使用参考单元和共同感测路径来读取存储器单元制造技术

一种方法包括感测数据单元的状态以生成数据电压。数据单元的状态对应于数据单元的基于可编程电阻的存储器元件的状态。该方法还包括感测参考单元的状态以生成参考电压。数据单元的状态以及参考单元的状态经由共同感测路径来感测。该方法还包括基于数据电压和参考电压来确定数据单元的逻辑值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用参考单元和共同感测路径来读取存储器单元相关申请的交叉引用本申请要求共同拥有的于2013年3月15日提交的美国非临时申请No.13/835251的优先权，该非临时申请的内容通过援引全部明确纳入于此。领域本公开一般涉及感测存储器单元。相关技术描述技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络来传达语音和数据分组。此外，许多此类无线电话包括被纳入于其中的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。如此，这些无线电话可包括显著的计算能力。无线电话以及其他电子设备内的电路系统可使用自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)来用于存储器存储。STT-MRAM内的每一存储器单元可由流经磁性隧道结(MTJ)器件的自旋极化电流来编程。例如，当切换电流流经MTJ器件时，MTJ器件的自由层的磁化方向可相对于MTJ器件的钉扎层的磁化方向而改变(例如，从平行状态到反平行状态)。如与自由层的磁化方向与钉扎层的磁化方向平行时的较低电阻相比，当自由层的磁化方向与钉扎层的磁化方向反平行时，MTJ器件可具有较高电阻。自由层的磁化方向的改变可对应于存储器单元的逻辑值从逻辑“0”改变为逻辑“1”。当在读操作期间读取(即，感测)存储器单元的逻辑值时，感测电流使用与切换电流相同的路径来流经MTJ器件。因为感测电流和切换电流使用相同的路径来流经MTJ器件，所以感测电流应比导致MTJ器件改变阶段的最小切换电流(“关键”切换电流)足够低，以不导致读操作期间的存储器单元的逻辑值的任何扰乱(即，读扰乱)。例如，感测电流应足够低以便对自由层的磁化方向具有极少或不具有影响。然而，小感测电流可减少存储器单元和参考单元之间的感测余裕。例如，感测电路可使用数据分支来感测对应于存储器单元的输出电压，并且同时使用参考分支来感测对应于参考单元的输出电压。将对应于存储器单元的输出电压与对应于参考单元的输出电压进行比较以确定存储器单元的逻辑值。数据分支和参考分支中的器件的工艺变动可导致数据分支和参考分支之间的偏移电压，该偏移电压可减少存储器单元和参考单元之间的感测余裕并且可由此导致将对应于存储器单元的输出电压与对应于参考单元的输出电压进行比较的错误。概述公开了使用多阶段感测来感测存储器单元的系统和方法。自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)包括存储器单元和参考单元。可由于感测路径中的组件的工艺变动而引入的电压偏移可以在组合多个感测阶段的结果时消除。例如，感测电路可使用共同感测路径来感测存储器单元的状态并感测参考单元的状态。存储器单元的状态可以在特定阶段期间经由感测路径来感测，并且参考单元的状态可以在另一阶段期间经由相同的感测路径来感测。可将对应于存储器单元的状态的输出电压与对应于参考单元的状态的输出电压进行比较以确定存储器单元的逻辑值。在一特定实施例中，一种方法包括感测数据单元的状态以生成数据电压。数据单元的状态对应于数据单元的基于可编程电阻的存储器元件的状态。该方法还包括感测参考单元的状态以生成参考电压。数据单元的状态以及参考单元的状态经由共同感测路径来感测。该方法还包括基于数据电压和参考电压来确定数据单元的逻辑值。在另一特定实施例中，一种装置包括感测电路和感测放大器。感测电路被配置成感测数据单元的状态以生成数据电压。数据单元的状态对应于数据单元的基于可编程电阻的存储器元件的状态。感测电路被进一步配置成感测参考单元的状态以生成参考电压。数据单元的状态以及参考单元的状态经由共同感测路径来感测。感测放大器被配置成将数据电压与参考电压进行比较并基于该比较来生成比较输出。所公开的实施例中的至少一个实施例所提供的一个特定优点是通过在多个阶段期间利用共同感测路径来感测存储器单元的状态并感测参考单元的状态来减少或消除由于感测路径中的组件的工艺变动而导致的偏移电压的能力。本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节：附图简述、详细描述以及权利要求。