MRAM磁干扰诊断系统技术方案

本公开涉及MRAM磁干扰诊断系统。提供了一种磁阻随机存取存储器(MRAM)诊断系统的实施例，其包括：在诊断模式期间将MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值一，其中所述MRAM单元阵列在半导体衬底的有源侧中实施；在所述预处理之后，将具有预定场强的第一磁干扰场施加到所述MRAM单元阵列，其中所述第一磁干扰场由天线生成，所述天线在所述半导体衬底的所述有源侧上方的多个导电和介电材料层中实施；在所述施加所述第一磁干扰场之后，执行第一纠错码(ECC)读取操作以读取所述MRAM单元阵列；以及响应于在所述第一ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置失效状态并退出所述诊断模式。

MRAM magnetic interference diagnosis system

【技术实现步骤摘要】
MRAM磁干扰诊断系统
本公开总体上涉及磁阻随机存取存储器(MRAM)系统，并且更具体地说，涉及一种使用MRAM磁干扰场的诊断系统。
技术介绍
与使用电荷来存储数据的随机存取存储器(RAM)技术相比，MRAM是一种使用磁极化来存储数据的存储器技术。MRAM的一个主要益处是，在没有施加的系统电源的情况下，其保留所存储的数据，这使其成为适合在各种装置中实施的非易失性存储器。虽然MRAM技术的产品化相对较新并且正在发展，但所述技术具有巨大的应用机会。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种用于操作磁阻随机存取存储器(MRAM)诊断系统的方法，所述方法包括：在诊断模式期间将MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值一，其中所述MRAM单元阵列在半导体衬底的有源侧中实施；在所述预处理之后，将具有预定场强的第一磁干扰场施加到所述MRAM单元阵列，其中所述第一磁干扰场由天线生成，所述天线在所述半导体衬底的所述有源侧上方的多个导电和介电材料层中实施；在所述施加所述第一磁干扰场之后，执行第一纠错码(ECC)读取操作以读取所述MRAM单元阵列；以及响应于在所述第一ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置失效状态并退出所述诊断模式。在一个或多个实施例中，所述施加所述第一磁干扰场包括：驱动电流信号在第一方向上通过所述天线，其中所述第一磁干扰场具有第一极性。在一个或多个实施例中，所述施加所述第一磁干扰场包括：在预定频率下根据预定占空比生成脉冲电流信号，其中选择所述预定占空比和所述预定频率的值以获得适用于生成所述第一磁干扰场的所述脉冲电流信号。在一个或多个实施例中，所述施加所述第一磁干扰场包括：使用一个或多个传感器将所述第一磁干扰场校准到所述预定场强，以检测所述第一磁干扰场的当前场强，其中增大或减小电流电平以分别将所述当前场强增大或减小到所述预定场强。在一个或多个实施例中，所述预定场强足够强以干扰所述MRAM单元阵列中的弱位单元，以便翻转其数据值。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：响应于检测到所述失效状态被设置，引退包含所述不可纠正的读取的位置，其中所述第一ECC操作避免读取任何经过引退的位置。在一个或多个实施例中，所述MRAM单元阵列是多个子阵列中的一个子阵列，并且所述天线是在相应的子阵列上方实施的多个天线中的一个天线，并且每一个天线被配置成生成相应的第一磁干扰场。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：响应于在所述第一ECC读取操作期间未检测到不可纠正的读取，将具有所述预定场强的第二磁干扰场施加到所述MRAM单元阵列，其中所述第二磁干扰场由所述天线生成；在所述施加所述第二磁干扰场之后，执行第二ECC读取操作以读取所述MRAM单元阵列；以及响应于在所述第二ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置所述失效状态并退出所述诊断模式。在一个或多个实施例中，所述施加所述第二磁干扰场包括：驱动所述电流信号在与所述第一方向相反的第二方向上通过所述天线，其中所述第二磁干扰场具有与所述第一极性相反的第二极性。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：响应于在所述第二ECC读取操作期间未检测到不可纠正的读取，将所述MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值零；在所述预处理之后，将具有所述预定场强的第三磁干扰场施加到所述MRAM单元阵列，其中所述第三磁干扰场由所述天线生成；在所述施加所述第三磁干扰场之后，执行第三ECC读取操作以读取所述MRAM单元阵列；以及响应于在所述第三ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置所述失效状态并退出所述诊断模式。在一个或多个实施例中，所述施加所述第三磁干扰场包括：驱动所述电流信号在所述第一方向上通过所述天线，其中所述第三磁干扰场具有所述第一极性。在一个或多个实施例中，所述施加所述第三磁干扰场包括：使用一个或多个传感器将所述第三磁干扰场校准到所述预定场强，以检测所述第三磁干扰场的当前场强，其中增大或减小电流电平以分别将所述当前场强增大或减小到所述预定场强。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：响应于在所述第三ECC读取操作期间确定没有不可纠正的读取，将具有所述预定场强的第四磁干扰场施加到所述MRAM单元阵列；在所述施加所述第四磁干扰场之后，执行第四ECC读取操作以读取所述MRAM单元阵列；响应于在所述第四ECC读取操作期间确定至少一个不可纠正的读取，设置所述失效状态并退出所述诊断模式。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：响应于在所述第四ECC读取操作期间确定没有不可纠正的读取，设置通过状态并退出所述诊断模式。根据本专利技术的第二方面，提供一种磁阻随机存取存储器(MRAM)诊断系统，包括：MRAM单元阵列，所述MRAM单元阵列在半导体衬底的有源侧中实施；天线，所述天线在所述半导体衬底的所述有源侧上方的多个导电和介电材料层中实施；信号发生器，所述信号发生器被配置成在所述天线上驱动电流信号；以及控制器，所述控制器被配置成：在诊断模式期间将所述MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值一；触发所述信号发生器以驱动所述天线生成具有预定场强的第一磁干扰场；在所述生成所述第一磁干扰场之后，执行第一纠错码(ECC)读取操作以读取所述MRAM单元阵列；并且响应于在所述第一ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置失效状态并退出所述诊断模式。在一个或多个实施例中，所述MRAM诊断系统进一步包括：侧向邻近于所述MRAM单元阵列的一个或多个磁场传感器，其中所述一个或多个磁场传感器中的每一个磁场传感器被配置成输出指示所述第一磁干扰场的场强的信号；以及电流源，所述电流源被配置成向所述信号发生器输出参考电流；其中所述控制器被进一步配置成：从所述一个或多个磁场传感器接收相应的信号；确定是否应当调整所述第一磁干扰场的当前场强以便达到所述预定场强；并且根据所述确定，调整所述参考电流的当前电流电平。在一个或多个实施例中，所述控制器被进一步配置成：响应于在所述第一ECC读取操作期间未检测到不可纠正的读取，触发所述信号发生器以驱动所述天线生成具有所述预定场强的第二磁干扰场；在生成所述第二磁干扰场之后，执行第二ECC读取操作以读取所述MRAM单元阵列；并且响应于在所述第二ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置所述失效状态并退出所述诊断模式。在一个或多个实施例中，所述控制器被进一步配置成：响应于在所述第二ECC读取操作期间检测到不可纠正的读取，将所述MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值零；触发所述信号发生器以驱动所述天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作磁阻随机存取存储器(MRAM)诊断系统的方法，其特征在于，所述方法包括：/n在诊断模式期间将MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值一，其中所述MRAM单元阵列在半导体衬底的有源侧中实施；/n在所述预处理之后，将具有预定场强的第一磁干扰场施加到所述MRAM单元阵列，其中所述第一磁干扰场由天线生成，所述天线在所述半导体衬底的所述有源侧上方的多个导电和介电材料层中实施；/n在所述施加所述第一磁干扰场之后，执行第一纠错码(ECC)读取操作以读取所述MRAM单元阵列；以及/n响应于在所述第一ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置失效状态并退出所述诊断模式。/n

