專利名稱：在自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中加電期間的數(shù)據(jù)保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)有關(guān)。更明確地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例與自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)中加電期間的數(shù)據(jù)保護(hù)有關(guān)。
背景技術(shù)：
隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)是現(xiàn)代數(shù)字架構(gòu)的普遍存在的組件。RAM可為獨(dú)立裝置或可集成或嵌入于使用RAM的裝置(例如，微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)、芯片上系統(tǒng)(SoC)及如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解的其它類似裝置)中。RAM可為易失性或非易失性的。每當(dāng)電力被移除時(shí)，易失性RAM就失去其所存儲(chǔ)的信息。即使當(dāng)電力從非易失性 RAM移除時(shí)，所述存儲(chǔ)器也可維持其存儲(chǔ)內(nèi)容。雖然非易失性RAM具有能夠在未施加電力的情況下維持其內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)，但常規(guī)非易失性RAM與易失性RAM相比具有較慢的讀取/寫入時(shí)間。磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)為具有與易失性存儲(chǔ)器相當(dāng)?shù)捻憫?yīng)(讀取/寫入)時(shí)間的非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)。與隨電荷或電流流動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的常規(guī)RAM技術(shù)相比來(lái)說(shuō)，MRAM 使用磁性元件。如圖IA及圖IB中所說(shuō)明，磁性隧道結(jié)(MTJ)存儲(chǔ)元件100可由兩個(gè)磁性層110及130形成，磁性層110及130中的每一者可保持一磁場(chǎng)，所述兩者通過(guò)絕緣(隧道勢(shì)壘)層120而分離。所述兩個(gè)層中的一者(例如，固定層110)被設(shè)置為具有特定極性。 另一層(例如，自由層130)的極性132能夠自由改變以與可施加的外部場(chǎng)的極性匹配。自由層130的極性132的改變將改變MTJ存儲(chǔ)元件100的電阻。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)極性對(duì)準(zhǔn)(圖 1A)時(shí)，出現(xiàn)低電阻狀態(tài)。當(dāng)極性未對(duì)準(zhǔn)(圖1B)時(shí)，那么出現(xiàn)高電阻狀態(tài)。已簡(jiǎn)化MTJ 100 的說(shuō)明，且所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，所說(shuō)明的每一層可包含一個(gè)或一個(gè)以上材料層，如此項(xiàng)技術(shù)中所已知。參看圖2A，針對(duì)讀取操作說(shuō)明常規(guī)MRAM的存儲(chǔ)器單元200。單元200包括晶體管 210、位線220、數(shù)字線230及字線M0?？赏ㄟ^(guò)測(cè)量MTJ 100的電阻來(lái)讀取單元200。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)激活相關(guān)聯(lián)晶體管210來(lái)選擇特定MTJ 100，此激活可使電流從位線220切換通過(guò)MTJ 100。由于隧道磁阻效應(yīng)，MTJ 100的電阻基于兩個(gè)磁性層(例如，110、130)中的極性的定向而改變，如上文所論述。任一特定MTJ 100內(nèi)的電阻可根據(jù)因自由層的極性而產(chǎn)生的電流來(lái)確定。按照慣例，如果固定層110及自由層130具有相同極性，那么電阻為低， 且讀取“0”。如果固定層110及自由層130具有相反極性，那么電阻較高，且讀取“1”。參看圖2B，針對(duì)寫入操作說(shuō)明常規(guī)MRAM的存儲(chǔ)器單元200。MRAM的寫入操作為磁性操作。因此，晶體管210在寫入操作期間是斷開(kāi)的。電流傳播經(jīng)過(guò)位線220及數(shù)字線 230以建立磁場(chǎng)250及沈0，磁場(chǎng)250及260可影響MTJ 100的自由層的極性及因此影響單元200的邏輯狀態(tài)。因此，可將數(shù)據(jù)寫入到MTJ 100且存儲(chǔ)在MTJ 100中。MRAM具有使其成為通用存儲(chǔ)器的候選者的若干合意特性，例如高速度、高密度 (艮P，較小的位單元大小)、低電力消耗及無(wú)隨時(shí)間的降級(jí)。然而，MRAM具有可縮放性問(wèn)題。 具體地說(shuō)，當(dāng)位單元變得較小時(shí)，用于切換存儲(chǔ)器狀態(tài)的磁場(chǎng)增加。因此，電流密度及電力消耗增加以提供較高磁場(chǎng)，從而限制MRAM的可縮放性。不同于常規(guī)MRAM，自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)使用在穿過(guò)薄膜(自旋過(guò)濾器)時(shí)變?yōu)榻?jīng)自旋極化的電子。STT-MRAM也被稱為自旋轉(zhuǎn)移力矩 RAM(STT-RAM)、自旋力矩轉(zhuǎn)移磁化切換RAM (自旋RAM)及自旋動(dòng)量轉(zhuǎn)移(SMT-RAM)。