[发明专利]共享位线MRAM的系统和方法

说明书

一种STT磁性存储器，其包括毗邻列的STT磁性存储器元件，这些STT磁性存储器元件具有顶部电极和底部电极。共享位线耦合到至少两个毗邻列中的STT磁性存储器元件的顶部电极。毗邻列中的一列中的STT磁性存储器元件的底部电极选择性地耦合到一条源线，并且毗邻列之中的另一列中的STT磁性存储器元件的底部电极选择性地耦合到另一条源线。

公开领域

本公开的技术领域涉及磁阻式存储器，尤其涉及对随机存取存储器(RAM)阵列内的磁阻式存储器元件的读和写访问。

背景

磁阻式存储器(下文称为“磁性存储器”)被认为用于下一代非易失性存储器的颇具前景的技术。潜在的特征包括但不限于快速切换、高切换周期耐久性、低功耗、以及扩展的断电归档存储。

自旋转移矩(STT)磁性存储器是用于磁性存储器的一种已知技术。STT磁性存储器通常具有可寻址的STT位单元阵列，每个STT位单元具有STT磁性存储器元件，该STT磁性存储器元件包括在两个稳定的、相对的磁化状态之间可切换的“自由”磁化层。两个状态中的一个状态是与固定层的磁化对准平行(P状态)，并且另一个状态是与固定磁层相反或反平行(AP状态)。STT磁性存储器元件的电阻在P状态中低于AP状态中，这实现了读取该状态。STT位单元可被布置在具有地址解码和访问电路系统的行-列阵列中，以形成STT随机存取存储器(STT-MRAM)。

在STT-MRAM设计中考虑的因素包括热预算、以及在各种应用中对与设计和处理集成电路(IC)芯片中所使用的某些已知技术和惯例的兼容性的偏好。IC领域中已知的一种示例设计惯例是“后端制程”或“BEOL”。

概述

以下概述涉及根据一个或多个方面的某些示例。该概述并不是所有示例性或构想方面的限定性概述。该概述既非旨在对所有方面进行优先级排序或甚至标识其关键元素，亦非旨在限定任何方面的范围。

一种所公开的STT磁性存储器的一个示例可包括多列STT磁性存储器元件，所述STT磁性存储器元件分别包括顶部电极和底部电极，并且可包括多条共享位线，所述多条共享位线覆盖所述多列STT磁性存储器元件。在一方面，所述共享位线中的至少一条共享位线可耦合到具有至少两列STT磁性存储器元件的组中的STT磁性存储器元件的顶部电极。在进一步方面，可包括多条源线，所述源线中的一条或多条源线能够切换地耦合到对应一列STT磁性存储器元件中的STT磁性存储器元件的底部电极。

一种所公开的方法的一个示例可提供对耦合到共享位线的多个STT磁性存储器元件之中的STT磁性存储器元件的个体访问。一个示例可包括：并发地耦合到访问电压、第一列STT磁性存储器元件中的多个STT磁性存储器的顶部电极以及第二列STT磁性存储器元件中的多个STT磁性存储器的顶部电极。在一方面，一个示例还可包括：选择性地耦合到互补访问电压、所述第一列STT磁性存储器元件中的所选择STT磁性存储器的底部电极以及所述第二列STT磁性存储器元件中的所选择STT磁性存储器的底部电极。

在一方面，一种所公开的方法的一个示例还可包括：向并发地耦合到所述第一列STT磁性存储器元件中的多个STT磁性存储器的顶部电极以及所述第二列STT磁性存储器元件中的多个STT磁性存储器的顶部电极的共享位线施加第一访问电压。

一种所公开的装备的一个示例可提供个体地访问至少两个毗邻列的STT磁性存储器元件之中的STT磁性存储器元件。在一方面，所述装备可包括：用于并发地耦合到访问电压、所述至少两个毗邻列的STT磁性存储器元件中的第一列以及所述至少两个毗邻列的STT磁性存储器元件中的第二列中的多个STT磁性存储器元件的顶部电极的装置。在进一步方面，所述装备还可包括：用于选择性地耦合到互补访问电压、所述至少两个毗邻列的STT磁性存储器元件中的第一列中的所选择STT磁性存储器元件的底部电极以及所述至少两个毗邻列的STT磁性存储器元件中的第二列中的所选择STT磁性存储器元件的底部电极的装置。