【技术特征摘要】
20181213 US 16/219,2641.一种用于操作磁阻随机存取存储器(MRAM)诊断系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
在诊断模式期间将MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值一，其中所述MRAM单元阵列在半导体衬底的有源侧中实施；
在所述预处理之后，将具有预定场强的第一磁干扰场施加到所述MRAM单元阵列，其中所述第一磁干扰场由天线生成，所述天线在所述半导体衬底的所述有源侧上方的多个导电和介电材料层中实施；
在所述施加所述第一磁干扰场之后，执行第一纠错码(ECC)读取操作以读取所述MRAM单元阵列；以及
响应于在所述第一ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置失效状态并退出所述诊断模式。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述施加所述第一磁干扰场包括：
驱动电流信号在第一方向上通过所述天线，其中所述第一磁干扰场具有第一极性。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述施加所述第一磁干扰场包括：
在预定频率下根据预定占空比生成脉冲电流信号，其中选择所述预定占空比和所述预定频率的值以获得适用于生成所述第一磁干扰场的所述脉冲电流信号。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述施加所述第一磁干扰场包括：
使用一个或多个传感器将所述第一磁干扰场校准到所述预定场强，以检测所述第一磁干扰场的当前场强，其中增大或减小电流电平以分别将所述当前场强增大或减小到所述预定场强。


5.一种磁阻随机存取存储器(MRAM)诊断系统，其特征在于，包括：
MRAM单元阵列，所述MRAM单元阵列在半导体衬底的有源侧中实施；
天线，所述天线在所述半导体衬底的所述有源侧上方的多个导电和介电材料层中实施；
信号发生器，所述信号发生器被配置成在所述天线上驱动电流信号；以及
控制器，所述控制器被配置成：
在诊断模式期间将所述MRAM单元阵列中的所有位单元预处理为数据值一；
触发所述信号发生器以驱动所述天线生成具有预定场强的第一磁干扰场；
在所述生成所述第一磁干扰场之后，执行第一纠错码(ECC)读取操作以读取所述MRAM单元阵列；并且
响应于在所述第一ECC读取操作期间检测到至少一个不可纠正的读取，设置失效状态并退出所述诊断模式。


6.根据权利要求5所述的MRAM诊断系统，其特征在于，进一步包括：
侧向邻近于所述MRAM单元阵列的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·桑吉瓦拉奥，R·伊古奇，A·罗伊，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US