存储器装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种存储器装置，包括数据存储器阵列、参考存储器阵列及侦测电路。参考存储器阵列包括(N/2+1)条位线、(N/2)条源线及多个参考单元，N为正偶数。每行参考单元包括第(2n

【技术实现步骤摘要】
存储器装置及其操作方法


[0001]本专利技术关于非易失性随机存取存储器，特别是一种具有与数据存储器阵列结构相似的参考存储器阵列结构的存储器装置及其操作方法。

技术介绍

[0002]磁阻随机存取存储器(magnetoresistive random
‑
access memory，MRAM)等电阻式存储器装置系为一种非易失性随机存取存储器，通过改变存储器单元的阻值来储存数据。电阻式存储器件以其高运行速度、高容量、低功耗、低制造成本及高可靠性而受到广泛关注。
[0003]然而，在相关技术中，电阻式存储器件采用结构不一致的数据阵列及参考阵列。具体而言，在参考阵列中的单元行之间采用开关进行读写控制，而在数据阵列中则未包括开关。由于参考阵列及数据阵列的结构相异，参考阵列难以仿真数据阵列的特性。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种存储器装置，包括第一参考存储器阵列、数据存储器阵列、及侦测电路。第一参考存储器阵列包括第一参考单元及第二参考单元。第一参考单元包括第一端，耦接于第一参考位线；第二端，耦接于第一参考源线；及控制端，耦接于第一参考字线。第二参考单元包括第一端，耦接于第二参考位线；第二端，耦接于第一参考源线；及控制端，耦接于第一参考字线。数据存储器阵列包括第一数据单元及第二数据单元。第一数据单元包括第一端，耦接于第一位线；第二端，耦接于第一源线；及控制端，耦接于第一字线。第二数据单元包括第一端，耦接于第二位线；第二端，耦接于第二源线；及控制端，耦接于第一字线。侦测电路用以比较来自参考存储器阵列的参考电流及来自数据存储器阵列的数据电流。
[0005]本专利技术实施例提供另一种存储器装置，包括数据存储器阵列、参考存储器阵列、及侦测电路。数据存储器阵列包括多个存储器单元，用以输出数据电流。参考存储器阵列用以输出参考电流，并包括(N/2+1)条位线、(N/2)条源线、及多个参考单元，N为正偶数。多个参考单元排列成行及列。每个参考单元包括第一端及第二端。每行参考单元包括第(2n
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1)参考单元及第(2n)参考单元。第(2n
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1)参考单元包括第一端，耦接于(N/2+1)条位线中的第n位线；及第二端，耦接于(N/2)条源线中的第n源线，n为小于N/2+1的正整数。第(2n)参考单元包括第一端，耦接于(N/2+1)条位线中的第(n+1)位线；及第二端，耦接于(N/2)条源线中的第n源线。侦测电路耦接于数据存储器阵列及参考存储器阵列，及用以比较数据电流及参考电流以判断数据存储器阵列中存储器单元的数据状态。
[0006]本专利技术实施例提供另一种操作存储器装置的方法，存储器装置包括数据存储器阵列、参考存储器阵列及侦测电路，参考存储器阵列包括(N/2+1)条位线，(N/2)条源线，及多个参考单元，N为正偶数，多个参考单元排列成第一参考阵列、第二参考阵列及第三参考阵列，每行参考单元包括第(2n
‑
1)参考单元及第(2n)参考单元，第(2n
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1)参考单元包括第一
端，耦接于第n位线，及第二端，耦接于第n源线，第(2n)参考单元包括第一端，耦接于第(n+1)位线，及第二端，耦接于第n源线，n为小于N/2+1的正整数，侦测电路耦接于数据存储器阵列及参考存储器阵列。方法包括将数据存储器阵列中的多个存储器单元设置为第一状态以输出各个数据电流，将第二参考阵列中的多个参考单元及第三参考阵列中的多个参考单元设置为第二状态，将第一参考阵列中的多个参考单元及第二参考阵列中的一部分参考单元设置为第一状态，及从第一参考阵列、第二参考阵列及第三参考阵列中选定具有N行的第一组候选选择，以输出第一参考电流。方法进一步包括侦测电路比较第一参考电流及来自数据存储器阵列的各个数据电流，以判断多个存储器单元的各个数据状态，及依据多个存储器单元的各个数据状态，判断是否使用第一组候选选择来判断多个存储器单元的第一状态。
附图说明
[0007]第1图系为本专利技术实施例中的存储器装置的方块图。
[0008]第2图是第1图中的一种数据存储器阵列的电路示意图。
[0009]第3图是第1图中的一种参考存储器阵列的电路示意图。
[0010]第4图是第1图中的存储器装置的操作方法的流程图。
[0011]第5图是第1图中的另一种参考存储器阵列的电路示意图。
[0012]第6图显示由第1图中的参考存储器阵列在各种阻值模式下所产生的参考电流。
[0013]第7图是第1图中的另一种参考存储器阵列的电路示意图。
[0014]第8图显示第1图中的参考存储器阵列的参考单元的分布图。
[0015]第9A及9B图是第8图中的存储器装置的另一种操作方法的流程图。
[0016]其中，附图标记说明如下：
[0017]10:数据存储器阵列
[0018]12:参考存储器阵列
[0019]16:控制器
[0020]50,52,54,70,72:参考阵列
[0021]80:P状态分布
[0022]801:斜线区域
[0023]82:AP状态分布
[0024]821:虚线区域
[0025]400,900:操作方法
[0026]S402至S412,S902至S922:步骤
