[发明专利]控制施加到磁性隧道结的电流的方向的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及控制施加到磁性隧道结的电流的方向。

背景技术

技术的进步已产生较小且较强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包括无线计算装置，例如，便携式无线电话、个人数字助理(PDA)及寻呼装置，其体积小、重量轻且易于由用户携带。更具体来说，便携式无线电话(例如，蜂窝式电话及因特网协议(IP)电话)可经由无线网络而传达语音及数据包。另外，许多此些无线电话包括并入其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话也可包括数字静态相机、数字摄像机、数字记录器及音频文件播放器。又，此些无线电话可处理可执行指令，包括软件应用程序，例如，可用以接入因特网的网络浏览器应用程序。因此，这些无线电话可包括显著计算能力。

磁性隧道结(MTJ)可由计算装置用作存储器装置(例如，磁阻式随机存取存储器(MRAM)或自旋力矩转移MRAM(STT-MRAM))的部分。在MTJ中，隧穿障壁(例如，薄MgO膜)插入于两个磁性层之间，其中一个磁性层为具有固定磁化的钉扎层(pinned layer)，且另一磁性层为具有可旋转的磁化方向的自由层。归因于隧道磁阻(TMR)效应，MTJ的电阻对应于所述两个层的磁化对准(即，平行状态及反平行状态)而改变。所述两个状态中的每一者的电阻值可用以对应于数据值(例如，逻辑值“1”或“0”)。

在STT-MRAM中，当流动通过MTJ的电流增加到超出在反平行化方向上的阈值时，MTJ被置于反平行状态下。相反地，当电流增加到超出在平行化方向上的阈值时，MTJ被置于平行状态下。可基于流动通过MTJ的读取电流来确定MTJ的状态，所述读取电流足够大以确定MTJ的电阻状态，但足够小以不能导致MTJ改变状态。在读取操作中，当读取电流超过读取干扰阈值且执行到MTJ的写入时，可发生读取干扰。举例来说，在反平行化方向上流动的读取电流可将MTJ的状态从平行状态改变到反平行状态，且在平行化方向上流动的读取电流可将MTJ的状态从反平行状态改变到平行状态。

MTJ中的读取干扰的概率部分地取决于读取电流的方向及MTJ的配置。MTJ的配置可包括已被热调整的MTJ的状态。举例来说，在包括具有被热调整以促进平行到反平行切换的平行状态的MTJ的电路中，平行化读取电流相比于反平行化读取电流可导致较少读取干扰。在另一MTJ电路配置(其中MTJ的热稳定性已被调整以促进反平行到平行切换)中，反平行化读取电流相比于平行化读取电流可导致较少读取干扰。

发明内容

在一特定实施例中，揭示一种电路，所述电路可使用平行化读取电流或反平行化读取电流来读取MTJ存储元件。所述电路可在平行化方向或反平行化方向上选择性地读取所述MTJ存储元件。所述电路可使读出放大器能够选择可具有在MTJ的读取操作期间产生读取干扰的较低概率的读取电流方向。

在一特定实施例中，一种设备包含磁性隧道结(MTJ)存储元件及读出放大器。所述读出放大器耦合到第一路径、第二路径及参考电路。所述第一路径包括第一电流方向选择晶体管，且所述第二路径包括第二电流方向选择晶体管。所述第一路径耦合到所述MTJ存储元件的位线，且所述第二路径耦合到所述MTJ存储元件的源极线。

在一特定实施例中，揭示一种控制待施加到存储器装置的MTJ单元的电流的方向的方法。所述方法包括在读取操作期间在第一电流路径中激活耦合到所述MTJ单元的开关。在激活所述开关后，电流随即在选定方向上流动通过所述MTJ单元。

通过所述所揭示实施例中的至少一者提供的一个特定优点是读出放大器选择降低针对特定MTJ的读取干扰的概率的读取电流的方向的能力。

在审阅整个申请案之后，本发明的其它方面、优点及特征将变得显而易见，所述整个申请案包括以下章节：附图说明、具体实施方式及权利要求书。

附图说明

图1为控制待施加到磁性隧道结(MTJ)的读取电流的方向的电路的特定说明性实施例的图解；

图2为可与图1的电路一起使用的路径选择电路的图解；

图3为控制待施加到磁性隧道结的读取电流的方向的电路的第二说明性实施例的图解；

图4为控制待施加到磁性隧道结的读取电流的方向的电路的第三说明性实施例的图解；

图5为控制待施加到磁性隧道结的电流的方向的方法的特定说明性实施例的流程图；

图6为无线通信装置的特定实施例的框图，所述无线通信装置包括控制待施加到磁性隧道结的读取电流的方向的电路；及