在寫入操作期間，經(jīng)自旋極化的電子對(duì)自由層施加力矩，所述力矩可切換自由層的極性。讀取操作與常規(guī)MRAM的類似之處在于，使用電流來(lái)檢測(cè)MTJ存儲(chǔ)元件的電阻/邏輯狀態(tài)，如前文中所論述。如圖3A中所說(shuō)明，STT-MRAM位單元300包括MTJ 305、晶體管310、位線320及字線330。為讀取及寫入操作兩者而接通晶體管310，以允許電流流經(jīng)MTJ 305，使得可讀取或?qū)懭脒壿嫚顟B(tài)。參看圖3B，說(shuō)明STT-MRAM單元301的更詳細(xì)圖以進(jìn)一步論述讀取/寫入操作。 除先前論述的元件(例如，MTJ 305、晶體管310、位線320及字線330)之外，還說(shuō)明源極線340、讀出放大器350、讀取/寫入電路360及位線參考370。如上文所論述，STT-MRAM 中的寫入操作是與電有關(guān)的。讀取/寫入電路360在位線320與源極線340之間產(chǎn)生寫入電壓。視位線320與源極線340之間的電壓的極性而定，可改變MTJ 305的自由層的極性，且可對(duì)應(yīng)地將邏輯狀態(tài)寫入到單元301。同樣，在讀取操作期間，產(chǎn)生經(jīng)由MTJ 305而在位線320與源極線340之間流動(dòng)的讀取電流。當(dāng)準(zhǔn)許電流經(jīng)由晶體管310流動(dòng)時(shí)，可基于位線320與源極線340之間的電壓差動(dòng)而確定MTJ 305的電阻(邏輯狀態(tài))，所述電壓差動(dòng)與參考370進(jìn)行比較且接著由讀出放大器350放大。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，存儲(chǔ)器單元301的操作及構(gòu)造在此項(xiàng)技術(shù)中是已知的。舉例來(lái)說(shuō)，在IEDM會(huì)議錄Q005)的 M·細(xì)美(M. Hosomi)等人的“具有自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻磁化切換的新穎非易失性存儲(chǔ)器自方寵 RAM(A Novel Nonvolatile Memory with Spin Transfer Torque Magnetoresistive Magnetization Switching :Spin_RAM) ”中提供額外細(xì)節(jié)，所述文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文中。STT-MRAM的電寫入操作消除了因MRAM中的磁性寫入操作而導(dǎo)致的縮放問(wèn)題。另外，對(duì)于STT-MRAM來(lái)說(shuō)，電路設(shè)計(jì)較不復(fù)雜。然而，在系統(tǒng)加電期間，位線320及字線330 中存在發(fā)生電壓浪涌的可能，所述電壓浪涌在量值上可類似于或大于寫入閾值。此些電壓浪涌可具有干擾MTJ 305的邏輯狀態(tài)且因此使存儲(chǔ)器的完整性降級(jí)的顯著可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示范性實(shí)施例是針對(duì)用于STT-MRAM中加電期間的數(shù)據(jù)保護(hù)的系統(tǒng)、電路及方法。因此，本發(fā)明的實(shí)施例是針對(duì)一種STT-MRAM陣列，其包括多個(gè)位單元、一加電控制器及第一多個(gè)預(yù)充電晶體管。所述多個(gè)位單元各自耦合到多個(gè)位線及字線中的一者。所述加電控制器經(jīng)配置以在加電期間提供加電控制信號(hào)以控制所述位線或所述字線中的至少一者的電壓電平。所述第一多個(gè)預(yù)充電晶體管分別耦合到所述多個(gè)位線或所述多個(gè)字線中的至少一者，每一預(yù)充電晶體管經(jīng)配置以基于所述加電控制信號(hào)而將對(duì)應(yīng)的位線或字線放電到所要電壓電平。本發(fā)明的另一實(shí)施例是針對(duì)一種在STT-MRAM陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的方法。 所述方法包括在加電期間向第一多個(gè)預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)；以及響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將多個(gè)位線或多個(gè)字線中的至少一者保持到所要電壓電平。本發(fā)明的另一實(shí)施例是針對(duì)一種用于在STT-MRAM陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的設(shè)備。所述設(shè)備包括用于在加電期間向第一多個(gè)預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)的裝置； 以及用于響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將多個(gè)位線或多個(gè)字線中的至少一者保持到所要電壓電平的裝置。本發(fā)明的另一實(shí)施例可包括一種計(jì)算機(jī)可讀取媒體，所述計(jì)算機(jī)可讀取媒體包括存儲(chǔ)在其上以用于在自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的程序代碼。所述計(jì)算機(jī)可讀取媒體包含用以在加電期間向第一多個(gè)預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)的程序代碼；以及用以響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將多個(gè)位線或多個(gè)字線中的至少一者保持到所要電壓電平的程序代碼。


