[实用新型]存储单元和存储器

说明书

本申请提供了一种存储单元和存储器。该存储单元包括：第一存储区域，包括至少一个第一存储子单元；第二存储区域，包括至少一个第二存储子单元，第二存储子单元的特征尺寸大于第一存储子单元的特征尺寸。该存储单元中，共有两个存储区域，每一个存储区域中都至少包括了一个存储子单元，尺寸较小的第一存储子单元可以提高存储的密度，实现快速读写存储，尺寸较大的第二存储子单元的能量势垒较高，保证了存储器的数据保存时间较长，使得该存储单元的回流焊数据保持能力较好，该存储单元较好地解决了现有技术中无法在保证存储器的高可擦写次数、高密度、高读写速度的同时，保证回流焊后预存的信息不丢失的问题。

技术领域

本申请涉及存储器领域，具体而言，涉及一种存储单元和存储器。

背景技术

STT-MRAM(Spin Torque Transfer Magnetic Random Access Memory，自旋转移力矩随机存储器)作为一种利用电流改变MTJ(磁隧道结)状态的存储器，是一种极具潜力的新型存储器。该存储器除了具有电路设计简单，读写速度快，无限次擦写等优点外，相对于传统存储器如DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存储器)的最大优势为非易失性(断电数据不丢失)。如图1所示，MRAM数据状态示意图，自由层的磁性方向可以由外场H或者写电流I操控。当自由层磁化方向和固定层平行或反平行时，可以分别对应输出数据0或者1。

作为非易失存储器，MRAM(Magnetic Random Access Memory，随机存储器)的一个核心指标为数据保存时间，其取决于MTJ中两态之间的势垒高度。图2(a)和图2(b)分别给出了面内磁化和垂直磁化对应的势垒示意图。

对于eMRAM(embed MRAM，嵌入式MRAM)应用，存储芯片要通过回流焊工艺焊接至PCB上，因此该芯片在此过程中须保证预存的数据不丢失。

回流焊对应的高温过程如图3所示，最高温度可达到260℃。这就意味着对于eMRAM芯片，其基本存储单元MTJ需保证经过260℃高温时数据可以保存住不丢失。

对于MTJ器件，260℃数据保存不丢失，即意味着MTJ器件在260℃下，约化后的能量势垒高度需满足Δ＞41×ln(N)，N表示N位的阵列。

为保证MTJ器件在260℃下数据保存不丢失，需提高其约化的能量势垒高度Δ最有效的方式是，增加各向异性能密度H_K。但增加H_K会引起V_C同时增加，而V_C增加将影响可擦写次数。

另一种提升能量势垒高度的方法是，增加体积V。

但是，V的增加会导致Ic提高，提升功耗，同时使得读写速度与存储密度的下降。

因此，亟需一种存储器，在保证存储器的高可擦写次数、高读写速度、高密度的同时，保证了回流焊后预存的信息不丢失。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种存储单元和存储器，以解决现有技术中无法在保证存储器的高可擦写次数、高读写速度、高密度的同时，保证回流焊后预存的信息不丢失的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种存储单元，包括：第一存储区域，包括至少一个第一存储子单元；第二存储区域，包括至少一个第二存储子单元，所述第二存储子单元的特征尺寸大于所述第一存储子单元的特征尺寸。

进一步地，所述第一存储子单元和所述第二存储子单元的结构相同。

进一步地，多个所述第一存储子单元的特征尺寸相同，多个所述第二存储子单元的特征尺寸相同。