[发明专利]磁性隧道结的数据保存时间的获取方法和装置

说明书

本发明公开了一种磁性隧道结的数据保存时间的获取方法和装置。该方法包括：利用第一磁场初始化多个磁性隧道结使其均处于第一状态；向多个磁性隧道结依次通入多个磁场强度的第二磁场，获取多个磁性隧道结的电阻总值随多个磁场强度的第二磁场的第一变化关系，第二磁场的磁化方向与第一磁场的磁化方向相反；根据第一变化关系获取磁性隧道结的翻转概率随多个磁场强度的第二磁场的第二变化关系；根据第二变化关系获取磁性隧道结的数据保存时间。本发明解决了相关技术对MTJ存储数据的数据保存时间进行测试时耗时较长的技术问题。

技术领域

本发明涉及电子领域，具体而言，涉及一种磁性隧道结的数据保存时间的获取方法和装置。

背景技术

近年来发展迅速的磁性随机存储器MRAM具有优异的特性，它克服了SRAM面积大，尺寸微缩后漏电大的缺点；克服了DRAM需要一直进行数据刷新，功耗大的缺点；相对Flashmemory来说读写时间和可读写次数优越几个数量级。MRAM目前主要存在的问题是：工艺方面尽量提高MRAM的良率还有待改善；在研发方面尽量减小MRAM的写入功耗，尽量缩小MRAM中磁记录单元磁性隧道结MTJ的尺寸，因为MTJ减小尺寸有利于降低MTJ功耗。然而在缩小MTJ尺寸的同时，MTJ的数据保存时间不可以受到影响。因此，在研发上需要在尽量减少MTJ的写入功耗、减小MTJ的尺寸的同时让MTJ的数据保存时间满足需求。一方面，材料设计需要提高MTJ的磁各向异性能，另一方面，需要快速准确地检测MTJ的数据保存时间。但是，相关技术对单个MTJ或者对多个MTJ的数据保存时间进行测试时，都需要进行若干次的电阻随磁场变化曲线扫描才能统计得出翻转概率随磁场变化曲线，得到一个有效数据大约要20分钟，耗时较长。而且每次测试得到的电阻随磁场变化数据需要进行统计运算才能得到MTJ的翻转概率随磁场变化曲线，需要进行大量的数据处理，需要额外的后处理程序和人工干预。

针对相关技术对MTJ存储数据的数据保存时间进行测试时耗时较长的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种磁性隧道结的数据保存时间的获取方法和装置，以至少解决相关技术对MTJ存储数据的数据保存时间进行测试时耗时较长的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种磁性隧道结的数据保存时间的获取方法，包括：利用第一磁场初始化多个磁性隧道结，使得所述多个磁性隧道结均处于第一状态；向所述多个磁性隧道结依次通入多个磁场强度的第二磁场，获取所述多个磁性隧道结的电阻总值随所述多个磁场强度的第二磁场的第一变化关系，其中，所述第二磁场的磁化方向与所述第一磁场的磁化方向相反，所述多个磁场强度包括第一磁场强度和第二磁场强度，所述第一磁场强度的所述第二磁场用于使得所述多个磁性隧道结中的至少一个所述磁性隧道结从所述第一状态变为第二状态，所述第二磁场强度的所述第二磁场用于使得所述多个磁性隧道结均从所述第一状态变为所述第二状态；根据所述第一变化关系获取所述磁性隧道结的翻转概率随所述多个磁场强度的第二磁场的第二变化关系，其中，所述翻转概率用于指示所述磁性隧道结从所述第一状态变为所述第二状态的概率；根据所述第二变化关系获取所述磁性隧道结的数据保存时间。

进一步地，所述根据所述第二变化关系获取所述磁性隧道结的数据保存时间包括：根据所述第二变化关系获取所述磁性隧道结的热稳定因子；利用所述热稳定因子获取所述磁性隧道结的数据保存时间。

进一步地，所述根据所述第二变化关系获取所述磁性隧道结的热稳定因子包括：根据所述第二变化关系对以下公式中的所述磁性隧道结的热稳定因子Δ进行拟合，得到所述磁性隧道结的热稳定因子Δ：其中，P为所述磁性隧道结的翻转概率，τ为通入到所述磁性隧道结的磁场的脉冲宽度，τ₀为所述磁性隧道结的临界翻转时间，H为所述第二磁场的磁场强度，H_S为正反翻转磁场非对称的偏移量，为有效磁各向异性场。