根据存储器单元的大小生成改善的写入电压的存储器设备制造技术

公开了一种包括磁性存储器元件的存储器设备。该存储器设备包括：存储器单元阵列，包括第一区域和第二区域，第二区域配置为存储写入电压的值，写入电压基于用于确定被编程的存储器单元处于平行状态还是反平行状态的参考电阻器的值；电压发生器，配置为基于写入电压的值生成代码值；以及写入驱动器，配置为基于代码值来驱动写入电流，写入电流是用于将数据存储在第一区域中的电流。储在第一区域中的电流。储在第一区域中的电流。

【技术实现步骤摘要】
根据存储器单元的大小生成改善的写入电压的存储器设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2020年8月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2020
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0101344号的优先权，该韩国专利申请的内容通过引用全文合并于此。


[0003]一些示例实施例涉及半导体设备，更具体地，涉及包括磁隧道结元件的存储器设备和/或用于测试和操作该半导体设备的方法。

技术介绍

[0004]如今，正在使用各种类型的电子设备。由于期望高速低功率的电子设备，因此电子设备会需要满足以下至少一些的存储器设备：高可靠性、高速度和低功耗。为了满足这些期望，已经提出了磁性存储器元件作为存储器设备的存储元件。因为磁性存储器元件以高速操作并且是非易失性的，所以磁性存储器元件作为下一代半导体存储器元件受到关注。
[0005]一般，磁性存储器元件可以包括磁隧道结(MTJ)，例如MTJ元件。MTJ元件可以包括两种磁性材料和插置在其间的绝缘层。MTJ元件的电阻值可以取决于这两种磁性材料的磁化方向而变化。例如，当这两种磁性材料的磁化方向彼此反平行时，MTJ元件可以具有大的电阻值，当这两种磁性材料的磁化方向彼此平行时，MTJ元件可以具有较小的电阻值。可以通过使用电阻值之间的差异来写入或读取数据。
[0006]同时，关于磁性存储器元件所期望的可靠性和/或耐久性，当通过使用过大幅度的电压和/或电流对存储器设备进行写入时，存储器设备的耐久性可能是有问题的，当通过使用不足幅度的电压和/或电流对存储器设备进行写入时，存储器设备的可行性可能是有问题的。特别地，因为写入电压和/或电流的值在测试(例如，晶片测试)过程期间由存储器供应商/供货方存储在存储器设备中，所以如果一旦确定，则写入电压和/或电流的值会对存储器设备的性能有很大影响。

