磁性随机存取存储器制造技术

公开了一种磁性随机存取存储器(MRAM)、包括其的存储模块和存储系统、以及MRAM的控制方法。MRAM包括被配置为根据磁化方向在至少两个状态之间变化的磁性存储单元，以及支持多个工作模式的模式寄存器。

Magnetic random access memory

A magnetic random access memory (MRAM), a storage module and a storage system including it, and a control method of MRAM are disclosed. The MRAM includes a magnetic memory cell configured to vary between at least two states according to the magnetization direction, and a mode register that supports multiple operating modes.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2013年5月17日、申请号为201310185288.X、专利技术名称为“磁性随机存取存储器”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用此申请要求于2012年5月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0052594的优先权，通过引用将其公开全面合并于此。
公开的实施例涉及一种半导体存储设备，并且更具体地，涉及一种包括非易失性磁层的磁性随机存取存储器(MRAM)的工作模式。
技术介绍
半导体产品的体积正在逐渐减小，但是半导体产品仍然使用大容量的数据处理。从而，增加半导体产品中使用的存储设备的工作速度和集成度是有帮助的。为了满足这样的特性，已经提出了一种通过使用根据磁性材料的极性改变的电阻变化来实现存储器功能的MRAM。
技术实现思路
公开的实施例提供了一种提供各种工作模式的磁性随机存取存储器(MRAM)，以及包括其的存储模块和存储系统。各种工作模式可以用于执行高速、高容量及低功耗的功能。根据一个实施例，提供了一种磁性随机存取存储器(MRAM)，其包括被配置为根据磁化方向在至少两个状态之间变化的磁性存储单元，MRAM包括支持MRAM的多个工作模式的模式寄存器，其中每个工作模式与MRAM的一组工作特性关联。可以使用模式寄存器来设置脉冲(burst)长度，脉冲长度指示针对MRAM的读或写命令可存取的列位置的最大数目。可以使用模式寄存器来设置读脉冲类型，读脉冲类型定义在数据终端上从MRAM输出的数据的次序。可以使用模式寄存器来设置列地址选通(CAS)延迟，CAS延迟定义MRAM的读命令和有效输出数据的首位之间的时钟周期延迟。可以使用模式寄存器来设置MRAM的测试模式。可以使用模式寄存器来提供MRAM的延迟锁定环(DLL)重置特性。可以使用模式寄存器来提供用于MRAM的自动预充电的写恢复和读命令至预充电特性。可以使用模式寄存器来在MRAM的预充电省电模式期间选择延迟锁定环(DLL)使用。可以使用模式寄存器来选择MRAM的延迟锁定环(DLL)启用或禁用。模式寄存器可以用于输出MRAM的驱动器阻抗控制。可以使用模式寄存器来选择MRAM的额外延迟。可以使用模式寄存器来提供写均衡特性来补偿MRAM的时钟和选通之间的偏斜。可以使用模式寄存器来提供MRAM的片上端接特性。可以使用模式寄存器来提供当在没有MRAM的命令情况下而在操作期间选择的注册标称端接(nominaltermination)或停驻端接(parktermination)、以及写命令被注册时，所选择的动态端接。可以使用模式寄存器来提供启用MRAM的额外端接电阻输出的端接数据选通功能。可以使用模式寄存器来提供MRAM的输出缓冲器启用或禁用功能。可以使用模式寄存器来提供通过MRAM的内部写命令和有效输入数据的首位之间的时钟周期延迟来定义的列地址选通(CAS)写延迟功能。可以使用模式寄存器来提供启用在MRAM和存储控制器之间发送的数据的循环冗余校验(CRC)计算的写CRC功能。可以使用模式寄存器来提供用于读取MRAM的预定系统时序校准位序列的多目的寄存器(MPR)功能。模式寄存器可以提供在MRAM的多次读/写期间的训练模式、命令和地址(CA)奇偶校验错误日志、或模式寄存器读出功能。可以使用模式寄存器来提供用于选择MRAM的1/2速率时钟模式或1/4速率时钟模式的减速模式。可以使用模式寄存器来提供在MRAM的低频率模式寄存器设置(MRS模式寄存器信号)命令期间的1/2速率时钟模式，以及提供正常操作期间的1/4速率时钟模式。可以使用模式寄存器来提供每个MRAM编址模式，以用于中，将不同的片上端接(ODT)或参考电压值编程到一个等级(rank)中的MRAM。可以使用模式寄存器来控制MRAM的写命令延迟。当启用MRAM的CRC和数据掩码(DM)二者时，模式寄存器可以根据写命令延迟将向命令缓冲器发送的命令延迟预定的时钟周期。可以使用模式寄存器来控制用于读取存储在MRAM的模式寄存器中的数据的模式寄存器读模式。模式寄存器可以根据以下方法来读取数据：在其中向所有数据信号(DQ)通道返回相同的模式的串行数据返回方法、在其中并行于DQ通道读取数据的并行数据返回方法、或者在其中发布关于一个MPR的读命令之后向DQ通道返回不同的MPR的交错数据返回方法。可以使用模式寄存器来控制用于提供MRAM的最低功耗模式的最大省电模式。可以使用模式寄存器来提供监视MRAM的内部DQ参考电压的工作电压范围、步长、参考电压步进时间、参考电压全步进时间、或参考电压有效电平的参数的功能。可以使用模式寄存器来控制命令地址延迟功能，其中，通过在发布MRAM的命令之后启用命令/地址接收器时的时钟周期时间来定义命令地址延迟功能。可以使用模式寄存器来提供用于补偿MRAM的偏斜的读均衡的数据选通(DQS)的读前同步码(preamble)训练功能。可以使用模式寄存器来提供读前同步码功能，使得MRAM的数据选通(DQS)具有在DQ数据输出之前的预定前同步码时间。可以使用模式寄存器来提供读前同步码功能，使得MRAM的数据选通(DQS)具有在DQ数据输入之前的预定前同步码时间。可以使用模式寄存器来提供用于将CA奇偶校验延迟预定的时钟周期的CA奇偶校验延迟功能，其中可以计算MRAM的地址信号和命令信号的奇偶校验。可以使用模式寄存器来通知MRAM的CRC错误状态，使得确定由MRAM产生的错误是CRC错误还是地址/奇偶校验错误。可以使用模式寄存器来通知MRAM的CA奇偶校验错误状态，使得确定由MRAM产生的错误是CRC错误还是地址/奇偶校验错误。可以使用模式寄存器来控制MRAM的ODT输入缓冲器省电功能。可以使用模式寄存器来提供MRAM的DM功能。可以使用模式寄存器来提供用于倒置写数据以减少MRAM的功耗的写数据总线倒置(DBI)功能。可以使用模式寄存器来提供用于倒置读取数据以减少MRAM的功耗的读DBI功能。可以使用模式寄存器来提供基于MRAM的VDDQ电压的内部DQ参考电压训练功能。可以使用模式寄存器来控制定义MRAM的CAS至CAS命令延迟时间的tCCD时序。可以使用模式寄存器来提供当发送MRAM的写数据的CRC值时的延迟设置。可以使用模式寄存器来提供当发送MRAM的读数据的CRC值时的延迟设置。根据另一实施例，提供了一种半导体设备，包括：至少一个贯穿电极；和通过至少一个贯穿电极彼此电连接的半导体层，并且包括磁性随机存取存储器(MRAM)，MRAM包括被配置为根据磁化方向在至少两个状态之间变化的磁性存储单元，其中半导体层每个包括支持MRAM的多个工作模式的模式寄存器，其中每个工作模式与用于MRAM的一组工作特性关联。根据另一实施例，提供了一种存储模块，包括：模块板；以及至少一个磁性随机存取存储器(MRAM)芯片，其安装在模块板上并且包括被配置为根据磁化方向在至少两个状态之间变化的磁性存储单元，其中至少一个MRAM芯片包括支持多个工作模式的模式寄存器，其中每个工作模式与用于MRAM的一组工作特性关联。存储模块可以进一步包括缓冲器芯片，其安装在模块板上并且管理至少一个MRAM芯片的操作。根据另一实施例，提供了一种存储系统，包括：磁性随机存取存储器(MRAM)，其包括被配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储系统，包括：磁性随机存取存储器(MRAM)，其包括被配置为根据磁化方向在至少两个状态之间变化的磁性存储单元；及存储控制器，其与MRAM通信，其中，MRAM包括支持多个工作模式的模式寄存器，并且其中：所述存储控制器被配置为用于以下：选择第一模式寄存器设置代码，所述第一模式寄存器设置代码包括用来在不同模式寄存器状态之间进行选择的一组预定位，每个模式寄存器状态与多个工作模式之一对应并且用于设置一组工作特性；以及输出包括第一模式寄存器设置代码的第一命令，其中，该组预定位的每一位具有特定值以用于选择与第一组工作特性关联的第一工作模式，其中，第一模式寄存器设置代码用于根据第一组工作特性来控制MRAM的操作。