呈現(xiàn)附圖是為了輔助描述本發(fā)明的實(shí)施例，且提供所述附圖僅出于說(shuō)明所述實(shí)施例而不限制所述實(shí)施例的目的。圖IA及圖IB為磁性隧道結(jié)(MTJ)存儲(chǔ)元件的說(shuō)明。圖2A及圖2B分別為在讀取及寫入操作期間的磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)單元的說(shuō)明。圖3A及圖;3B為自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)單元的說(shuō)明。圖4為STT-MRAM陣列的一部分的說(shuō)明。圖5為針對(duì)圖4的電路的信令的說(shuō)明。圖6為說(shuō)明用于在STT-MRAM陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例的方面揭示于針對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例的以下描述及相關(guān)圖式中?？稍诓幻撾x本發(fā)明的范圍的情況下設(shè)計(jì)替代實(shí)施例。另外，本發(fā)明的眾所周知的元件將不會(huì)詳細(xì)描述或?qū)⒈皇÷砸悦馐贡景l(fā)明的實(shí)施例的相關(guān)細(xì)節(jié)模糊。詞“示范性”在本文中用以表示“充當(dāng)實(shí)例、例項(xiàng)或說(shuō)明”。本文中被描述為“示范性”的任何實(shí)施例未必被解釋為比其它實(shí)施例優(yōu)選或有利。同樣，術(shù)語(yǔ)“本發(fā)明的實(shí)施例” 不要求本發(fā)明的所有實(shí)施例均包括所論述的特征、優(yōu)點(diǎn)或操作模式。本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述特定實(shí)施例的目的且無(wú)意限制本發(fā)明的實(shí)施例。如本文中所使用，單數(shù)形式“一”及“所述”既定還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清晰指示。 將進(jìn)一步理解，當(dāng)在本文中使用術(shù)語(yǔ)“包含”及/或“包括”時(shí)，其指定所陳述的特征、整體、 步驟、操作、元件及/或組件的存在，但并不排除一個(gè)或一個(gè)以上其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。如在背景技術(shù)中所論述，STT-MRAM針對(duì)每一單元使用低寫入閾值，這是此存儲(chǔ)器類型勝于MRAM的優(yōu)點(diǎn)。然而，在系統(tǒng)加電期間，位線(BL)及字線(WL)電壓電平中的初始電壓浪涌在量值上可能類似于或大于寫入閾值，這可干擾一個(gè)或若干MTJ數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件的邏輯狀態(tài)，且因此使存儲(chǔ)器的完整性降級(jí)。為了減輕此問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例用于在系統(tǒng)加電期間將位線及字線電壓電平保持到低于寫入閾值電壓的值。
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按照慣例，STT-MRAM陣列中的位線及字線電壓在加電期間并不直接受到控制且實(shí)質(zhì)上為浮動(dòng)的。然而，本發(fā)明的實(shí)施例在系統(tǒng)加電期間將位線及字線電壓電平保持在所要電壓。將了解，所要電壓可視專用設(shè)計(jì)重點(diǎn)而變化，但通常將為相對(duì)較低的電壓或接地電平電壓。圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的STT-MRAM陣列的一部分。如圖所示，STT-MRAM陣列400包括四個(gè)示范性位線(BL0到BL3)。每一位線耦合到按照慣例以行(例如，行0到行η)排列的多個(gè)位單元。每一行具有一相關(guān)聯(lián)的字線(WL0 到WLn)及源極線(SL0到SLn)。每一位單元包括一 MTJ(例如，420)及一字線晶體管(例如，430)，如背景技術(shù)中所論述(例如，見(jiàn)圖3Α及圖;3Β)?？赏ㄟ^(guò)激活所述陣列中的每一位單元的對(duì)應(yīng)位線及字線來(lái)選擇性地尋址所述位單元，以用于讀取及寫入操作。此外，每一位線BLO到BL3耦合到對(duì)應(yīng)的預(yù)充電晶體管410到413，且每一字線Wi) 到WLl耦合到對(duì)應(yīng)的預(yù)充電晶體管414到415。每一預(yù)充電晶體管410到415將其對(duì)應(yīng)的位線或字線耦合到由加電控制器405提供的加電控制信號(hào)p.控制(p. control)417。加電控制器405在系統(tǒng)加電期間基于系統(tǒng)加電時(shí)序信息而激活加電控制信號(hào)417。系統(tǒng)加電時(shí)序信息可由(例如)此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知且因此將不在此處詳細(xì)描述的系統(tǒng)控制器或其類似物(未圖示)提供到加電控制器405。另外，盡管說(shuō)明為單獨(dú)元件，但加電控制器405可與系統(tǒng)中的其它裝置集成。將認(rèn)識(shí)到，本文所描述的與加電控制器有關(guān)的各種動(dòng)作/功能性可由特定電路(例如，專用集成電路(ASIC))、由通過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上處理器執(zhí)行的程序指令或由兩者的組合來(lái)實(shí)施。另外，本文所描述的這些動(dòng)作序列可被認(rèn)為完全包含于存儲(chǔ)有在執(zhí)行之后將即刻致使相關(guān)聯(lián)處理器實(shí)施本文所描述的功能性的一組對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)指令的任何形式的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)媒體內(nèi)。當(dāng)加電控制信號(hào)p.控制417有效(例如，為高)時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例分別經(jīng)由預(yù)充電晶體管410到415將位線及字線放電到相對(duì)較低的電壓或接地電平電壓。加電控制器 405激活加電控制信號(hào)p.控制417的持續(xù)時(shí)間可為一預(yù)定間隔或可基于由系統(tǒng)控制器或其類似物提供的加電反饋信息而動(dòng)態(tài)地確定。將在下文中關(guān)于圖5而論述關(guān)于信令的額外細(xì)節(jié)。將了解，提供前述電路圖是僅出于說(shuō)明目的，且本發(fā)明的實(shí)施例不限于此所說(shuō)明實(shí)例。舉例來(lái)說(shuō)，位線及字線不需要根據(jù)相同的加電控制信號(hào)而放電，且可由單獨(dú)的加電控制信號(hào)控制以允許所要的個(gè)別放電時(shí)序。此外，在加電期間不需要對(duì)位線及字線均放電，因?yàn)閮H可將位線及字線電壓電平中的一者或另一者保持到所要電壓電平以實(shí)現(xiàn)至少某一等級(jí)的數(shù)據(jù)保護(hù)。這可簡(jiǎn)化針對(duì)一些應(yīng)用的電路設(shè)計(jì)，同時(shí)仍提供合理的數(shù)據(jù)保護(hù)量。此外， 可使用實(shí)現(xiàn)與具體展示的功能性相同的功能性的其它裝置。圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的針對(duì)圖4的電路的信令。最初，在系統(tǒng)加電期間，激活加電控制信號(hào)p.控制417，并將其維持在p.控制電壓電平520，這激活預(yù)充電晶體管(例如，見(jiàn)圖4的410)。作為響應(yīng)，位線及/或字線電壓電平510被維持在相對(duì)較低的電平或接地電平的所要電壓電平。在系統(tǒng)加電結(jié)束或接近系統(tǒng)加電結(jié)束(在時(shí)間t0)時(shí)，進(jìn)入正常操作模式。此處，去活加電控制信號(hào)p.控制417，且使 P.控制電壓電平520維持在接地電壓電平或接近接地電壓電平。因此，允許根據(jù)存儲(chǔ)器讀取操作、存儲(chǔ)器寫入操作等來(lái)控制位線及字線電壓電平510，從而在系統(tǒng)加電之后實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的正常操作。盡管前述揭示內(nèi)容展示本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例，但將了解，本發(fā)明的實(shí)施例不限于這些說(shuō)明。舉例來(lái)說(shuō)，只要功能性得以維持(例如，位線及/或字線電壓電平被維持在大體上低于寫入閾值以防止無(wú)效寫入操作)，就可修改圖5中所說(shuō)明的信號(hào)的特定時(shí)間間隔。 另外，本發(fā)明的實(shí)施例可包括用于執(zhí)行本文所論述的功能、步驟、動(dòng)作序列及/或算法的方法。舉例來(lái)說(shuō)，圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明用于在STT-MRAM陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。如圖所示，所述方法可包括在加電期間向預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)(框602)；響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將位線及/或字線保持到所要電壓電平(框 604)；以及在給定量的時(shí)間之后去活所述加電控制信號(hào)(框606)。將從本文所揭示的動(dòng)作 /功能序列認(rèn)識(shí)本發(fā)明的實(shí)施例的額外方法及方面，且將了解，本發(fā)明的實(shí)施例不限于圖6 中所說(shuō)明的流程圖。在一個(gè)或一個(gè)以上示范性實(shí)施例中，所描述的功能可以硬件、軟件、固件或其任何組合來(lái)實(shí)施。如果以軟件實(shí)施，那么可將功能作為一個(gè)或一個(gè)以上指令或代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀取媒體上或經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀取媒體來(lái)傳輸。計(jì)算機(jī)可讀取媒體包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒體及通信媒體兩者，通信媒體包括促進(jìn)將計(jì)算機(jī)程序從一處傳送到另一處的任何媒體。存儲(chǔ)媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。作為實(shí)例而非限制，此些計(jì)算機(jī)可讀取媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)裝置、磁盤存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)裝置， 或可用于以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式運(yùn)載或存儲(chǔ)所要程序代碼且可由計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒體。