技术实现思路

[0007]一些示例实施例提供了能够通过少量(例如，最少)次数的写入操作来确定改善的(例如，最优的)参考电阻器的值以及基于由此确定的参考电阻器的值来确定改善的(例如，最优的)写入电压的值的设备和/或方法。
[0008]根据一些示例实施例，一种存储器设备包括：存储器单元阵列，包括第一区域和第二区域，第二区域配置为存储写入电压的值，写入电压基于用于确定被编程的存储器单元处于平行状态还是反平行状态的参考电阻器的值；电压发生器，配置为基于写入电压的值来生成代码值；以及写入驱动器，配置为基于代码值来驱动写入电流，写入电流是用于将数据存储在第一区域中的电流。
[0009]根据一些示例实施例，一种存储器设备的操作方法包括：将存储器设备写入为第一状态；通过使用具有不同值的第一多个电阻器对被编程为第一状态的存储器设备的故障
比特计数，第一多个电阻器对应于多个参考电阻器中的每个；将存储器设备写入为第二状态；通过使用第一多个电阻器对被编程为第二状态的存储器设备的故障比特计数；基于(A)与第一状态相关联的计数结果和(B)与第二状态相关联的计数结果从第一多个电阻器中选择所选择的参考电阻器；以及基于所选择的参考电阻器的值为存储器设备确定写入电压的值。
[0010]根据一些示例实施例，一种存储器设备包括：存储器单元阵列，包括第一区域和第二区域，第二区域配置为存储参考电阻器的值和写入电压的值，写入电压的值基于参考电阻器的值来确定，参考电阻器的值基于以下来确定：(A)对于多个电阻值中的每个电阻值、对被编程为第一状态的第一区域的故障比特数量计数的第一结果，以及(B)对于所述多个电阻值中的每个电阻值、对被编程为第二状态的第一区域的故障比特数量计数的第二结果；列解码器，配置为选择与存储器单元连接的位线，存储器单元选自第一区域的存储器单元；行解码器，配置为驱动与所选择的存储器单元连接的字线；电压发生器，配置为基于写入电压的值生成代码值；以及写入驱动器，配置为驱动写入电流并通过所选择的位线将驱动的写入电流提供给所选择的存储器单元，写入电流是用于将数据存储在所选择的存储器单元中的电流，写入电流基于代码值。
附图说明
[0011]示例实施例的以上及其他目的和特征将通过参照附图详细描述其实施例而变得明显。
[0012]图1示出其中集成根据专利技术构思的一些示例实施例的存储器设备的基板。
[0013]图2示出了图1的存储器设备的配置。
[0014]图3是示出图2的存储器单元阵列的配置的电路图。
[0015]图4是示出图2的存储器单元阵列的配置的电路图
[0016]图5和图6示出了图3的存储器单元的配置。
[0017]图7是示出与图4的存储器单元相关联的配置的概念图。
[0018]图8示出了与图5或图6的存储器单元的写入状态相关联的曲线图。
[0019]图9概念性地示出了根据专利技术构思的一些示例实施例、如何为存储器设备确定最优参考电阻器的值。
[0020]图10概念性地示出了在针对存储器设备的测试操作中确定的最优参考电阻器的值和与其相对应的最优写入电压的值之间的关系。
[0021]图11概念性地示出了根据专利技术构思的一些示例实施例、如何测试存储器设备。
[0022]图12概念性地示出了根据专利技术构思的一些示例实施例、如何对存储器设备执行测试操作。
[0023]图13概念性地示出了根据专利技术构思的一些示例实施例、如何测试存储器设备。
[0024]图14示出了图11的驱动器的配置。
[0025]图15和图16示出了基于从图14的电压发生器输出的代码值而操作的驱动器的操作。
[0026]图17是示出根据专利技术构思的一些示例实施例的存储器设备的测试方法的流程图。
[0027]图18示出了根据专利技术构思的一些示例实施例的测试系统。
具体实施例
[0028]下面，可以以本领域普通技术人员可以容易地实现一些示例实施例的程度详细且清楚地描述专利技术构思的一些示例实施例。
[0029]在详细描述中参照术语“单元”、“模块”、“块”、“电路”、“～器”或“～件”、“表”、“设备”、“区域”等描述的一些组件和/或附图所示的功能块可以用软件、硬件或其组合来实现。例如，软件可以是或包括机器代码、固件、嵌入式代码或应用软件，并且可以以暂时的或非暂时的方式存储。例如，硬件可以包括处理电路，诸如电气电路、电子电路、处理器、计算机、集成电路、集成电路核心、FPGA、压力传感器、惯性传感器、微机电系统(MEMS)、无源元件或其组合。
[0030]图1示出了其中集成根据专利技术构思的一些示例实施例的存储器设备的基板1。基板1可以包括多个管芯或设备(诸如包括第一存储器设备C1和第二存储器设备C2的存储器设备)以及在存储器设备之间的划片槽区域3。存储器设备可以在第一方向D1和第二方向D2上二维地布置。每个存储器设备可以被划片槽区域3围绕。例如，划片槽区域3可以被限定在沿第一方向D1相邻的存储器设备之间以及在沿第二方向D2相邻的存储器设备之间。另外，尽管在图1中示出了一定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器设备，包括：存储器单元阵列，包括第一区域和第二区域，第二区域配置为存储写入电压的值，写入电压基于用于确定被编程的存储器单元处于平行状态还是反平行状态的参考电阻器的值；电压发生器，配置为基于写入电压的值来生成代码值；以及写入驱动器，配置为基于代码值来驱动写入电流，写入电流是用于将数据存储在第一区域中的电流。2.根据权利要求1所述的存储器设备，其中存储器单元阵列包括多个存储器单元，以及所述多个存储器单元中的每个包括：单元晶体管，包括第一端、第二端和栅电极，该第一端与源极线连接并且该栅电极与字线连接；以及磁隧道结，包括第一端和第二端，磁隧道结的第一端与单元晶体管的第二端连接，并且磁隧道结的第二端与位线连接。3.根据权利要求1所述的存储器设备，还包括：电流源，配置为生成第一读取电流和第二读取电流；以及感测电路，包括配置为放大第一电压降和第二电压降之间的差的感测放大器，第一电压降根据第一读取电流向第一位线的施加处于第一节点处，第一位线与所选择的存储器单元连接，第二电压降根据第二读取电流向参考位线的施加处于第二节点处。4.根据权利要求3所述的存储器设备，还包括：电阻器，具有与参考位线连接的参考电阻器的值。5.根据权利要求4所述的存储器设备，其中存储器单元阵列中包括的晶体管的栅电极对应于栅多晶硅，以及具有参考电阻器的值的电阻器包括栅极多晶硅。6.根据权利要求3所述的存储器设备，还包括：至少一个第一存储器单元，其中所述至少一个第一存储器单元与参考位线连接，所述至少一个第一存储器单元在结构上与所选择的存储器单元相同。7.根据权利要求1所述的存储器设备，其中写入驱动器包括：至少一个第一类型的晶体管，所述至少一个第一类型的晶体管中的每个包括与第一电源电压连接的第一端和与输出节点连接的第二端；以及至少一个第二类型的晶体管，所述至少一个第二类型的晶体管中的每个包括与第二电源电压连接的第一端和与输出节点连接的第二端。8.根据权利要求7所述的存储器设备，其中代码值包括第一代码值和第二代码值，所述至少一个第一类型的晶体管配置为分别从电压发生器接收第一代码值的比特，以及所述至少一个第二类型的晶体管配置为分别从电压发生器接收第二代码值的比特。9.根据权利要求1所述的存储器设备，其中第二区域包括反熔丝单元阵列。10.一种存储器设备的操作方法，该方法包括：将存储器设备写入为第一状态；通过使用具有不同值的第一多个电阻器对被编程为第一状态的存储器设备的故障比特计数，第一多个电阻器对应于多个参考电阻器中的每个；
将存储器设备写入为第二状态；通过使用第一多个电阻器对被编程为第二状态的存储器设备的故障比特计数；基于(A)与第一状态相关联的计数结果和(B)与第二状态相关联的计数结果从第一多个电阻器中选择所选择的参考电阻器；以及基于所选择的参考电阻器的值为存储器设备确定写入电压的值。11.根据权利要求10所述的方法，其中选择所选择的参考电阻器包括对于所述多个参考电阻器中的每个基于对(A)与第一状态相关联的计数结果和(B)与第二状态相关联的计数结果求和的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：金大植，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：