磁性随机存储器及其读写方法技术

本发明专利技术提供一种磁性随机存储器及其读写方法，所述磁性随机存储器包括：主要由多个存储单元排列成的存储阵列，所述存储阵列由多条字线、多条位线以及多条源线控制，每个存储单元均具有磁性隧道结；所述磁性随机存储器在进行读或写操作时，所述存储阵列中与需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元所连接的位线和源线等电位。由此，就算相应的字线将与需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元的MOS管开启，由于非读写存储单元的MOS管的源极区与漏极区等电位，该MOS管也不会有电流流过，所以不会有误读与误写的问题。所以不会有误读与误写的问题。所以不会有误读与误写的问题。

【技术实现步骤摘要】
磁性随机存储器及其读写方法


[0001]本专利技术涉及存储器
，特别涉及一种磁性随机存储器及其读写方法。

技术介绍

[0002]磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)是一种新的内存和存储技术，可以像SRAM/DRAM一样快速随机读写，还可以像Flash闪存一样在断电后永久保留数据。
[0003]请参考图6，现有的常规磁性随机存储器包括：主要由多个存储单元cell排列成的存储阵列1，一字线解码器2，用以设定所述字线WL上的电位；一位线解码器3，用以设定所述位线BL上的电位；一源线解码器4，用以设定所述源线SL上的电位。其中，所述存储阵列1由多条字线WL、多条位线BL以及多条源线SL控制，每个存储单元cell由一个磁性隧道结MJT和一个MOS管组成。每一个存储单元需要连接三根线：MOS管的栅极连接到芯片的字线WL，负责接通或切断这个单元；MOS管的一极(源极或漏极)连在源线SL上，MOS管的另一极(漏极或源极)和磁性隧道结的一极相连，磁性隧道结的另一极连在位线BL上。具体地，所述存储阵列1中，连续三条字线标记为WLn-1、WLn、WLn+1，连续三条位线标记为BLn-1、BLn、BLn+1，连续三条源线线标记为SLn-1、SLn、SLn+1。从图6中可以看出，上下相邻的存储单元共享同一字线WL，但不共享同一源线SL和同一位线BL，即上下相邻的两存储单元的源线SL和位线BL均相互隔离开。
[0004]请继续参考图6，该磁性随机存储器的读写方法是在需要读或写的存储单元所连接的所述字线、位线和源线上施加相应的电位，例如假设字线WLn、位线BLn和源线SLn三条线确定的存储单元为需要读或写的存储单元，定义为celln，则在所连接的字线WLn、位线BLn和源线SLn上施加相应的电位。
[0005]上述这种磁性随机存储器，由于上下相邻的存储单元不共享位线和源线，单个MRAM存储单元的面积较大，无法满足高存储密度的MRAM的需求。
[0006]另外，随着MRAM技术不断进步，出现了一些高存储密度的MRAM，但这些高存储密度的MRAM在读写过程中存在误读写的问题。
[0007]因此，如何将MRAM存储单元进一步做小，以提高MRAM的密度，并防止高存储密度的MRAM的误读写，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种磁性随机存储器及其读写方法，将MRAM存储单元进一步做小，以提高MRAM的密度，并防止高存储密度的MRAM的误读写。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种磁性随机存储器，包括：主要由多个存储单元排列成的存储阵列，所述存储阵列由多条字线、多条位线以及多条源线控制，每个存储单元均具有磁性隧道结；所述磁性随机存储器在进行读或写操作时，所述存储阵列中与需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元所连接的源线和位线等电位。
[0010]可选地，与所述需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元包括：与所述需要读或写的存储单元共享同一字线。
[0011]可选地，一部分所述非读写存储单元的位线和源线等电位且与所述需要读或写的存储单元的位线的电位相等；另一部分所述非读写存储单元的位线和源线等电位且与所述需要读或写的存储单元的源线的电位相等。
[0012]可选地，所述磁性随机存储器包括：
[0013]半导体衬底，所述半导体衬底中设置有呈条状且沿第一方向和第二方向排列的多个有源区，每个所述有源区沿第三方向延伸，所述第二方向和所述第一方向垂直，所述第三方向与所述第一方向和第二方向均相交；
[0014]所有的所述字线沿第一方向排布在所述半导体衬底上，且每条所述字线沿第二方向延伸并跨设在多个所述有源区上，每条所述字线将相应的所述有源区分为源极区和漏极区；
[0015]每条所述源线通过第一金属层形成并连接相应的所述源极区；
[0016]每个所述磁性隧道结底部通过相应的第二金属层连接相应的所述漏极区，顶部连接第三金属层，所述第三金属层用于形成相应的所述位线；
