[發明專利]共享位線MRAM的系統和方法

有效

• 申請號: 201580065136.3
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN107004437B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: X·朱;X·李;S·H·康
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G11C7/18
• 分類號: G11C7/18;G11C11/16;H01L27/22
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳煒;袁逸

一種STT磁性存儲器，其包括毗鄰列的STT磁性存儲器元件，這些STT磁性存儲器元件具有頂部電極和底部電極。共享位線耦合到至少兩個毗鄰列中的STT磁性存儲器元件的頂部電極。毗鄰列中的一列中的STT磁性存儲器元件的底部電極選擇性地耦合到一條源線，并且毗鄰列之中的另一列中的STT磁性存儲器元件的底部電極選擇性地耦合到另一條源線。

公開領域

本公開的技術領域涉及磁阻式存儲器，尤其涉及對隨機存取存儲器(RAM)陣列內的磁阻式存儲器元件的讀和寫訪問。

背景

磁阻式存儲器(下文稱為“磁性存儲器”)被認為用于下一代非易失性存儲器的頗具前景的技術。潛在的特征包括但不限于快速切換、高切換周期耐久性、低功耗、以及擴展的斷電歸檔存儲。

自旋轉移矩(STT)磁性存儲器是用于磁性存儲器的一種已知技術。STT磁性存儲器通常具有可尋址的STT位單元陣列，每個STT位單元具有STT磁性存儲器元件，該STT磁性存儲器元件包括在兩個穩定的、相對的磁化狀態之間可切換的“自由”磁化層。兩個狀態中的一個狀態是與固定層的磁化對準平行(P狀態)，并且另一個狀態是與固定磁層相反或反平行(AP狀態)。STT磁性存儲器元件的電阻在P狀態中低于AP狀態中，這實現了讀取該狀態。STT位單元可被布置在具有地址解碼和訪問電路系統的行-列陣列中，以形成STT隨機存取存儲器(STT-MRAM)。

在STT-MRAM設計中考慮的因素包括熱預算、以及在各種應用中對與設計和處理集成電路(IC)芯片中所使用的某些已知技術和慣例的兼容性的偏好。IC領域中已知的一種示例設計慣例是“后端制程”或“BEOL”。

概述

以下概述涉及根據一個或多個方面的某些示例。該概述并不是所有示例性或構想方面的限定性概述。該概述既非旨在對所有方面進行優先級排序或甚至標識其關鍵元素，亦非旨在限定任何方面的范圍。

一種所公開的STT磁性存儲器的一個示例可包括多列STT磁性存儲器元件，所述STT磁性存儲器元件分別包括頂部電極和底部電極，并且可包括多條共享位線，所述多條共享位線覆蓋所述多列STT磁性存儲器元件。在一方面，所述共享位線中的至少一條共享位線可耦合到具有至少兩列STT磁性存儲器元件的組中的STT磁性存儲器元件的頂部電極。在進一步方面，可包括多條源線，所述源線中的一條或多條源線能夠切換地耦合到對應一列STT磁性存儲器元件中的STT磁性存儲器元件的底部電極。

一種所公開的方法的一個示例可提供對耦合到共享位線的多個STT磁性存儲器元件之中的STT磁性存儲器元件的個體訪問。一個示例可包括：并發地耦合到訪問電壓、第一列STT磁性存儲器元件中的多個STT磁性存儲器的頂部電極以及第二列STT磁性存儲器元件中的多個STT磁性存儲器的頂部電極。在一方面，一個示例還可包括：選擇性地耦合到互補訪問電壓、所述第一列STT磁性存儲器元件中的所選擇STT磁性存儲器的底部電極以及所述第二列STT磁性存儲器元件中的所選擇STT磁性存儲器的底部電極。

在一方面，一種所公開的方法的一個示例還可包括：向并發地耦合到所述第一列STT磁性存儲器元件中的多個STT磁性存儲器的頂部電極以及所述第二列STT磁性存儲器元件中的多個STT磁性存儲器的頂部電極的共享位線施加第一訪問電壓。

一種所公開的裝備的一個示例可提供個體地訪問至少兩個毗鄰列的STT磁性存儲器元件之中的STT磁性存儲器元件。在一方面，所述裝備可包括：用于并發地耦合到訪問電壓、所述至少兩個毗鄰列的STT磁性存儲器元件中的第一列以及所述至少兩個毗鄰列的STT磁性存儲器元件中的第二列中的多個STT磁性存儲器元件的頂部電極的裝置。在進一步方面，所述裝備還可包括：用于選擇性地耦合到互補訪問電壓、所述至少兩個毗鄰列的STT磁性存儲器元件中的第一列中的所選擇STT磁性存儲器元件的底部電極以及所述至少兩個毗鄰列的STT磁性存儲器元件中的第二列中的所選擇STT磁性存儲器元件的底部電極的裝置。