附图简述图1是可操作用于使用三阶段过程来读取数据单元的值的存储器系统的特定说明性实施例的电路图；图2是可操作用于使用两阶段过程来读取数据单元的值的存储器系统的另一特定说明性实施例的电路图；图3是使用多阶段过程来读取数据单元的值的方法的特定实施例的流程图；图4是包括可操作用于使用多阶段过程来读取数据单元的值以减少电压偏移的组件的无线设备的框图；以及图5是制造电子设备的制造过程的特定说明性实施例的数据流图，该电子设备包括可操作用于使用多阶段过程来读取数据单元的值以减少电压偏移的组件。详细描述参照图1，示出了可操作用于使用三阶段过程来读取数据单元的值的存储器系统100的特定说明性实施例。存储器系统100包括感测电路102、数据单元104、参考单元106、开关电容器电路108以及感测放大器110。数据单元104可以是磁阻随机存取存储器(MRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)或自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)内的存储器单元。存储器系统100可通过使用共同感测路径来感测数据单元104的状态并感测参考单元106的状态来减少或消除感测操作期间的电压偏移。例如，存储器系统100可使用三阶段过程以使用共同感测路径来感测数据单元104的状态并感测参考单元106的状态。数据单元104包括基于可编程电阻的存储器元件112和数据单元存取晶体管118。基于可编程电阻的存储器元件112可以耦合到数据单元存取晶体管118的漏极，且数据单元存取晶体管118的源极可以耦合到接地。在一特定实施例中，基于可编程电阻的存储器元件112包括磁性隧道结(MTJ)器件。基于可编程电阻的存储器元件112的电阻(R数据)可基于经由提供给基于可编程电阻的存储器元件112的电流而被写入到基于可编程电阻的存储器元件112的数据值。例如，基于可编程电阻的存储器元件112可具有钉扎层和自由层。如果施加给基于可编程电阻的存储器元件112的电流的幅值小于切换电流(IC)，则该电流可用于感测基于可编程电阻的存储器元件112的电阻(R数据)(即，感测数据单元104的状态(例如，逻辑“1”或逻辑“0”)。例如，当该电流的幅值小于切换电流时，该电流可用于感测钉扎层和自由层的磁化方向是否平行(对应于低电阻状态)或者钉扎层和自由层的磁化方向是否反平行(对应于高电阻状态)。如果该电流的幅值等于或大于切换电流，则该电流可用于基于该电流的方向来对基于可编程电阻的存储器元件112进行编程(即，对数据单元104的状态进行编程)。参考单元106包括基于第一电阻的存储器元件114、第一存取晶体管120、基于第二电阻的存储器元件116以及第二存取晶体管122。基于第一电阻的存储器元件114可以耦合到第一存取晶体管120的漏极，且第一存取晶体管120的源极可以耦合到接地。基于第二电阻的存储器元件11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：感测数据单元的状态以生成数据电压，其中所述数据单元的状态对应于所述数据单元的基于可编程电阻的存储器元件的状态；感测参考单元的状态以生成参考电压，其中所述数据单元的状态和所述参考单元的状态经由共同感测路径来感测；以及基于所述数据电压和所述参考电压来确定所述数据单元的逻辑值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/835,2511.一种用于感测存储器单元的方法，包括：感测数据单元的状态以生成数据电压，其中所述数据单元的状态对应于所述数据单元的基于可编程电阻的存储器元件的状态，并且其中感测所述数据单元的状态包括：在第一感测阶段期间使用第一感测路径来感测所述数据单元的第一状态以生成第一数据电压；以及在第二感测阶段期间使用第二感测路径来感测所述数据单元的第二状态以生成第二数据电压，其中所述数据电压基于所述第一数据电压和所述第二数据电压来生成；感测参考单元的状态以生成参考电压；以及基于所述数据电压和所述参考电压来确定所述数据单元的逻辑值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述数据电压与所述参考电压进行比较。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据单元的逻辑值在所述数据电压小于所述参考电压时对应于第一值，并且其中所述数据单元的逻辑值在所述数据电压大于所述参考电压时对应于第二值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一感测阶段对应于第一时间段，而所述第二感测阶段对应于第二时间段。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括对所述第一数据电压和所述第二数据电压求平均值以生成所述数据电压。