[發(fā)明專利]存儲器器件和用于從MTJ存儲器器件讀取的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911029164.6 | 申請日： | 2019-10-28 |
| 公開（公告）號： | CN111105834B | 公開（公告）日： | 2022-01-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 葛雷維·古帕塔亞;吳志強 | 申請（專利權(quán)）人： | 臺灣積體電路制造股份有限公司 |
| 主分類號： | G11C16/26 | 分類號： | G11C16/26 |
| 代理公司： | 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409 | 代理人： | 章社杲;李偉 |
| 地址： | 中國臺*** | 國省代碼： | 臺灣;71 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 存儲器 器件 用于 mtj 讀取 方法 | ||
在一些實施例中，本申請?zhí)峁┮环N存儲器器件。存儲器器件包括第一電流鏡晶體管、第一上拉讀取使能晶體管、MTJ存儲器單元、第一下拉讀取使能晶體管、以及第一非線性電阻器件。MTJ存儲器單元包括MTJ存儲器元件和第一存取晶體管。第一非線性電阻器件串聯(lián)耦合并且在第一上拉讀取使能晶體管和第一電流鏡晶體管之間。第一非線性電阻器件被配置為當(dāng)施加第一電壓時提供第一電阻，并且當(dāng)施加小于第一電壓的第二電壓時提供大于第一電阻的第二電阻。根據(jù)本申請的實施例，提供了存儲器器件和用于從MTJ存儲器器件讀取的方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請的實施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，并且更具體地，涉及存儲器器件和用于從MTJ存儲器器件讀取的方法。
背景技術(shù)
許多現(xiàn)代電子器件包含各種隨機存取存儲器。隨機存取存儲器(RAM)可以是存儲的數(shù)據(jù)在沒有電源的情況下丟失的易失性存儲器，或者是在沒有電源的情況下存儲數(shù)據(jù)的非易失性存儲器。包括隧道結(jié)(MTJ)的電阻或磁性存儲器器件可以用在RAM中，并且由于簡單的結(jié)構(gòu)及其與互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)邏輯制造工藝的兼容性而成為下一代存儲器解決方案的有前景的候選者。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本申請的實施例，提供了一種存儲器器件，包括：磁隧道結(jié)(MTJ)電流路徑，所述MTJ電流路徑包括：第一電流鏡晶體管；與所述第一電流鏡晶體管串聯(lián)連接的第一上拉讀取使能晶體管；與所述第一上拉讀取使能晶體管串聯(lián)連接并且包括MTJ存儲器元件和第一存取晶體管的MTJ存儲器單元；與所述MTJ存儲器單元串聯(lián)連接的第一下拉讀取使能晶體管；以及串聯(lián)連接并且在所述第一上拉讀取使能晶體管和所述第一電流鏡晶體管之間連接的第一非線性電阻器件，其中所述第一非線性電阻器件被配置為在施加第一電壓時提供第一電阻并且當(dāng)施加小于所述第一電壓的第二電壓時大于所述第一電阻的第二電阻。
根據(jù)本申請的實施例，提供了一種存儲器器件，包括：磁隧道結(jié)(MTJ)電流路徑，包括第一電流鏡晶體管、第一上拉讀取使能晶體管、MTJ存儲器單元、和第一下拉讀取使能晶體管，其中源極線耦合在所述MTJ存儲器單元和所述第一下拉讀取使能晶體管；并且其中位線耦合在所述第一上拉讀使能晶體管和所述MTJ存儲單元之間；與所述MTJ電流路徑并聯(lián)的參考電流路徑，所述參考電流路徑包括第二電流鏡晶體管、第二上拉讀取使能晶體管、參考存儲器單元、和第二下拉讀取使能晶體管，其中參考位線耦合在所述第二上拉讀取使能晶體管和所述參考存儲器單元之間，并且其中參考源極線耦合在所述參考存儲器單元和所述第二下拉讀取使能晶體管之間；以及耦合在所述第一上拉讀取使能晶體管和所述第一電流鏡晶體管之間的所述MTJ電流路徑中的第一非線性電阻器件，其中所述第一非線性電阻器件被配置為增加所述MTJ電流路徑的有效隧道磁阻(TMR)。
根據(jù)本申請的實施例，提供了一種用于從MTJ存儲器器件讀取的方法，包括：提供與所述MTJ電流路徑并聯(lián)的磁隧道結(jié)(MTJ)電流路徑和參考電流路徑，其中所述MTJ電流路徑包括與非線性電阻器件串聯(lián)連接的MTJ存儲器單元；提供讀取電壓(VREAD)以產(chǎn)生通過所述MTJ電流路徑的MTJ電流(IMTJ)并且產(chǎn)生通過所述參考電流路徑的參考電流(IREF)；以及將所述參考電流IREF和MTJ電流IMTJ彼此進行比較，以確定所述MTJ存儲器單元在具有第一電阻的第一數(shù)據(jù)狀態(tài)和具有第二電阻的第二數(shù)據(jù)狀態(tài)之間的狀態(tài)，所述第一數(shù)據(jù)狀態(tài)不同于所述第二數(shù)據(jù)狀態(tài)。
附圖說明
當(dāng)結(jié)合附圖進行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最佳地理解本發(fā)明的方面。應(yīng)該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。
圖1示出MTJ存儲器單元的一些實施例的三維視圖。
圖2示出描述包括MTJ存儲器單元和相關(guān)聯(lián)的讀取電路的陣列的存儲器器件的一些實施例的圖。
圖3示出可以在圖2的存儲器器件中使用的讀取電路的一些實施例的框圖。
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