the switch section 20b. The bit line pair connection section 18 connected by the above and the final stage of the (n-1) th bit line pair are described.
【0028】途中の接続状態は同じものの繰り返しにな
るため途中を省略しつつCビット・ライン14及びTビ
ット・ライン15の対をそれぞれ接続するスイッチ部2
0a及び20cが表されている。Since the connection state on the way is the same, but it is repeated, the switch section 2 for connecting the pair of the C bit line 14 and the T bit line 15 respectively while omitting the way.
0a and 20c are represented.
【0029】なお、図1においては、0番目から番号を
振っている。また、図1には、同時にデータが書き込ま
れるデータ・ビットに対応する同一カラム・アドレスに
属するビット線と記憶セルの一部及び書込に関わる回路
のみが明示されている。In FIG. 1, the numbers are given from the 0th. Further, in FIG. 1, only bit lines belonging to the same column address corresponding to data bits to which data is simultaneously written, a part of a memory cell, and a circuit related to writing are clearly shown.
【0030】記憶ブロック10においては、書込電流駆
動回路12とCビット・ライン(Complement)14及び
Tビット・ライン(True)15の対の一端とが接続されて
いる。Tビット・ライン15とCビット・ライン14と
は、電流の向きは互いに相補関係にある。In the memory block 10, the write current drive circuit 12 and one end of a pair of a C bit line (Complement) 14 and a T bit line (True) 15 are connected. The T-bit line 15 and the C-bit line 14 have complementary current directions.
【0031】Cビット・ライン14及びTビット・ライ
ン15の対の他端はスイッチを介して、さらにCビット
・ライン14及びTビット・ライン15とが接続される
ことになる。The other end of the pair of C bit line 14 and T bit line 15 is connected to the C bit line 14 and T bit line 15 via a switch.
【0032】ビット・ライン対(ペア)の接続部18を
経たn−1番目の最終段においてはCビット・ライン1
4及びTビット・ライン15とは末端が接続されてい
る。C bit line 1 in the (n-1) th final stage via the bit line pair connection 18
4 and T bit line 15 are connected at the ends.
【0033】記憶ブロック10は、n−1番目のCビッ
ト・ライン14及びTビット・ライン15が終端で接続
されることで、書込電流駆動回路12との間で電流が環
流するように構成されている。The memory block 10 is configured such that the n-1th C bit line 14 and the T bit line 15 are connected at the ends so that the current is circulated between the memory block 10 and the write current drive circuit 12. Has been done.
【0034】もちろん、n−1番目のビット・ライン対
の終端を接続せずに2個目の電流駆動回路を設けて、電
流源を補強してもよい。Of course, the current source may be reinforced by providing a second current drive circuit without connecting the termination of the (n-1) th bit line pair.
【0035】かかる構成の下、図1における記憶ブロッ
ク10の動作を説明する。図1において、Tビット・ラ
イン15に図の下向きに電流が流れる場合に選択された
記憶セルに1が書かれるとする。スイッチは偶数番号の
ついたビット・ライン対とそれより1大きい番号のつい
たビット・ライン対との間では記憶されるアレイの下側
に配置され、奇数番号のついたビット・ライン対とそれ
より1大きい番号のついたビット・ライン対との間では
記憶セルアレイの上側に配置されるものとする。The operation of the storage block 10 in FIG. 1 having the above configuration will be described. In FIG. 1, it is assumed that 1 is written in the selected memory cell when a current flows through the T bit line 15 in the downward direction of the drawing. The switch is located below the array to be stored between the even numbered bit line pairs and the numbered bit line pairs greater by one, and the odd numbered bit line pairs and It is assumed that it is arranged above the storage cell array between the bit line pair numbered by 1 more.
【0036】書き込みのための電流を駆動する回路、す
なわち書込電流駆動回路12は、番号0を持つビット・
ライン対の外側にあり、番号0を持つビット・ライン上
にあって選択された記憶セルに0を書くか1を書くかに
よって、電流を送り出す信号線が決まり、他方の線から
は電流を吸い込むことになる。A circuit for driving a current for writing, that is, a write current driving circuit 12 is a bit
Outside the line pair, on the bit line with number 0, writing 0 or 1 to the selected storage cell determines the signal line that sends out the current, and draws the current from the other line. It will be.
【0037】この配置で、書き込み電流駆動回路から送
り出される電流は、偶数番号を持つビット・ライン対に
は上から下に流れ、奇数番号を持つビット・ライン対に
は下から上に流れることになる。書込電流駆動回路12
に吸い込まれる電流はその逆となる。With this arrangement, the current delivered from the write current drive circuit flows from top to bottom for even numbered bit line pairs and from bottom to top for odd numbered bit line pairs. Become. Write current drive circuit 12
The current drawn into is the opposite.
【0038】図2は、図1の記憶ブロック10のうち、
ビット・ラインペア接続部18を表した図である。K-1
番目のビット・ライン対及びK番目のビット・ライン対
がスイッチ部20bを介して接続されている。図2にお
いては、k−1番目のCビット・ライン14をCビット
・ライン14−1、k番目のCビット・ライン14をC
ビット・ライン14−2、k−1番目のTビット・ライ
ン15をTビット・ライン15−1、k番目のTビット
・ライン15をTビット・ライン15−2のように符号
付けして説明する。FIG. 2 shows a block diagram of the memory block 10 of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a bit line pair connection unit 18. K-1
The th bit line pair and the K th bit line pair are connected via the switch unit 20b. In FIG. 2, the k−1th C bit line 14 is the C bit line 14-1, and the kth C bit line 14 is the C bit line 14-1.
The bit line 14-2 and the (k-1) th T bit line 15 are coded as T bit line 15-1 and the kth T bit line 15 as T bit line 15-2. To do.