[0027]BLd(1)至BLd(P),BLr(1)至BLr(N/2+1):位线
[0028]Do:数据状态
[0029]idat:资料电流
[0030]iref:参考电流
[0031]MC(1,1)至MC(P,Q):存储器单元
[0032]RC(1,1)至RC(N,M):参考单元
[0033]Rd(1,1)至Rd(P,Q),Rr(1,1)至Rr(N,M):可变电阻组件
[0034]Rrp,Rr,Rrap:等效阻值
[0035]SLd(1)至SLd(P),SLr(1)至SLr(N/2):源线
[0036]Td(1,1)至Td(P,Q),Tr(1,1)至Tr(N,M):晶体管
[0037]WLd(1)至WLd(Q),WLr(1)至WLr(M):字线
具体实施方式
[0038]第1图系为本专利技术实施例中的存储器装置1的方块图。存储器装置1可以是磁阻随机存取存储器(magnetoresistive random
‑
access memory，MRAM)或其他的电阻存储器装置。存储器装置1包括数据存储器阵列10、参考存储器阵列12、侦测电路14及控制器16。控制器16可耦接于数据存储器阵列10及参考存储器阵列12。侦测电路14可耦接于数据存储器阵列10及参考存储器阵列12。
[0039]数据存储器阵列10包括多个存储器单元用以储存数据。参考存储器阵列12包括多个参考单元用以产生参考电流iref。参考存储器阵列12的参考单元的电路设置及电连接可以和数据存储器阵列10中的存储器单元相似本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器装置，包括：一第一参考存储器阵列，包括：一第一参考单元，包括一第一端，耦接于一第一参考位线；一第二端，耦接于一第一参考源线；及一控制端，耦接于一第一参考字线；及一第二参考单元，包括一第一端，耦接于一第二参考位线；一第二端，耦接于该第一参考源线；及一控制端，耦接于该第一参考字线；一数据存储器阵列，包括：一第一数据单元，包括一第一端，耦接于一第一位线；一第二端，耦接于一第一源线；及一控制端，耦接于一第一字线；及一第二数据单元，包括一第一端，耦接于一第二位线；一第二端，耦接于一第二源线；及一控制端，耦接于该第一字线；及一侦测电路，用以比较来自该参考存储器阵列的一参考电流及来自该数据存储器阵列的一数据电流。2.如权利要求1所述的存储器装置，其中，该第一参考存储器阵列还包括：一第三参考单元，包括一第一端，耦接于该第二参考位线；一第二端，耦接于一第二参考源线；及一控制端，耦接于该第一参考字线。3.如权利要求1所述的存储器装置，其中，该第一参考存储器阵列还包括：一第三参考单元，包括一第一端，耦接于该第一参考位线；一第二端，耦接于该第一参考源线；及一控制端，耦接于一第二参考字线；及一第四参考单元，包括一第一端，耦接于该第二参考位线；一第二端，耦接于该第一参考源线；及一控制端，耦接于该第二参考字线。4.如权利要求3所述的存储器装置，其中该侦测电路耦接于该第一位线以接收对应于该第一数据单元的该数据电流，及耦接该第一参考位线以接收对应于该第一参考单元、该第二参考单元、该第三参考单元及该第四参考单元的该参考电流，以判断数据存储器阵列中耦接于该第一位线的该第一数据单元的一数据状态。5.如权利要求1所述的存储器装置，其中，该第一参考单元及该第一数据单元具有相同的结构。6.如权利要求1所述的存储器装置，其中该第一参考单元通过一金属层耦接于该第二参考单元。7.如权利要求1所述的存储器装置，还包括:一第二参考阵列，耦接于该第一参考位线，其中该第一参考阵列被设置为一第一状态且该第二参考阵列被设置为一第二状态。8.如权利要求7所述的存储器装置，其中：该第一个参考阵列系为一N
×
N阵列；及该第二个参考阵列系为一N
×
N阵列，N为一正整数。9.如权利要求7所述的存储器装置，还包括:一第三参考阵列，耦接于该第一参考位线，包括多行参考单元；其中该多行参考单元中耦接于一第三参考字线的一行包括一第一部分及一第二部分；其中，在通过接收一第一电压而将第一部分设置为该第一状态的前，通过接收一第二
电压而将该行设置为该第二状态，其中该第一电压大于该第二电压。10.如权利要求9所述的存储器装置，其中当该第一部分具有第一奇数个参考单元时，耦接于该行中第二奇数个参考单元的该第一参考位线用以接收该第一电压。11.如权利要求9所述的存储器装置，其中当该第一部分具有偶数个参考单元时，耦接于该行中奇数个参考单元的该第一参考位线用以接收该第二电压。12.如权利要求1所述的存储器装置，其中每个数据单元及每个参考单元各自包括一磁阻随机存取存储器(magnetoresistive random
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access memory)单元。13.如权利要求1所述的存储器装置，其中，该第一源线耦接于该第二源线。14.一种存储器装置，包括：一数据存储器阵列，包括多个存储器单元，用以输出一数据电流；一参考存储器阵列，用以输出一参考电流，包括：(N/2+1)条位线，N为一正偶数；(N/2)条源线；及多个参考单元，排列成行及列，每个参考单元包括一第一端及一第二端，每行参考单元包括：一第(2n
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1)参考单元，包括一第一端，耦接于该(N/2+1)条位线中的一第n位线；及一第二端，耦接于该(N/2)条源线中的一第n源线，n为小于N/2+1的一正整数；及一第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨政德，
申请(专利权)人：力旺电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：