The present invention provides a magnetic random access memory array, including a plurality of magnetic memory elements, magnetic random access memory also includes a self reference reading module, self reference reading module according to the magnetic tunnel junction magnetic memory unit to change state voltage high resistance state, read logic state from magnetic memory unit. The invention also provides a magnetic memory unit reading method for the magnetic random access memory. The invention provides a magnetic random access memory and a magnetic memory cell reading method, magnetic bias resistance using magnetic tunnel junction dependent, read self reference data, solves the problem of reference resistance standard read data difference distribution demanding due to the high rate of read error.
【技术实现步骤摘要】
一种磁性随机存储器及其磁性记忆单元读取方法
本专利技术涉及半导体芯片的存储器领域,具体涉及一种磁性随机存储器及其磁电阻记忆单元读取方法。
技术介绍
磁性随机存储器(MRAM)是一种新兴的非挥发性存储技术。它拥有高速的读写速度和高集成度,且可以被无限次的重复写入。一个磁性随机存储器是由阵列的磁性记忆单元组成。每个磁性记忆单元包含了一个叫磁性隧道结(MTJ)的结构。磁性隧道结是由两层铁磁性材料夹着一层非常薄的非铁磁绝缘材料组成的。其中一层铁磁材料是具有固定磁化方向的参考层,另一层铁磁材料则是可变磁化方向的记忆层,它的磁化方向可以和固定磁化层相平行或反平行。磁性隧道结的电阻值取决于这两层铁磁性材料的磁化方向:它们方向一致则磁性隧道结电阻就低,反之磁性隧道结电阻就高。一般高电阻态为逻辑“1”,低电阻态为逻辑“0”。改变记忆层的磁化方向就改变了磁性隧道结的电阻态,而检测磁性隧道结的电阻态就可以知道磁性记忆单元内的存储内容。不同的磁性随机存储器采用不同的方法来改变记忆层的磁化方向。第一代场转换磁性随机存储器是用较大电流在磁性隧道结产生磁场来改变记忆层的磁场方向。新的自旋扭矩转换磁性随机存储器(STTMRAM)是使用电流脉冲直接穿过磁性隧道结,电流的方向可以改变记忆层的磁化方向,从而决定了磁性隧道结的电阻态和磁性记忆单元的逻辑态。这种新型的磁性随机存储器不仅能耗非常低,而且由于所需的转换电流可以随着磁性隧道结的尺寸减小而减小,因此可以适合未来半导体芯片结点尺寸进一步缩小的需求。但是随着磁性随机存储器内的磁性隧道结的数量不断增加,尺寸不断缩小,对制造的工艺要求也越来越高, ...
【技术保护点】
一种磁性随机存储器,包括多个磁性记忆单元构成的阵列,其特征在于,磁性随机存储器还包括自参照读取模块,所述自参照读取模块用于根据磁性记忆单元的磁性隧道结改变为高阻态的状态电压,读取所述磁性记忆单元的逻辑状态。
【技术特征摘要】
1.一种磁性随机存储器,包括多个磁性记忆单元构成的阵列,其特征在于,磁性随机存储器还包括自参照读取模块,所述自参照读取模块用于根据磁性记忆单元的磁性隧道结改变为高阻态的状态电压,读取所述磁性记忆单元的逻辑状态。2.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述自参照读取模块包括状态获取缓存模块、高阻态状态获取模块以及比较器,所述状态获取缓存模块用于获取并缓存磁性记忆单元的磁性隧道结的第一状态的电压,所述第一状态为磁性隧道结的当前状态;所述高阻态状态获取模块用于读取第二状态的电压,所述第二状态为所述磁性隧道结改变为高阻态的状态;所述比较器用于比较所述第一状态的电压与所述第二状态的电压。3.如权利要求2所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述状态获取缓存模块包括读电流驱动器与电压获取缓存电路,所述读电流驱动器用于向磁性隧道结施加读电流,所述电压获取缓存电路用于获取并缓存所述磁性隧道结的第一状态电压。4.如权利要求3所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述高阻态状态获取模块包括写电流驱动器与电压获取电路,所述写电流驱动器用于向磁性隧道结施加第一写电流,所述第一写电流将所述磁性隧道结改变为高阻态,所述电压获取电路用于获取所述磁性隧道结的第二状态的电压。5.如权利要求4所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述电压获取电路还包括分压电路,用于调整所述第二状态的电压。6.如权利要求5所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述分压电路的分压电阻具有以下关系:RD/(RD+RU)=I1/I2其中,RD、RU为分压电阻,I1为读电流,I2为第一写电流。7....
【专利技术属性】
技术研发人员:俞华樑,郭一民,陈峻,
申请(专利权)人:上海磁宇信息科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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