【技术特征摘要】
2012.05.17 KR 10-2012-00525941.一种存储系统，包括：磁性随机存取存储器(MRAM)，其包括被配置为根据磁化方向在至少两个状态之间变化的磁性存储单元；及存储控制器，其与MRAM通信，其中，MRAM包括支持多个工作模式的模式寄存器，并且其中：所述存储控制器被配置为用于以下：选择第一模式寄存器设置代码，所述第一模式寄存器设置代码包括用来在不同模式寄存器状态之间进行选择的一组预定位，每个模式寄存器状态与多个工作模式之一对应并且用于设置一组工作特性；以及输出包括第一模式寄存器设置代码的第一命令，其中，该组预定位的每一位具有特定值以用于选择与第一组工作特性关联的第一工作模式，其中，第一模式寄存器设置代码用于根据第一组工作特性来控制MRAM的操作。2.根据权利要求1所述的存储系统，进一步包括连接在MRAM和存储控制器之间的光链路，其中，通过所述光链路来通信电到光转换信号或光到电转换信号。3.一种控制磁性随机存取存储器(MRAM)的操作的方法，MRAM包括被配置为根据磁化方向在至少两个状态之间变化的磁性存储单元，所述方法包括：选择第一模式寄存器设置代码，第一模式寄存器设置代码包括用来在不同模式寄存器状态之间进行选择的一组预定位，每个模式寄存器状态用于设置一组工作特性；以及输出包括第一模式寄存器设置代码的第一命令，其中，该组预定位的每一位具有特定值以用于选择用于设置第一组工作特性的第一模式寄存器状态，其中，第一模式寄存器...

【专利技术属性】
技术研发人员：金灿景，姜东锡，金惠珍，朴哲佑，孙东贤，李润相，姜尚范，吴泂录，车秀镐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR