[发明专利]半导体存储器装置和相关的操作方法

权利要求书

1.一种半导体存储器装置，包括：

单元阵列，所述单元阵列包括一个或多个存储体组，其中，所述一个或多个存储体组的每一个包括多个存储体，并且所述多个存储体的每一个包括多个自旋转移力矩磁阻随机存取存储器STT-MRAM单元；

源极电压生成部件，所述源极电压生成部件用于向源极线施加电压，所述源极线连接到所述多个STT-MRAM单元的所述每一个；以及

命令解码器，所述命令解码器用于解码来自外部来源的命令，以便对于所述多个STT-MRAM单元执行读取和写入操作，

其中，所述多个STT-MRAM单元的每一个包括单元晶体管和磁隧道结MTJ装置，所述磁隧道结MTJ装置包括堆叠的自由层、隧道层和钉扎层，其中所述隧道层位于所述自由层和所述钉扎层之间，并且其中，所述单元晶体管的栅极连接到字线，所述单元晶体管的第一电极经由所述MTJ装置连接到位线，并且所述单元晶体管的第二电极连接到所述源极线，以及

其中，所述命令包括行地址选通(RAS)、列地址选通(CAS)、芯片选择信号(CS)、写入启用信号(WE)和时钟启用信号(CKE)中的至少一个信号的组合。

2.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述MTJ装置进一步包括与所述钉扎层相邻地定位的反铁磁层，

其中，所述自由层或所述钉扎层包括选自钴(Co)、铁(Fe)和镍(Ni)的至少一种铁磁材料，以及

其中，所述隧道层包括选自镁(Mg)、钛(Ti)和铝(Al)的至少一种。

3.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述MTJ装置的所述钉扎层包括第一铁磁层、势垒层和第二铁磁层。

4.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述MTJ装置具有在基于所述自由层的第一端处部署的第一隧道层和第一钉扎层以及在基于所述自由层的第二端处部署的第二隧道层和第二钉扎层，并且所述第一钉扎层和所述第二钉扎层的磁化方向被固定在相反方向上。

5.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，进一步包括封装，所述封装包括与同步DRAM兼容的引脚布置，以及

其中，所述同步DRAM包括DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM和DDR4 SDRAM中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，进一步包括掉电传感器，用于响应于外部命令而调整对于掉电模式的进入，

其中，所述半导体存储器包括：包括所述单元阵列的第一区域；以及，包括至少一部分外围电路的第二区域，以及

其中，在所述掉电模式中，针对所述第一区域和第二区域选择性地调整电力供应。

7.根据权利要求6所述的半导体存储器装置，其中，所述掉电传感器控制所述半导体存储器装置进入消耗不同电力量的多个掉电模式的任何一个，并且根据所述半导体存储器装置在进入所述掉电模式之前的操作模式来控制所述半导体存储器装置进入不同的掉电模式。

8.根据权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，所述半导体存储器装置进一步包括掩蔽电路，所述掩蔽电路用于生成数据掩蔽控制信号，所述数据掩蔽控制信号用于掩蔽要在所述多个STT-MRAM单元中写入的多个数据段中的一些。

9.根据权利要求8所述的半导体存储器装置，其中，通过响应于所述数据掩蔽控制信号控制针对所述多个STT-MRAM单元的列选择操作、或控制所述多个STT-MRAM单元的数据输入/输出操作，来掩蔽所述数据。