[0017]其中，每个所述有源区和设置在所述有源区上方的所述字线形成相应的MOS管，所述有源区处形成的相应的MOS管和所述漏极区上方相应的所述磁性隧道结组成一个存储单元。
[0018]可选地，所述磁性随机存储器包括：
[0019]半导体衬底，所述半导体衬底中设置有多个沿第一方向延伸呈条状并沿第二方向排列的有源区；
[0020]所有的所述字线沿第一方向排布在所述半导体衬底上，且每条所述字线沿第二方向延伸并跨设在多个所述有源区上，每条所述字线将相应的所述有源区分为源极区和漏极区；
[0021]每条所述源线通过第一金属层形成并连接相应的所述源极区；
[0022]每个所述磁性隧道结底部通过相应的第二金属层连接相应的所述漏极区，顶部连接第三金属层，所述第三金属层用于形成相应的位线；
[0023]其中，每个所述有源区和设置在所述有源区上方的所述字线形成相应的MOS管，所述有源区处形成的相应的MOS管和所述漏极区上方相应的所述磁性隧道结组成一个存储单元。
[0024]可选地，每个所述存储单元最少仅具有一个MOS管。
[0025]可选地，除所述磁性随机存储器的阵列边界上所述存储单元以外的每个存储单元的MOS管的源极区和漏极区与周围相邻的存储单元共享，每个所述存储单元的面积为4F2，其中，F是特征尺寸。
[0026]可选地，所述第一方向和所述第三方向的夹角包括但不仅限于45度。
[0027]可选地，所述磁性随机存储器还包括：一字线解码器，用以设定所述字线上的电位；一位线解码器，用以设定所述位线上的电位；一源线解码器，用以设定所述源线上的电位。
[0028]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种磁性随机存储器的读写方法，包括：
[0029]设定需要读或写的存储单元所连接的所述字线、位线和源线上的电位；
[0030]确定与所述需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元，并将所述非读写存储单元所连接的源线或位线的电位设定为与所述读或写的存储单元所连接的源线或位线的电位相等；
[0031]对所述需要读或写的存储单元进行读或者写操作。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的磁性随机存储器及其读写方法，具有以下有益效果：
[0033]1、所述磁性随机存储器在进行读或写操作时，所述存储阵列中与需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元所连接的源线和位线等电位，由此，就算相应的字线将与需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元的MOS管开启，由于非读写存储单元的MOS管的源极区与漏极区等电位，该MOS管也不会有电流流过，所以不会有误读与误写的问题。
[0034]2、所述磁性随机存储器中的有源区为在一个方向上连续延伸为条状的结构，且在字线延伸方向上共享同一字线的相邻两个存储单元可以进一步共享同一源线或同一条位线，因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性随机存储器，其特征在于，所述磁性随机存储器包括：主要由多个存储单元排列成的存储阵列，所述存储阵列由多条字线、多条位线以及多条源线控制，每个存储单元均具有磁性隧道结；所述磁性随机存储器在进行读或写操作时，所述存储阵列中与需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元所连接的位线和源线等电位。2.如权利要求1所述的磁性随机存储器，其特征在于，与所述需要读或写的存储单元相邻的非读写存储单元包括：与所述需要读或写的存储单元共享同一字线的存储单元。3.如权利要求2所述的磁性随机存储器，其特征在于，一部分所述非读写存储单元的位线和源线等电位且与所述需要读或写的存储单元的位线的电位相等；另一部分所述非读写存储单元的位线和源线等电位且与所述需要读或写的存储单元的源线的电位相等。4.如权利要求1所述的磁性随机存储器，其特征在于，所述磁性随机存储器包括：半导体衬底，所述半导体衬底中设置有呈条状且沿第一方向和第二方向排列的多个有源区，每个所述有源区沿第三方向延伸，所述第二方向和所述第一方向垂直，所述第三方向与所述第一方向和第二方向均相交；所有的所述字线沿第一方向排布在所述半导体衬底上，且每条所述字线沿第二方向延伸并跨设在多个所述有源区上，每条所述字线将相应的所述有源区分为源极区和漏极区；每条所述源线通过第一金属层形成并连接相应的所述源极区；每个所述磁性隧道结底部通过相应的第二金属层连接相应的所述漏极区，顶部连接第三金属层，所述第三金属层用于形成相应的所述位线；其中，每个所述有源区和设置在所述有源区上方的所述字线形成相应的MOS管，所述有源区处形成的相应的MOS管和所述漏极区上方相应的所述磁性隧道结组成一个存储单元。5.如权利要求1所述的磁性随机存储器，其特征在于，所述磁性随机存储器包括：半...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴巍，徐征，
申请(专利权)人：徐征，
类型：发明
国别省市：