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，感测所述参考单元的状态包括：在所述第一感测阶段期间使用所述第二感测路径来感测所述参考单元的第一状态以生成第一参考电压；以及在所述第二感测阶段期间使用所述第一感测路径来感测所述参考单元的第二状态以生成第二参考电压。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，由于所述第一感测路径和所述第二感测路径中的一者或两者中的一个或多个组件的工艺变动而导致的对所述数据电压的影响至少部分地通过由于所述一个或多个组件的工艺变动而导致的对所述参考电压的影响来消除。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括对所述第一参考电压和所述第二参考电压求平均值以生成所述参考电压。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于可编程电阻的存储器元件是磁性隧道结(MTJ)器件。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于可编程电阻的存储器元件的状态对应于所述基于可编程电阻的存储器元件的电阻。11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一感测路径包括钳位晶体管、负载晶体管和源极衰退晶体管。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二感测路径包括不同于所述钳位晶体管的第二钳位晶体管、不同于所述负载晶体管的第二负载晶体管以及不同于所述源极衰退晶体管的第二源极衰退晶体管。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，感测所述数据单元的状态、感测所述参考单元的状态以及确定所述数据单元的逻辑值由被集成到电子设备中的处理器来发起。14.一种用于感测存储器单元的装置，包括：感测电路，其被配置成：感测数据单元的状态以生成数据电压，其中所述数据单元的状态对应于所述数据单元的基于可编程电阻的存储器元件的状态，并且其中感测所述数据单元的状态包括：在第一感测阶段期间使用第一感测路径来感测所述数据单元的第一状态以生成第一数据电压；以及在第二感测阶段期间使用第二感测路径来感测所述数据单元的第二状态以生成第二数据电压，其中所述数据电压基于所述第一数据电压和所述第二数据电压来生成；以及感测参考单元的状态以生成参考电压；以及感测放大器，其被配置成：将所述数据电压与所述参考电压进行比较；以及基于所述比较来生成比较输出。15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述数据电压基于所述第一数据电压与所述第二数据电压的平均值来生成。16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述比较输出对应于所述数据单元的逻辑值。17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述数据单元的逻辑值在所述数据电压小于所述参考电压时对应于第一值，并且其中所述数据单元的逻辑值在所述数据电压大于所述参考电压时对应于第二值。18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，由于所述第一感测路径和所述第二感测路径中的一者或两者中的一个或多个组件的工艺变动而导致的对所述数据电压的影响至少部分地通过在确定所述逻辑值时的由于所述工艺变动而导致的对所述参考电压的影响来消除。19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述感测电路和所述感测放大器被集成到至少一个半导体管芯中。20.如权利要求14所述的装置，进一步包括其中集成了所述感测电路和所述感测放大器的设备，所述设备选自包括以下各项的组：机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、位置固定的数据单元、以及计算机。21.一种用于感测存储器单元的装备，包括：用于感测数据单元的状态以生成数据电压的装置，其中所述数据单元的状态对应于所述数据单元的基于可编程电阻的存储器元件的状态，并且其中感测所述数据单元的状态包括：在第一感测阶段期间使用第一感测路径来感测所述数据单元的第一状态以生成第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：SO·郑，T·那，J·金，S·H·康，J·P·金，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，延世大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：美国;US