[發(fā)明專利]一種MRAM、溫度自適應的MRAM的讀取電路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010152753.X
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111370042B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 何世坤;張愷燁;熊保玉
• 申請（專利權）人: 浙江馳拓科技有限公司
• 主分類號: G11C11/16
• 分類號: G11C11/16
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁曼曼

本申請公開了一種MRAM、溫度自適應的MRAM的讀取電路及方法，該電路包括：待測存儲位元檢測電路、參考存儲位元檢測電路和比較電路。分別對待測存儲位元和參考存儲位元施加第一電信號和第二電信號，使得參考存儲位元在被第二電信號讀取時處于反平行態(tài)，此時參考存儲位元的電阻介于平行態(tài)電阻和反平行態(tài)電阻之間。通過比較待測結果和參考結果，就可以得到讀取結果。由于參考存儲位元為MRAM中的存儲位元，故其隨溫度變化的規(guī)律與待測存儲位元的變化規(guī)律相同，且參考存儲位元一直處于反向平行態(tài)，故不會出現(xiàn)讀擾動。當工藝改變時，參考存儲位元會自適應改變，故不需要再進行測試校準。最后，由于存儲位元的可讀取次數(shù)多，所以使用壽命長。

技術領域

本申請涉及存儲器技術領域，特別是涉及一種MRAM、溫度自適應的MRAM的讀取電路及方法。

背景技術

磁性隨機存儲器(MRAM)是指以磁電阻性質(zhì)來存儲數(shù)據(jù)的隨機存儲器，采用電流讀寫，是一種極具潛力的新型存儲器。然而要取代或部分取代現(xiàn)有的主流存儲器，必須實現(xiàn)兆字節(jié)(MB)到吉字節(jié)(GB)級別的大容量MRAM。這意味著MRAM當中的大量的存儲位元—即磁性隧道結(MTJ)間的特性差別必須非常小。

存儲位元由磁性固定層，絕緣層，和磁性自由層組成，自由層的磁化方向可以通過磁場或自旋極化電流改變。自由層和固定層磁化方向平行和反平行時分別對應低電阻態(tài)和高電阻態(tài)，從而可用于記錄信息0或1，只要外部磁場不改變，磁化的方向就不會變化。

現(xiàn)有技術中，讀取存儲位元的電阻是用介于低阻態(tài)與高阻態(tài)之間的電阻作為參考電阻與存儲位元的電阻進行比較。然而隨著工作過程中，溫度的不斷升高，在高溫下存儲位元的電阻會降低，而參考電阻還會增大，這樣就會影響讀取準確性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供一種MRAM、溫度自適應的MRAM的讀取電路及方法，用于在高溫下克服參考電阻和存儲位元的電阻變化不一致帶來的讀取誤差。

為解決上述技術問題，本申請?zhí)峁┮环N溫度自適應的MRAM的讀取電路，包括：待測存儲位元檢測電路、參考存儲位元檢測電路和比較電路，

所述待測存儲位元檢測電路與待測存儲位元和第一電源連接，用于檢測所述待測存儲位元在所述第一電源輸出的第一電信號下的待測結果；

所述參考存儲位元檢測電路與參考存儲位元和第二電源連接，用于檢測所述參考存儲位元在所述第二電源輸出的第二電信號下的參考結果；

所述比較電路與所述待測存儲位元檢測電路和所述參考存儲位元檢測電路連接，用于根據(jù)所述待測結果和所述參考結果比較所述待測存儲位元的電阻和所述參考存儲位元的電阻以得到所述待測存儲位元的讀取結果；

其中，所述參考存儲位元和所述待測存儲位元均為MRAM中的存儲位元，所述參考存儲位元在被所述第二電信號讀取時處于反平行態(tài)，所述第二電信號的電流或電壓大于所述第一電信號的電流或電壓。

優(yōu)選地，所述參考存儲位元在被所述第二電信號讀取時對應的電阻介于0.4(Rp+Rap)～0.6(Rp+Rap)之間，其中，Rp和Rap分別為所述待測存儲位元在所述第一電信號下對應的平行態(tài)電阻和反平行態(tài)電阻，所述第二電信號施加方向與將該參考存儲位元寫為反平行狀態(tài)時所需施加電流方向一致。

優(yōu)選地，所述第一電源和所述第二電源均為電流源，

所述待測存儲位元檢測電路包括第一開關管和第二開關管，所述第一開關管的第一端與所述第一電源連接，所述第一開關管的第二端與所述待測存儲位元的第一端和所述第二開關管的第一端連接，所述待測存儲位元的第二端接地，所述第二開關管的第二端與所述比較電路的第一端連接，