此外，嚴(yán)格地說(shuō)，可將任何連接均稱為計(jì)算機(jī)可讀取媒體。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無(wú)線電及微波等無(wú)線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，那么同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無(wú)線電及微波等無(wú)線技術(shù)包括在媒體的定義中。如本文中所使用的磁盤及光盤包括壓縮光盤 (CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟性磁盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。以上各項(xiàng)的組合也應(yīng)包括在計(jì)算機(jī)可讀取媒體的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的實(shí)施例可包括一種計(jì)算機(jī)可讀取媒體，所述計(jì)算機(jī)可讀取媒體包括存儲(chǔ)在其上以用于在自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的程序代碼。所述計(jì)算機(jī)可讀取媒體可包括用以在加電期間向第一多個(gè)預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)的程序代碼；以及用以響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將多個(gè)位線或多個(gè)字線中的至少一者保持到所要電壓電平的程序代碼。如上文所述，程序代碼可駐存在包括嵌入式存儲(chǔ)器的任何媒體中。當(dāng)程序代碼由機(jī)器(例如，處理器、控制器、狀態(tài)機(jī)等)存取并執(zhí)行時(shí)，其致使所述機(jī)器執(zhí)行所述程序代碼中所定義的操作。所述操作可僅由所述機(jī)器執(zhí)行，或可協(xié)同系統(tǒng)中可操作地耦合到所述機(jī)器的其它元件而執(zhí)行。雖然前述揭示內(nèi)容展示本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例，但應(yīng)注意，可在不脫離如由所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的實(shí)施例的范圍的情況下在本文中進(jìn)行各種改變及修改。舉例來(lái)說(shuō)，可酌情改變對(duì)應(yīng)于待激活的晶體管/電路的特定邏輯信號(hào)以實(shí)現(xiàn)所揭示的功能性，因?yàn)榫w管/電路可被修改成互補(bǔ)裝置(例如，互換PMOS與NMOS裝置)。同樣，不需要以任何特定次序來(lái)執(zhí)行本文中所描述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法的功能、步驟及/或動(dòng)作。此外，盡管可按單數(shù)形式描述或主張本發(fā)明的元件，但除非明確陳述限制于單數(shù)形式，否則還預(yù)期復(fù)數(shù)形式。
權(quán)利要求
1.一種自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)陣列，其包含多個(gè)位單元，其各自耦合到多個(gè)位線及字線中的一者；加電控制器，其經(jīng)配置以在加電期間提供加電控制信號(hào)以控制所述位線或所述字線中的至少一者的電壓電平；第一多個(gè)預(yù)充電晶體管，其分別耦合到所述多個(gè)位線或所述多個(gè)字線中的至少一者， 每一預(yù)充電晶體管經(jīng)配置以基于所述加電控制信號(hào)而將對(duì)應(yīng)的位線或字線放電到所要電壓電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STT-MRAM陣列，其中所述所要電壓電平小于所述位單元的寫入閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STT-MRAM陣列，其中所述所要電壓電平為接地電壓電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STT-MRAM陣列，其中所述加電控制信號(hào)耦合到每一預(yù)充電晶體管的柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STT-MRAM陣列，其進(jìn)一步包含第二多個(gè)預(yù)充電晶體管，其分別耦合到所述多個(gè)位線及所述多個(gè)字線中的另一者，每一預(yù)充電晶體管經(jīng)配置以基于所述加電控制信號(hào)而將對(duì)應(yīng)的位線或字線放電到所要電壓電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的STT-MRAM陣列，其中所述所要電壓電平小于所述位單元的寫入閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的STT-MRAM陣列，其中所述所要電壓電平為接地電壓電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的STT-MRAM陣列，其中所述加電控制信號(hào)耦合到每一預(yù)充電晶體管的所述柵極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STT-MRAM陣列，其中每一位單元包含存儲(chǔ)元件；以及字線晶體管，其耦合到所述存儲(chǔ)元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的STT-MRAM陣列，其中所述存儲(chǔ)組件為磁性隧道結(jié)(MTJ)，且其中所述字線晶體管與所述MTJ串聯(lián)耦合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STT-MRAM陣列，其中所述加電控制器經(jīng)配置以基于從系統(tǒng)控制器接收到的加電信息而提供所述加電控制信號(hào)持續(xù)一時(shí)間量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STT-MRAM陣列，其中所述加電控制器經(jīng)配置以提供所述加電控制信號(hào)持續(xù)一預(yù)定時(shí)間量。