【0039】ワード・ライン26、16、28のうち、
ワード・ライン16に流れる電流と、ビット・ライン対
に流れる電流が交差するメモリ・セル22、24にデー
タが書き込まれる。Of the word lines 26, 16, 28,
Data is written to the memory cells 22 and 24 where the current flowing in the word line 16 and the current flowing in the bit line pair intersect.
【0040】偶数番号kを持つビット・ライン上にあっ
て選択された記憶セル22に0を書き、番号k−1を持
つビット・ライン上にあって選択された記憶セル24に
1を書くとする。Writing a 0 to the selected storage cell 22 on the bit line having an even number k and writing a 1 to the selected storage cell 24 on the bit line having the number k-1. To do.
【0041】この場合、偶数番号kを持つビット・ライ
ン上にあって選択された記憶セル20の属するビット・
ライン対のうちのCビット・ライン14−2に下向きに
電流を流しTビット・ライン15−2には上向きに電流
を流す必要があるので、このCビット・ラインには書込
電流駆動回路(図1の書込電流駆動回路12)から送り
出される電流を流す必要がある。In this case, the bit to which the selected memory cell 20 on the bit line having an even number k belongs
Since it is necessary to pass a current downward in the C bit line 14-2 and a current upward in the T bit line 15-2 of the line pair, a write current driving circuit ( It is necessary to pass the current sent from the write current drive circuit 12) of FIG.
【0042】一方、番号k−1を持つビット・ライン上
にあっては選択された記憶セル22の属するビット・ラ
イン対のうちのCビット・ライン14−1には上向きに
電流を流しTビット・ライン15−1には下向きに電流
を流す必要があるので、このCビット・ライン14−1
にも書き込み電流駆動回路32から送り出される電流が
流れる。On the other hand, on the bit line with the number k-1, the upward current is applied to the C bit line 14-1 of the bit line pair to which the selected memory cell 22 belongs, and T bit is applied. Since it is necessary to pass current downward in line 15-1, this C bit line 14-1
Also, the current sent from the write current drive circuit 32 flows.
【0043】従って、k-1番目のビット・ライン対と、k
番目のビット・ライン対との間のスイッチ20bは、C
ビット・ライン14−1(BLCK-1)とCビット・ラ
イン14−2(BLCk)とをつなぎTビット・ライン
15−1(BLTkー1)とTビットライン15−2(B
LTk)とをつなぐことになる。Therefore, the k-1th bit line pair and k
The switch 20b between the second bit line pair is C
The bit line 14-1 (BLCK-1) and the C bit line 14-2 (BLCK) are connected to each other, and the T bit line 15-1 (BLTk-1) and the T bit line 15-2 (B) are connected.
LTk) will be connected.
【0044】記憶セル22と記憶セル24に書き込むデ
ータの組み合わせは4通りしかないので、他の3通りの
場合も同様に考えると、記憶セル22と記憶セル24に
異なるデータを書き込む場合にはTビット・ライン同士
及びCビット・ライン同士をつなぎ、同じデータを書き
込む場合にはTビット・ラインとCビット・ラインをつ
なげばよいことがわかる。Since there are only four combinations of data to be written in the memory cells 22 and 24, considering the same in the other three cases, when different data are written to the memory cells 22 and 24, T It can be seen that the bit lines are connected to each other and the C bit lines are connected to each other, and when the same data is written, the T bit line and the C bit line are connected.
【0045】以上は奇数番号を持つビット・ライン対と
それより1大きい番号を持つビット・ライン対との間の
スイッチの場合であるが、偶数番号を持つビット・ライ
ン対とそれより1大きい番号を持つビット・ライン対と
の間のスイッチの場合も同様の制御でよいことがわか
る。The above is the case of the switch between the bit line pair having an odd number and the bit line pair having a number larger by 1 than that, but the bit line pair having an even number and a number larger by 1 than that. It will be understood that the same control can be applied to the switch between the bit line pair having the line.
【0046】図3は、本発明の他の実施の一形態である
記憶回路ブロック30の構成図である。図3における記
憶ブロック30においては、Cビット・ライン14及び
Tビット・ライン15の対については、終端を接続した
ループを一単位として構成されている。図3において
は、書込電流駆動回路12から見て0番目のビット・ラ
イン対と、K−1番目のビット・ライン対とK番目のビ
ット・ライン対とがスイッチ部36cを介して接続され
ているビット・ライン・ペア接続部40と、n−1番目
の最終段とが記載されている。途中を省略しつつCビッ
ト・ライン14及びTビット・ライン15の対をそれぞ
れ接続するスイッチ部36b又は36dも表されてい
る。FIG. 3 is a block diagram of a memory circuit block 30 which is another embodiment of the present invention. In the memory block 30 shown in FIG. 3, the pair of C bit line 14 and T bit line 15 is configured with a loop connecting terminations as one unit. In FIG. 3, the 0th bit line pair, the (K-1) th bit line pair, and the Kth bit line pair as seen from the write current drive circuit 12 are connected via the switch section 36c. The bit line pair connection section 40 and the (n-1) th final stage are described. The switch section 36b or 36d for connecting the pair of the C bit line 14 and the T bit line 15 respectively is also shown while omitting the middle.
【0047】なお、図3においても、図1と同様に、0
番目から番号を振っている。また、図3においても、図
1と同様に同時にデータが書き込まれるデータ・ビット
に対応する同一カラム・アドレスに属するビット線と記
憶セルの一部及び書込に関わる回路のみが明示されてい
る。It should be noted that, also in FIG. 3, as in FIG.
Numbering from th. Further, also in FIG. 3, as in FIG. 1, only the bit lines belonging to the same column address corresponding to the data bits to which data is simultaneously written, a part of the memory cell, and a circuit related to writing are shown.
