[发明专利]半导体存储器件、驱动方法和电子设备

说明书

本公开涉及：能够抑制布局面积，并且提高可靠性的半导体存储器件；驱动方法；和电子设备。所述半导体存储器件具备：至少一个选择晶体管；可变电阻元件，其中一个端部连接到位线，另一个端部连接到选择晶体管的漏极端子，并且当预定值或更大的电流流动时，电阻值变化；和写入控制单元，所述写入控制单元连接到在所述选择晶体管和可变电阻元件之间的连接点，并控制在把数据写入可变电阻元件之际，流向可变电阻元件的电流。本技术可适用于例如具备由磁隧道结构成的存储元件的非易失性存储器。

技术领域

本公开涉及半导体存储器件、驱动方法和电子设备，尤其涉及能够抑制布局面积和提高可靠性的半导体存储器件、驱动方法和电子设备。

背景技术

过去，在能够在未被供给电力的情况下保存数据的非易失性存储器中，开发了用于保存数据的各种方法。例如，在利用其中借助自旋转移力矩，反转磁化的自旋注入写入方法的自旋转移力矩-磁随机存取存储器(STT-MRAM)中，按照磁性材料的磁化方向，保存数据。于是，利用STT-MRAM作为存储元件的非易失性存储器可高速重写数据，并且次数几乎无限地重写数据，以致期待发展成代码存储装置、工作存储器等。

STT-MRAM的存储元件由其中在磁化被固定的磁性层(下面称为固定层)和磁化未被固定的磁性层(下面称为存储层)之间，堆叠隧道绝缘层的磁隧道结(MTJ)构成。在STT-MRAM的存储元件中，通过利用其中磁隧道结的电阻取决于固定层的磁化方向和存储层的磁化方向而变化的所谓隧道磁阻效应，读取数据“0”或“1”。

例如，当数据被写入STT-MRAM的存储元件时，允许特定的或者更大的电流流经磁隧道结，取决于写入电流的方向，固定层和存储层的磁化方向从平行状态变成反平行状态，或者从反平行状态变成平行状态。此时，当把固定层和存储层的磁化方向从平行状态变成反平行状态时，所需的写入电流较大。

另外，包括为把数据保持在存储元件中所必需的电路构成的存储器单元按照惯例包括选择晶体管和存储元件(1比特MTJ)(参见下面说明的图2)。例如，存储元件的一端连接到位线，另一端连接到选择晶体管的漏极，选择晶体管的源极端子连接到源极线。然后，选择晶体管被接通，以控制源极线或位线的电压，写入电流的方向被改变，以致在存储元件中重写数据。

顺便提及，当在存储器单元中写入数据时，可能出现其中归因于电源电压在规定范围内的波动、选择晶体管的特性的变动、存储元件的由加工尺寸变动引起的电阻值的变化等，向存储元件施加等于或大于阈值的电流的存储器单元。这种情况下，施加于存储元件的电压可能变得大于元件击穿电压，从而如果施加这样的电压，那么存储元件可能被破坏，以致存在可靠性降低的担心。

于是，例如，专利文献1提出一种检测施加于存储器单元的两端的电压，并把检测结果反馈给待施加于存储器单元的选择晶体管的字线的电压的技术。结果，能够控制写入电流,抑制存储元件的击穿，并相对于写入时的电流不足，进行适当的电流控制。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.2011-138598

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在专利文献1中公开的技术中，需要电压检测电路和写入电流控制电路，并且必需精细地调整施加于字线的电压，以便进行精细的电流控制，以致电路的布局面积变大。

鉴于这种情况，实现了本公开，本公开的一个目的是抑制布局面积和提高可靠性。

问题的解决方案