[發明專利]非易失性磁性隨機存儲結構及非易失性磁性隨機存儲器

在審

• 申請號: 202011062641.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN114333936A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王韜;汪騰野;羅睿明
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: G11C11/16
• 分類號: G11C11/16
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 侯莉

1.一種非易失性磁性隨機存儲結構，其特征在于，所述非易失性存儲結構包括至少一個存儲單元，所述存儲單元包括第一存儲體、第二存儲體和開關晶體管；其中，所述第一存儲體和所述第二存儲體的磁化狀態相反；

所述第一存儲體的第一端和所述第二存儲體的第一端分別與所述開關晶體管的漏極連接；

所述第一存儲體的第二端與第一位線連接，所述第二存儲體的第二端與第二位線連接，且分別連接至讀取電路；

所述開關晶體管的柵極與字線連接，所述開關晶體管的源極與源線連接，且所述源線連接有第一電壓產生器。

2.如權利要求1所述的非易失性磁性隨機存儲結構，其特征在于，所述第一存儲體和所述第二存儲體均為磁性隧道結，且所述第一端為固定層，所述第二端為自由層。

3.如權利要求1或2所述的非易失性磁性隨機存儲結構，其特征在于，所述非易失性存儲結構包括數個所述存儲單元組成的存儲單元陣列；其中，

所述存儲單元陣列中，每一行的存儲單元中的所述開關晶體管的柵極連接于各行的字線；并且，

所述存儲單元陣列中，每一列的存儲單元中的所述開關晶體管的源極連接于各列的源線；并且，

所述存儲單元陣列中，每一列的存儲單元中的所述存儲體的第一端連接于各列的位線。

4.如權利要求1或2所述的非易失性磁性隨機存儲結構，其特征在于，所述開關晶體管為NMOS管。

5.一種非易失性磁性隨機存儲器，所述非易失性存儲器包括非易失性磁性隨機存儲結構，以及讀取電路，其特征在于，所述非易失性存儲結構為如權利要求1-4任一項所述的非易失性存儲結構；并且，所述讀取電路包括：

比較放大器；

位線地址選擇器，所述位線地址選擇器包括第一位線地址選擇器和第二位線地址選擇器；其中

所述第一位線地址選擇器連接所述比較放大器的同相輸入端和所述第一存儲體的第二端，所述第二位線地址選擇器連接所述比較放大器的反向輸入端和所述第二存儲體的第二端，并且，

所述第一位線地址選擇器與所述比較放大器的同相輸入端連接至數據電壓，所述第二位線地址選擇器與所述比較放大器的反向輸入端連接至參考電壓。

6.如權利要求5所述的非易失性磁性隨機存儲器，其特征在于，所述第一位線地址選擇器與所述比較放大器的同相輸入端之間還設置有第一位線電壓鉗位器；并且，

所述第二位線地址選擇器與所述比較放大器的反向輸入端之間還設置有第二位線電壓鉗位器。

7.如權利要求5所述的非易失性磁性隨機存儲器，其特征在于，所述讀取電路還包括第二電壓產生器和第三電壓產生器；其中，

所述第二電壓產生器與所述第一位線地址選擇器連接，以為所述第一存儲體的寫入操作提供電壓；并且，

所述第三電壓產生器與所述第二位線地址選擇器連接，以為所述第二存儲體的寫入操作提供電壓。

8.如權利要求7所述的非易失性磁性隨機存儲器，其特征在于，所述第二電壓產生器與所述第三電壓產生器為同一電壓產生器。

9.如權利要求5所述的非易失性磁性隨機存儲器，其特征在于，所述讀取電路還包括第一偏置電壓模塊、第二偏置電壓模塊和偏置電流模塊；其中，

所述第一偏置電壓模塊與所述數據電壓連接，所述第二偏置電壓模塊與所述參考電壓連接；并且，

所述第一偏置電壓模塊與所述第二偏置電壓模塊還連接至電源電壓，所述偏置電流模塊位于所述第一偏置電壓模塊與所述第二偏置電壓模塊之間。

10.如權利要求9所述的非易失性磁性隨機存儲器，其特征在于，所述偏置電流模塊包括第一偏置電流電路和第二偏置電流電路，所述第一偏置電流電路和所述第二偏置電流電路呈鏡像對稱，且所述第一偏置電流電路和所述第二偏置電流電路以并聯的方式與所述電源電壓連接。