【0048】書込電流駆動回路12の一端と0番目のC
ビット・ライン14又はTビット・ライン15とはスイ
ッチ部36aにより切り替え可能な状態で接続されてい
る。また、書込電流駆動回路12の他端とn−1番目の
Cビット・ライン14又はTビット・ライン15とは、
スイッチ部36eにより切り替え可能な状態で接続され
ている。One end of the write current drive circuit 12 and the 0th C
The bit line 14 or the T bit line 15 is connected in a switchable state by the switch section 36a. Further, the other end of the write current drive circuit 12 and the (n-1) th C bit line 14 or T bit line 15 are
The switches 36e are connected in a switchable state.
【0049】1番目からn−1番目のCビット・ライン
14及びTビット・ライン15の対については、終端を
接続したループを一単位として、Cビット・ライン14
及びTビット・ライン15の対同士がスイッチを介して
接続されている。With respect to the first to (n-1) th pairs of the C bit line 14 and the T bit line 15, the C bit line 14 is used as a unit with the loop connecting the terminations as one unit.
And T bit line 15 pairs are connected via switches.
【0050】また、最終段のビット・ライン対もスイッ
チ部36dに接続されているが、途中の接続状態は繰り
返しになるため図1と同じように省略されている。Further, the bit line pair at the final stage is also connected to the switch section 36d, but the connection state in the middle is repeated, so that it is omitted as in FIG.
【0051】かかる構成の下、図3における記憶ブロッ
ク30の動作を説明する。今、ワード・ライン16に電
流が流れるとすると、ワード・ラインと電流が流れるビ
ットライン対との交差する点にデータが書き込まれる。The operation of the storage block 30 in FIG. 3 under the above structure will be described. If current flows through the word line 16, data is written at the intersection of the word line and the bit line pair through which current flows.
【0052】ビット・ライン対は下端でT側とC側が接
続されているので、Tビット・ライン15から電流が流
れ込み、Cビット・ライン14から電流が流れ出ていく
場合に、選択された記憶セルに1が書かれ、その逆の場
合に0が書かれる。Since the T side and the C side are connected at the lower end of the bit line pair, when the current flows in from the T bit line 15 and the current flows out from the C bit line 14, the selected memory cell is selected. Is written to 1 and vice versa.
【0053】ここで、番号k−1を持つビット・ライン
対と番号kを持つビット・ライン対との間のスイッチ部
36cをスイッチSWkと呼び、書き込み電流駆動回路
と番号0を持つビット・ライン対との間のスイッチ部3
6aをSW0、番号n−1を持つビット・ライン対と書
込電流駆動回路12との間のスイッチ部36dをSWn
と呼ぶことにする。Here, the switch section 36c between the bit line pair having the number k-1 and the bit line pair having the number k is referred to as a switch SWk, and the write current drive circuit and the bit line having the number 0. Switch part 3 between the pair
6a is SW0, and the switch unit 36d between the bit line pair having the number n-1 and the write current drive circuit 12 is SWn.
I will call it.
【0054】書込電流駆動回路12はどのようなデータ
を書く場合も、下側の端子から電流を送り出し、上側の
端子から電流を吸い込むとする。以上の設定の下で、ス
イッチ部36a(SW0)をどちらに倒すかは、番号0を
持つビット・ライン上にあって選択されている記憶セル
に0を書くか1を書くかによって決まる。It is assumed that the write current drive circuit 12 sends out current from the lower terminal and absorbs current from the upper terminal in writing any data. Under the above settings, which of the switch parts 36a (SW0) is turned on depends on whether 0 or 1 is written in the selected memory cell on the bit line having the number 0.
【0055】スイッチ部36c(SWk)の制御は番号
k−1を持つビット・ライン上にあって選択されている
記憶セルに書き込むデータと番号kを持つビット・ライ
ン上にあって選択されている記憶セルに書き込むデータ
とによって決まる。The control of the switch unit 36c (SWk) is selected on the bit line having the number k-1 and the data to be written in the selected memory cell and the bit line having the number k. It depends on the data to be written in the memory cell.
【0056】また、スイッチ部36e(SWn)をどち
らに倒すかは、番号nを持つビット・ライン上にあって
選択されている記憶セルに0を書くか1を書くかによっ
て決まる。このように、書き込むべきデータによって、
各スイッチを制御することになる。Further, which of the switch units 36e (SWn) is turned on depends on whether 0 or 1 is written in the selected memory cell on the bit line having the number n. Thus, depending on the data to be written,
Each switch will be controlled.
【0057】図4は、図3の記憶ブロック30のうち、
K-1番目のビット・ライン対及びK番目のビット・ライン
対との接続を示すビット・ライン・ペア接続部40を表
した図である。FIG. 4 is a block diagram of the memory block 30 of FIG.
It is a figure showing the bit line pair connection part 40 which shows the connection with the (K-1) th bit line pair and the Kth bit line pair.
【0058】図4においては、k−1番目のCビット・
ライン14をCビット・ライン14−1、k番目のCビ
ット・ライン14をCビット・ライン14−2、k−1
番目のTビット・ライン15をTビット・ライン15−
1、k番目のTビット・ライン15をTビット・ライン
15−2のように符号付けして説明する。In FIG. 4, the k-1th C bit
The line 14 is a C bit line 14-1, and the kth C bit line 14 is a C bit line 14-2, k-1.
Th T-bit line 15 to T-bit line 15-
The first and kth T-bit lines 15 will be described as T-bit lines 15-2.
【0059】番号kを持つビット・ライン上にあって選
択されている記憶セルに0を書き込み、番号k−1を持
つビット・ライン上にあって選択されている記憶セルに
1を書き込む場合を考える。When 0 is written in the selected memory cell on the bit line having the number k and 1 is written in the selected memory cell on the bit line having the number k−1. Think
【0060】番号kを持つビット・ライン上にあって選
択されいる記憶セルに0を書き込むことから、番号kを
持つビット・ライン対ではCビット・ライン14−2か
ら電流が流れ込み、Tビット・ライン15−2から電流
が流れ出なければならない。Since 0 is written in the selected memory cell on the bit line having the number k, a current flows from the C bit line 14-2 in the bit line pair having the number k, and T bit. Current must flow out of line 15-2.
