[發明專利]磁場輔助的存儲器操作

有效

• 申請號: 201580045595.5
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN106605268B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: H.奈米;S-L.L.盧;S.托米施馬
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G11C11/16
• 分類號: G11C11/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李雪娜;杜荔南

在一個實施例中，諸如自旋轉移力矩（STT）隨機存取存儲器（RAM）之類的磁阻隨機存取存儲器（MRAM）例如具有位單元的子陣列和位于鄰近子陣列的電磁體。引導磁場通過第一子陣列的位單元的鐵磁器件以輔助將子陣列的位單元的狀態從第一狀態改變到第二狀態，其中位單元的鐵磁器件從平行和反平行極化中的一個改變到平行和反平行極化中的另一個。相應地，在來自電磁體的輔助下，子陣列的內容可以容易地被預置或擦除成平行或反平行狀態中的一個。在正常寫入操作期間，到所述另一狀態的位被寫入。本文描述了其它方面。

技術領域

本發明的某些實施例一般涉及非易失性存儲器。

背景技術

自旋轉移力矩隨機存取存儲器（STTRAM）是磁阻隨機存取存儲器（MRAM）的類型，其是非易失性的并且典型地用于存儲器電路，諸如高速緩存、存儲器、次級儲存器和其它存儲器應用。STTRAM存儲器通常可以以降低的功率水平操作并且與其它存儲器類型相比可能不太昂貴。

STTRAM存儲器所遭遇的一個問題在于，對STTRAM存儲器的寫入操作可能相對長，如相比于讀取操作那樣，從而不利地影響STTRAM存儲器的性能。減少針對STTRAM存儲器的寫入時間的一個方案已經是降低存儲器的持久性，也就是說，每一個位單元可靠地維持其邏輯狀態的時間的長度。

其它技術針對改進STTRAM存儲器的效率。一個這樣的技術檢測單元何時被切換并且終止針對該單元的寫入操作以減小流過鐵磁器件的過剩電流。

另一類型的非易失性存儲器是閃速存儲器，其中位單元包括NAND門。閃速存儲器通常具有兩個操作模式，其中擦除整個子陣列的擦除模式和其中然后可以如所需要的那樣設置位的設置模式。

附圖說明

通過示例的方式而不是通過限制的方式在附圖的各圖中圖示本公開的實施例，其中相同的參考標號是指類似的元件。

圖1A描繪了圖示依照本公開的實施例的系統的所選方面的高級框圖。

圖1B描繪了依照本公開的實施例的STTRAM存儲器的基本架構。

圖1C-1F描繪了圖1B的STTRAM存儲器的位單元的鐵磁層的各種極化。

圖2A-2B描繪了典型的一個晶體管一個寄存器（1T1R）器件的示意圖，其示出位線（BL）、字線（WL）和源線（SL）。

圖3是描繪了用于圖2A-2B的一個晶體管一個寄存器（1T1R）器件的讀取和寫入電壓的圖表。

圖4A是依照本公開的實施例的引導磁場通過圖1B的STTRAM存儲器的位單元的子陣列的鐵磁層的示意性表示。在該圖中，箭頭表示如以下所解釋的“自由層”的極化。

圖4B是依照本公開的實施例的布置在圖1B的STTRAM存儲器的位單元的子陣列之上以用于引導磁場通過位單元的子陣列的線圈的示意性表示。

圖5A是依照本公開的實施例的引導磁場通過圖1B的STTRAM存儲器的位單元的子陣列的鐵磁層的可替換實施例的示意性表示。同樣地，在該圖中，箭頭表示如以下所解釋的“自由層”的極化。

圖5B是圖5A的磁場和自由鐵磁層的子陣列的截面視圖的示意性表示。

圖5C是依照本公開的實施例的布置在圖1B的STTRAM存儲器的位單元的子陣列之上以用于引導磁場通過位單元的子陣列的線圈的可替換實施例的示意性表示。

圖5D是圖5C的線圈的可替換實施例的示意性表示。

圖6A是為對圖1B的STTRAM存儲器的位單元的數據寫入做準備的對寫入數據的轉換的示意性表示。

圖6B是為對圖1B的STTRAM存儲器的位單元的數據寫入做準備的經轉換的寫入數據的呈現的示意性表示。