13.一種在自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的方法，其包含在加電期間向第一多個(gè)預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)；以及響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將多個(gè)位線或多個(gè)字線中的至少一者保持到所要電壓電平。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包含響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將所述多個(gè)位線及所述多個(gè)字線中的另一者保持到所述所要電壓電平。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述所要電壓電平小于位單元的寫入閾值。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述所要電壓電平為接地電壓電平。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包含 從系統(tǒng)控制器接收加電信息；以及基于所述所接收到的加電信息在一時(shí)間量之后去活所述加電控制信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包含 在一預(yù)定時(shí)間量之后去活所述加電控制信號(hào)。
19.一種用于在自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的設(shè)備，其包含用于在加電期間向第一多個(gè)預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)的裝置；以及用于響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將多個(gè)位線或多個(gè)字線中的至少一者保持到所要電壓電平的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含用于響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將所述多個(gè)位線及所述多個(gè)字線中的另一者保持到所述所要電壓電平的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述所要電壓電平小于位單元的寫入閾值。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述所要電壓電平為接地電壓電平。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含 用于從系統(tǒng)控制器接收加電信息的裝置；以及用于基于所述所接收到的加電信息在一時(shí)間量之后去活所述加電控制信號(hào)的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包含用于在一預(yù)定時(shí)間量之后去活所述加電控制信號(hào)的裝置。
25.一種計(jì)算機(jī)可讀取媒體，其包括存儲(chǔ)于其上用于在自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)陣列的加電期間保護(hù)數(shù)據(jù)的程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀取媒體包含用以在加電期間向第一多個(gè)預(yù)充電晶體管提供加電控制信號(hào)的程序代碼；以及用以響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將多個(gè)位線或多個(gè)字線中的至少一者保持到所要電壓電平的程序代碼。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)可讀取媒體，其進(jìn)一步包含用于響應(yīng)于所述加電控制信號(hào)而將所述多個(gè)位線及所述多個(gè)字線中的另一者保持到所述所要電壓電平的程序代碼。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)陣列，其包括多個(gè)位單元(420到432)、一加電控制器(405)及第一多個(gè)預(yù)充電晶體管(410到413)。所述多個(gè)位單元各自耦合到多個(gè)位線(BL)及字線(WL)中的一者。所述加電控制器經(jīng)配置以在加電期間提供加電控制信號(hào)以控制所述位線或所述字線中的至少一者的電壓電平。所述第一多個(gè)預(yù)充電晶體管分別耦合到所述多個(gè)位線或所述多個(gè)字線中的至少一者，每一預(yù)充電晶體管經(jīng)配置以基于所述加電控制信號(hào)而將對(duì)應(yīng)的位線或字線放電到所要電壓電平。
文檔編號(hào)G11C11/16GK102197433SQ200980143154
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者升·H·康, 楊賽森 申請(qǐng)人:高通股份有限公司