【0061】電流は番号の若いビット・ライン対の方か
ら流れてくるので、スイッチ部36c(SWk)ではC
ビット・ライン14−2(BLCk)がTビット・ライ
ン15−1(BLTk-1)かCビット・ライン14−1
(BLCk-1)につながらなければならない。Since the current flows from the bit line pair with the smallest number, the switch unit 36c (SWk) outputs C
Bit line 14-2 (BLCk) is T bit line 15-1 (BLTk-1) or C bit line 14-1
You have to connect to (BLCk-1).
【0062】一方、番号k-1を持つビット・ライン上に
あって選択されている記憶セルに1を書き込むことか
ら、番号k-1を持つビット・ライン対ではT側のビット
・ラインから電流が流れ込み、C側のビット・ラインに
電流が流れ出なければならない。On the other hand, since 1 is written in the selected memory cell on the bit line having the number k-1, the current from the bit line on the T side in the bit line pair having the number k-1. Must flow in and current must flow in the bit line on the C side.
【0063】以上から、スイッチ部36c(SWk)
は、Cビット・ライン14−1(BLCk-1)とCビッ
ト・ライン14−2(BLCk)をつなぎ、Tビット・
ライン15−1(BLTkー1)はTビット・ライン15
−2(BLTk)ともCビット・ライン14−2(BL
Ck)ともつながないことになる。From the above, the switch section 36c (SWk)
Connects C-bit line 14-1 (BLCk-1) and C-bit line 14-2 (BLCk) to T-bit.
Line 15-1 (BLTk-1) is T bit line 15
-2 (BLTk) and C bit line 14-2 (BL
Ck) has nothing to do with it.
【0064】図5は、図1におけるスイッチ部20a、
20b及び20cの具体回路図の例である。図1におい
ては、スイッチの接続の仕方は、隣り合う記憶セルに同
じデータを書くか、異なるデータを書くかによって決ま
る。従って、スイッチの制御回路は隣り合うデータビッ
トを入力とする一致回路(EXNOR)か、反一致回路
(EXOR)を用いて構成できることになる。FIG. 5 shows the switch section 20a in FIG.
It is an example of a specific circuit diagram of 20b and 20c. In FIG. 1, how to connect the switches depends on whether the same data or different data is written in the adjacent memory cells. Therefore, the control circuit of the switch can be configured using the coincidence circuit (EXNOR) or the anti-coincidence circuit (EXOR) which inputs adjacent data bits.
【0065】図5に示されたスイッチの具体回路は、排
他的論理和回路510と否定回路520とを含むスイッ
チ回路用制御回路505と、MOSFET530乃至5
60を含むスイッチ回路525とで構成されている。The specific circuit of the switch shown in FIG. 5 is a switch circuit control circuit 505 including an exclusive OR circuit 510 and a NOT circuit 520, and MOSFETs 530 to 530.
And a switch circuit 525 including 60.
【0066】以下、図5のスイッチは、図1及び図2に
おけるスイッチ部20bであるものとし、図2に示した
ビット・ラインと同じ符号のものは同じものとして説明
する。Hereinafter, the switch of FIG. 5 is assumed to be the switch unit 20b of FIGS. 1 and 2, and the same reference numerals as those of the bit lines shown in FIG. 2 will be described.
【0067】スイッチ部20bは、k−1番目のデータ
入力500及びk番目データ入力502の2入力排他的
論理和回路と、排他的論理和回路の出力に接続され、当
該出力を反転させる否定回路520と、排他的論理和回
路510の出力をゲート入力としてCビット・ライン1
4−1と14−2とを接続するNMOSFET540及
びTビット・ライン15−1と15−2とを接続するN
MOSFET550と、否定回路520の出力をゲート
入力としてCビット・ライン14−1とTビットライン
15−2とを接続するNMOSFET530及びTビッ
ト・ライン15−1とCビット・ライン14−2とを接
続するNMOSFET560によって構成される。The switch unit 20b is connected to the two-input exclusive OR circuit of the k−1th data input 500 and the kth data input 502 and the output of the exclusive OR circuit, and a NOT circuit for inverting the output. 520 and the output of the exclusive OR circuit 510 as a gate input to the C bit line 1
NMOSFET 540 connecting 4-1 and 14-2 and N connecting T bit lines 15-1 and 15-2.
The MOSFET 550 and the NMOSFET 530 connecting the C bit line 14-1 and the T bit line 15-2 with the output of the NOT circuit 520 as a gate input and the T bit line 15-1 and the C bit line 14-2 are connected. The NMOSFET 560 is configured to operate.
【0068】データ入力500とデータ入力502とが
一致している場合、排他的論理和回路の出力はLである
ため否定回路520の出力がHとなる。よってこの場合
には、Cビット・ライン14−1とTビット・ライン1
5−2とが接続され、Cビット・ライン14−2とTビ
ット・ライン15−1とが接続される。When the data input 500 and the data input 502 match, the output of the exclusive OR circuit is L, and the output of the NOT circuit 520 is H. Therefore, in this case, C bit line 14-1 and T bit line 1
5-2 is connected, and C bit line 14-2 and T bit line 15-1 are connected.
【0069】その結果、図1におけるCビット・ライン
14−1と14−2は電流の向きが同じになる。As a result, the C bit lines 14-1 and 14-2 in FIG. 1 have the same current direction.
【0070】このように、スイッチ回路制御回路505
によって、書き込むデータ次第でビット・ラインの接続
状態を制御することができる。In this way, the switch circuit control circuit 505
The bit line connection state can be controlled depending on the data to be written.
【0071】記憶セル22と記憶セル24とに書き込む
データの組み合わせは4通りしかないので、他の3通り
の場合も同様に考えると、記憶セル22と記憶セル24
に異なるデータを書き込む場合にはTビット・ライン同
士及びCビット・ライン同士をつなぎ、同じデータを書
き込む場合にはTビット・ラインとCビット・ラインを
つなげばよいことがわかる。Since there are only four combinations of data to be written in the memory cells 22 and 24, the memory cells 22 and 24 can be similarly considered in the other three cases.
It can be seen that when writing different data to the T bit line, the T bit line and the C bit line are connected, and when writing the same data, the T bit line and the C bit line are connected.
【0072】このことは、奇数番号を持つビット・ライ
ン対とそれより1大きい番号を持つビット・ライン対と
の間のスイッチの場合であるが、偶数番号を持つビット
・ライン対とそれより1大きい番号を持つビット・ライ
ン対との間のスイッチの場合も同様の制御でよい。This is the case for a switch between a bit line pair with an odd number and a bit line pair with a number one higher than that, but with a bit line pair with an even number and one more than that. Similar control may be applied to switches between bit line pairs having a large number.
【0073】なお、スイッチは集積回路においては実際
にはMOSトランジスタ等で構成されている。また、他
のビット・ライン・ペア接続部についても、スイッチ回
路部20bに限らず、スイッチ部20a、スイッチ部2
0cを実現する回路例は図5に示したもので実現可能で
ある。In the integrated circuit, the switch is actually composed of a MOS transistor or the like. Further, the other bit line pair connecting portions are not limited to the switch circuit portion 20b, but the switch portion 20a and the switch portion 2
A circuit example for realizing 0c can be realized by the one shown in FIG.
【0074】図6は、図2におけるスイッチ部36b、
36c及び36dの具体回路図の例である。図2におい
ては、スイッチの両側のビット・ライン対に属する選択
された記憶セルに書き込むデータの組み合わせで決ま
り、2ビットのデータをデコードする形になる。FIG. 6 shows the switch section 36b in FIG.
It is an example of a concrete circuit diagram of 36c and 36d. In FIG. 2, the combination of data to be written to the selected memory cells belonging to the bit line pair on both sides of the switch determines the 2-bit data.
【0075】図6に示されたスイッチ部の具体回路は、
否定回路604、606及び、論理積回路608乃至6
14とを含むスイッチ回路用制御回路603と、MOS
FET630乃至660を含むスイッチ回路625とで
構成されている。The specific circuit of the switch section shown in FIG.
NOT circuits 604, 606 and AND circuits 608 to 6
Switch circuit control circuit 603 including 14 and MOS
The switch circuit 625 includes the FETs 630 to 660.
【0076】以下、図6のスイッチは、図3及び図4に
おけるスイッチ部36cであるものとし、図4に示した
ビット・ラインと同じ符号のものは同じものとして説明
する。Hereinafter, the switch of FIG. 6 is assumed to be the switch unit 36c in FIGS. 3 and 4, and the same reference numerals as those of the bit lines shown in FIG. 4 are the same.
【0077】スイッチ部36cは、k−1番目のデータ
入力600及びk番目データ入力602を入力として、
これらの入力をそれぞれ反転させる否定回路604、6
06と、データ入力600、602又は、否定回路60
4、606によって反転された入力信号のいずれか二つ
の信号を入力とする論理積回路608乃至614と、論
理積回路608の出力をゲート入力としてCビット・ラ
イン14−1とTビット・ライン15−2とを接続する
NMOSFET630と、論理積回路610の出力をゲ
ート入力としてCビット・ライン14−1とCビット・
ライン14−2とを接続するNMOSFET640と、
論理積回路612の出力をゲート入力としてTビット・
ライン15−1とTビット・ライン15−2とを接続す
るNMOSFET650と、論理積回路614の出力を
ゲート入力としてTビット・ライン15−1とCビット
・ライン14−2とを接続するNMOSFET660と
で構成される。The switch section 36c receives the k-1th data input 600 and the kth data input 602 as inputs.
NOT circuits 604 and 6 for respectively inverting these inputs
06 and the data input 600, 602 or the negation circuit 60
4 and 606, AND circuits 608 to 614 which receive any two of the input signals inverted, and C bit line 14-1 and T bit line 15 with the output of AND circuit 608 as the gate input. -2 and an NMOSFET 630 for connecting the C-bit line 14-1 and the C-bit line 14-1 with the output of the AND circuit 610 as a gate input.
An NMOSFET 640 connecting the line 14-2,
With the output of the AND circuit 612 as the gate input, T bits
An NMOSFET 650 connecting the line 15-1 and the T bit line 15-2, and an NMOSFET 660 connecting the T bit line 15-1 and the C bit line 14-2 with the output of the AND circuit 614 as a gate input. Composed of.
【0078】なお、このスイッチ部は、データのデコー
ダとして機能しており、否定回路604及び606の出
力は他のデータに関するデコーダと接続されている(図
示せず)。The switch section functions as a data decoder, and the outputs of the NOT circuits 604 and 606 are connected to decoders for other data (not shown).
【0079】かかるスイッチ部36cの動作を説明す
る。データ入力600及び602がいずれもLの場合に
は、論理積回路614の出力がHとなってNMOSFE
T660がオンとなり、いずれもHの場合には論理積回
路608の出力がHとなってNMOSFET630がオ
ンとなる。The operation of the switch section 36c will be described. When both data inputs 600 and 602 are L, the output of the AND circuit 614 becomes H and the NMOSFE
When T660 is turned on and both are H, the output of the AND circuit 608 becomes H and the NMOSFET 630 is turned on.
【0080】一方、データ入力600がHでデータ入力
602がLの場合には、論理積回路610がHとなって
NMOSFET640がオンとなり、逆の場合には、論
理積回路612の出力がHとなってNMOSFET65
0がオンとなる。このようにして各データの組合せによ
り、ビット・ライン対の接続が決まっていくことにな
る。On the other hand, when the data input 600 is H and the data input 602 is L, the AND circuit 610 is H and the NMOSFET 640 is ON, and in the opposite case, the output of the AND circuit 612 is H. Become NMOSFET 65
0 turns on. In this way, the combination of each data determines the connection of the bit line pair.
【0081】なお、スイッチは集積回路においては実際
にはMOSトランジスタ等で構成されている。In the integrated circuit, the switch is actually composed of a MOS transistor or the like.
【0082】また、スイッチ部36cに限らずスイッチ
部36b、36dの各回路を実現する回路例は図6に示
したものでよい。A circuit example for realizing each circuit of the switch units 36b and 36d, not limited to the switch unit 36c, may be that shown in FIG.
【0083】以上のとおり、ビット・ライン対を直列に
接続している実施の形態においては、電流駆動で書込を
行うnビット構成の記憶装置の場合、書込電流がn分の
1まで減らすことができる。As described above, in the embodiment in which the bit line pairs are connected in series, the write current is reduced to 1 / n in the case of the memory device having the n-bit structure in which the writing is performed by the current drive. be able to.
【0084】なお、本発明を実施の形態に基づいて具体
的に説明してきたが、本発明は、これらの具体例に何ら
限定されるものではない。例えば、直列接続ひとつとっ
ても接続の方法にはいろいろな変化があり得る。また、
何ビット分のビット・ライン対を直列接続するかについ
ても様々な選択・変形があり得る。Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to these specific examples. For example, even with one series connection, there may be various changes in the connection method. Also,
There may be various choices and modifications regarding how many bit line pairs are connected in series.
【0085】例えば、直列接続するビット・ライン対の
数は、記憶装置全体として書き込みに許容される最大電
流値や、ビット・ライン対とスイッチの抵抗値や、要求
される書き込み速さや、記憶セルアレイの構成等によっ
て決めることができる。また、1ワード64ビット構成
の記憶装置の場合に16ビット分のビット・ラインを直
接接続し、ライトのためのビット・ライン駆動回路を4
個設ける等の変形も可能である。For example, the number of bit line pairs connected in series is the maximum current value allowed for writing in the entire memory device, the resistance value of the bit line pair and the switch, the required writing speed, and the memory cell array. It can be determined by the configuration, etc. Further, in the case of a memory device having a structure of 1 word 64 bits, a bit line for 16 bits is directly connected, and a bit line driving circuit for writing is 4
Modifications such as providing individual pieces are also possible.
【0086】なお、上記の図では、MTJを記憶素子と
するツイン・セルを例として説明しているが、本発明の
記憶回路ブロック及び記憶方法においては、そのような
ツイン・セルや複数の記憶素子を有する記憶セルに限定
されない。要するに、一つの記憶セルに2本以上のライ
ト用ビット・ラインがあり、それぞれの電流を制御でき
ればどのような電流駆動型セルにも適用が可能である。
従って、特に特許請求の範囲の解釈においては、すべて
の請求項に記載した発明がツイン・セルに限定して解釈
されるべきものではないのはもちろんである。In the above figures, a twin cell having MTJ as a memory element is described as an example. However, in the memory circuit block and the memory method of the present invention, such a twin cell and a plurality of memory cells are used. It is not limited to a memory cell including an element. In short, one memory cell has two or more write bit lines, and each current drive type cell can be applied as long as each current can be controlled.
Therefore, it is needless to say that the invention described in all the claims should not be limited to the twin cell in the interpretation of the claims.
【図1】 本発明に係る記憶ブロック10の構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of a storage block 10 according to the present invention.
【図2】 ビット・ライン・ペア接続部18を表した図
である。FIG. 2 is a diagram showing a bit line pair connection unit 18.
【図3】 本発明に係る記憶ブロックの他の実施例であ
る記憶ブロック30の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a storage block 30 which is another embodiment of the storage block according to the present invention.
【図4】 ビット・ライン・ペア接続部40を表した図
である。FIG. 4 is a diagram showing a bit line pair connection unit 40.
【図5】 スイッチ回路の具体回路図である。FIG. 5 is a specific circuit diagram of a switch circuit.
【図6】 スイッチ回路の具体回路図である。FIG. 6 is a specific circuit diagram of a switch circuit.
【図7】 従来のメモリ・セルの側面図である。FIG. 7 is a side view of a conventional memory cell.
【図8】 従来のツイン・セルの回路構成図である。FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a conventional twin cell.
【図9】 従来のツイン・セルの記憶ブロックの構成図
である。FIG. 9 is a configuration diagram of a storage block of a conventional twin cell.
10 記憶ブロック 12 書込電流駆動回路 14、15 ビット・ライン 16 ワード・ライン 18 ビット・ライン対(ペア)接続部 20a、20b、20c スイッチ部 22、24 記憶セル 26、28 ワード・ライン 30 記憶ブロック 36a、36b、36c、36d、36e スイッチ部 40 ビット・ライン対(ペア)接続部 500、502 データ入力 505 スイッチ回路用制御回路 525 スイッチ回路 530〜560 MOSFETスイッチ 600、602 データ入力 603 スイッチ回路用制御回路 625 スイッチ回路 630〜660 MOSFETスイッチ 700 メモリ・セル 713 第2の配線構造体 716 書込ワード・ライン 717 第1の配線構造体 718、718’ スイッチング素子(MOSFET) 720 読出ワード・ライン 722 自由強磁性層 724 トンネルバリアー 726 固定磁性層 728、728’ 記憶素子(MTJ素子) 730 絶縁領域 744、744’ ビット・ライン 800 ツイン・セル 910 書込電流駆動回路 10 memory blocks 12 Write current drive circuit 14 and 15 bit lines 16 word line 18-bit line pair connection 20a, 20b, 20c switch section 22, 24 memory cells 26, 28 word lines 30 memory blocks 36a, 36b, 36c, 36d, 36e switch section 40-bit line pair connection 500,502 Data input Control circuit for 505 switch circuit 525 switch circuit 530-560 MOSFET switch 600,602 data input 603 Control circuit for switch circuit 625 switch circuit 630-660 MOSFET switch 700 memory cells 713 Second wiring structure 716 write word line 717 First wiring structure 718, 718 'Switching element (MOSFET) 720 read word line 722 free ferromagnetic layer 724 tunnel barrier 726 pinned magnetic layer 728, 728 'Storage element (MTJ element) 730 insulation area 744, 744 'bit lines 800 twin cells 910 write current drive circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮武 久忠 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 (72)発明者 野田 紘憙 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 (72)発明者 梅崎 宏 神奈川県藤沢市桐原町1番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 浅野 秀夫 神奈川県藤沢市桐原町1番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内 (72)発明者 砂永 登志男 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 (72)発明者 北村 恒二 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 Fターム(参考) 5F083 FZ10 GA05 GA12 KA05 LA10 LA14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hisadamu Miyatake 800 Miyake, Yasu-cho, Yasu-gun, Shiga Prefecture Japan IBM Corporation Yasu Business In-house (72) Inventor Hiroaki Noda 800 Miyake, Yasu-cho, Yasu-gun, Shiga Prefecture Japan IBM Corporation Yasu Business In-house (72) Inventor Hiroshi Umezaki 1 Kirihara Town, Fujisawa City, Kanagawa Japan Eye BM Corporation Fujisawa Office (72) Inventor Hideo Asano 1 Kirihara Town, Fujisawa City, Kanagawa Japan Eye BM Corporation Fujisawa Office (72) Inventor Toshio Sunaga 800 Miyake, Yasu-cho, Yasu-gun, Shiga Prefecture Japan IBM Corporation Yasu Business In-house (72) Inventor Tsuneji Kitamura 800 Miyake, Yasu-cho, Yasu-gun, Shiga Prefecture Japan IBM Corporation Yasu Business In-house F term (reference) 5F083 FZ10 GA05 GA12 KA05 LA10 LA14
Claims (17)
インとを含む複数のビット・ライン対と、 前記ビット・ライン対に流れる電流の向きに応じて情報
を記憶する複数の記憶セルと、 前記ビット・ライン対の少なくとも一つに接続され、前
記第1のビット・ラインと前記第2のビット・ラインと
に互いに逆向きの電流を流す少なくとも一つの電流駆動
源と、 ビット・ライン対とビット・ライン対とを接続する少な
くとも一つのスイッチ回路と、 前記記憶セルに記憶させる情報に応じて前記スイッチ回
路の接続状態を制御する制御回路とを含む記憶回路ブロ
ック。1. A plurality of bit line pairs including a first bit line and a second bit line, and a plurality of storage cells for storing information according to directions of currents flowing through the bit line pairs. And at least one current drive source connected to at least one of the pair of bit lines, for supplying currents in opposite directions to the first bit line and the second bit line, and the bit line. A memory circuit block including at least one switch circuit that connects a pair and a bit line pair, and a control circuit that controls a connection state of the switch circuit according to information stored in the memory cell.
ット・ラインに流れる電流によって生成される磁界の向
きに応じて磁化の向きが決定される強磁性体の層を含む
記憶素子である請求項1記載の記憶回路ブロック。2. The storage element included in the storage cell is a storage element including a ferromagnetic layer whose magnetization direction is determined according to the direction of a magnetic field generated by a current flowing in each bit line. The memory circuit block according to claim 1.
unction)素子である請求項2記載の記憶回路ブロック。3. The storage element is an MTJ (Magnetic Tunnel J
The memory circuit block according to claim 2, which is a unction element.
TJ素子の対を含むツイン・セルである請求項3記載の
記憶回路ブロック。4. The storage cell has two Ms per bit.
The memory circuit block according to claim 3, which is a twin cell including a pair of TJ elements.
インとを含む複数のビット・ライン対と、 前記ビット・ライン対に流れる電流の向きに応じて情報
を記憶する複数の記憶セルと、 前記ビット・ライン対の少なくとも一つに接続され、前
記第1のビット・ラインと前記第2のビット・ラインと
に互いに逆向きの電流を流す少なくとも一つの電流駆動
源と、 ビット・ライン対とビット・ライン対とを接続する少な
くとも一つのスイッチ回路と、 前記記憶セルに記憶させる情報に応じて前記スイッチ回
路の接続状態を制御する制御回路とを含み、 一のビット・ライン対と他の一のビット・ライン対とを
接続するスイッチ回路が、接続されるビット・ライン対
の接続について、第1のビット・ライン同士及び第2の
ビット・ライン同士を直列に接続するか又は第1のビッ
ト・ラインと第2のビット・ラインを互いに直列に接続
するスイッチ回路である、 記憶回路ブロック。5. A plurality of bit line pairs including a first bit line and a second bit line, and a plurality of storage cells for storing information according to directions of currents flowing through the bit line pairs. And at least one current drive source connected to at least one of the pair of bit lines, for supplying currents in opposite directions to the first bit line and the second bit line, and the bit line. A bit line pair and at least one switch circuit that connects the pair to the bit line pair; and a control circuit that controls the connection state of the switch circuit according to the information stored in the memory cell. A switch circuit for connecting the first bit line pair and the second bit line pair for connecting the bit line pair to each other. Either connected to or to the first bit line and a switch circuit for connecting the second bit line in series with each other, the memory circuit block.
列接続した最終段のビット・ライン対における第1のビ
ット・ラインと第2のビット・ラインの終端を接続し、
電流経路を前記電流駆動源に対してループ状に構成した
請求項5記載の記憶回路ブロック。6. A first bit line and a second bit line of a bit line pair at the final stage in which the bit line pair is connected in series by a switch circuit are connected to each other,
The memory circuit block according to claim 5, wherein the current path is configured in a loop with respect to the current drive source.
ット・ラインに流れる電流によって生成される磁界の向
きに応じて磁化の向きが決定される強磁性体の層を含む
記憶素子である請求項5又は請求項6記載の記憶回路ブ
ロック。7. The storage element included in the storage cell is a storage element including a ferromagnetic layer in which a direction of magnetization is determined according to a direction of a magnetic field generated by a current flowing in each bit line. The memory circuit block according to claim 5 or 6.
unction)素子である請求項7記載の記憶回路ブロック。8. The storage element is an MTJ (Magnetic Tunnel J).
8. The memory circuit block according to claim 7, which is a unction element.
TJ素子の対を含むツイン・セルである請求項8記載の
記憶回路ブロック。9. The storage cell comprises two Ms per bit.
9. The memory circuit block according to claim 8, which is a twin cell including a pair of TJ elements.
じて記憶セルに情報を記憶する記憶回路ブロックであっ
て、 第1のビット・ラインと第2のビット・ラインとの終端
同士が接続された複数のビット・ライン対と、 前記複数のビット・ライン対に電流を流す電流駆動源
と、 一のビット・ライン対と他の一のビット・ライン対とを
接続するスイッチ回路が、接続されるビット・ライン対
において、第1のビット・ライン同士及び第2のビット
・ライン同士を直列に接続するか又は第1のビット・ラ
インと第2のビット・ラインを互いに直列に接続する第
1のスイッチ回路と、 スイッチ回路を介して直列に接続されたビット・ライン
対の両端が電流駆動源に対してループを構成するように
接続する第2及び第3のスイッチ回路と、 前記第1、第2及び第3のスイッチ回路の接続状態を、
記憶セルに記憶させる情報に応じて制御する制御回路と
を含む、 記憶回路ブロック。10. A memory circuit block for storing information in a memory cell according to the direction of a current flowing through a bit line, wherein ends of a first bit line and a second bit line are connected to each other. A plurality of bit line pairs, a current drive source for supplying a current to the plurality of bit line pairs, and a switch circuit for connecting one bit line pair and another one bit line pair are connected. A first bit line and a second bit line in series, or a first bit line and a second bit line in series in a pair of bit lines Switch circuit, and second and third switch circuits in which both ends of a bit line pair connected in series via the switch circuit are connected to a current driving source so as to form a loop, , The connection state of the second and third switch circuits,
A memory circuit block including a control circuit that controls according to information stored in a memory cell.
ビット・ラインに流れる電流によって生成される磁界の
向きに応じて磁化の向きが決定される強磁性体の層を含
む記憶素子である請求項10記載の記憶回路ブロック。11. A storage element included in the storage cell includes a ferromagnetic layer whose magnetization direction is determined according to the direction of a magnetic field generated by a current flowing through each bit line. The memory circuit block according to claim 10.
Junction)素子である請求項11記載の記憶回路ブロッ
ク。12. The storage element is an MTJ (Magnetic Tunnel).
The memory circuit block according to claim 11, which is a junction element.
MTJ素子の対を含むツイン・セルである請求項12記
載の記憶回路ブロック。13. The memory circuit block according to claim 12, wherein said memory cell is a twin cell including two pairs of MTJ elements per bit.
ラインとを含む複数のビット・ライン対の少なくとも一
つに接続され、前記第1のビット・ラインと前記第2の
ビット・ラインとに互いに逆向きの電流を流す少なくと
も一つの電流駆動源と、 ビット・ライン対を接続するスイッチ回路とスイッチ回
路を制御するスイッチ回路制御回路とを含む記憶回路ブ
ロックによって、前記ビット・ライン対に流れる電流の
向きに応じて情報が記憶される複数の記憶セルに対して
情報を記憶する方法であって、 記憶セルを選択するステップと、 選択された前記記憶セルに記憶させる情報に応じてスイ
ッチ回路の接続状態を制御するステップと、 スイッチ回路が、ビット・ライン対とビット・ライン対
とを接続するステップと、 電流駆動源と接続された第1のビット・ライン及び第2
のビット・ラインに対して電流が逆向きに流れるように
電流駆動源が電流を流すステップと、 を含む記憶セルに情報を記憶する方法。14. A first bit line and a second bit line.
At least one current drive source connected to at least one of a plurality of bit line pairs including a line, and supplying currents in opposite directions to the first bit line and the second bit line. A storage circuit block including a switch circuit that connects the bit line pair and a switch circuit control circuit that controls the switch circuit causes a plurality of storage cells in which information is stored according to the direction of the current flowing through the bit line pair. A method of storing information to a memory cell, the method comprising: selecting a memory cell; controlling the connection state of a switch circuit according to the information to be stored in the selected memory cell; Connecting the pair and the bit line pair, a first bit line and a second bit line connected to the current drive source
A current source causes a current to flow in the opposite direction to the bit line of, and storing information in a memory cell comprising :.
ビット・ラインに流れる電流によって生成される磁界の
向きに応じて磁化の向きが決定される強磁性体の層を含
む記憶素子である請求項14記載の方法。15. The storage element included in the storage cell is a storage element including a ferromagnetic layer whose magnetization direction is determined according to the direction of a magnetic field generated by a current flowing in each bit line. The method according to claim 14.
Junction)素子である請求項15記載の方法。16. The storage element is an MTJ (Magnetic Tunnel).
16. The method according to claim 15, which is a junction device.
MTJ素子の対を含むツイン・セルである請求項16記
載の方法。17. The method of claim 16 wherein said storage cell is a twin cell containing two MTJ element pairs per bit.
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