[发明专利]嵌入了MRAM的智能功率集成电路

说明书

技术领域

本发明通常涉及电子设备。更具体地，本发明涉及一种集成电路设备，其包括在单个基板上形成的磁阻随机存取存储器(MRAM)架构和智能功率架构。

背景技术

与使用电荷存储数据的其他的RAM技术相反，MRAM是一种使用磁极化存储数据的非易失存储器技术。MRAM的一个主要的优点在于，其在不施加系统功率的情况下保持所存储的数据，因此其是非易失存储器。通常，MRAM包括在半导体基板上形成的大量磁单元，其中每个单元表示一个数据比特。通过改变单元中的磁自由层的磁化方向从而将信息写入到单元中，并且通过测量单元的电阻来读取比特(低电阻典型地表示“0”比特，而高电阻典型地表示“1”比特)。

MRAM设备通常包括单元阵列，其使用传导比特线、传导数字线、和/或本地互连等而被互连。实际的MRAM设备是使用已知的半导体工艺技术制造的。例如，比特和数字线是由不同的金属层形成的，其通过一个或多个绝缘和/或额外的金属层隔开。传统的制造工艺允许在专用基板上容易地制造不同的MRAM设备。

智能功率集成电路是单片设备，其能够以受控和智能的方式产生和提供操作功率。智能功率集成电路典型地包括功率电路部件、模拟控制部件、和数字逻辑部件。智能功率集成电路还可以包括一个或多个传感器，其用于响应改变的操作条件而控制输出功率。例如，在蜂窝电话中，智能功率产品可被设计为调整功耗，放大音频信号，和向彩屏供电。在喷墨打印机中，智能功率产品可以协助驱动电机和打开喷嘴用于递送墨水。在汽车中，智能功率产品可以协助控制引擎和制动系统，部署气囊，和座椅定位。

许多现代应用的小型化使得期望将电子设备、集成的多个部件或设备的物理尺寸缩小到单片中，并且/或者提高电路布局效率。理想的是，具有一种基于半导体的设备，其包括在单个基板上集成有智能功率架构的MRAM架构，其中MRAM架构和智能功率架构是使用相同的工艺技术制造的。同样理想的是，拥有一种基于半导体的设备，其包括单个基板上集成有传感器部件的MRAM架构，其中MRAM架构和传感器部件是使用相同的工艺技术制造的。而且，通过后面的详细描述和所附的权利要求，结合附图以及前面的技术领域和背景，本发明的其他的理想特征和特性将是显而易见的。

附图说明

通过参考详细描述和权利要求，在结合附图考虑时，可以得到对本发明的更加完整的理解，在附图通篇中相同的参考数字表示相似的元件。

图1是根据本发明的示例性实施例配置的MRAM单元的示意性透视图；

图2是简化的智能功率集成电路架构的示意性剖视图；

图3是根据本发明的示例性实施例配置的集成电路设备的示意图；

图4是图3中示出的集成电路设备的示意性剖面图；并且

图5是根据本发明的示例性实施例配置的集成电路设备的示意性剖面图。

具体实施方式

下面的详细描述在本质上仅是说明性的，并非意欲限制本发明或者本发明的应用和使用。而且，不受前面的技术领域、背景、概述或后面的详细描述中提出的任何明确的或暗指的理论的约束。

为了简明，此处没有详细描述与MRAM设计、MRAM操作、半导体设备制造、和集成电路设备的其他方面相关的传统技术和特征。而且，此处包含的多种附图中示出的电路/部件的布局和配置用于表示本发明的示例性实施例。应当注意，在实际的实施例中可以提出许多可替换的或额外的电路/部件布局。

下面的描述可能提到“连接”或“耦合”在一起的元件或特征。如此处使用的，除非另外明确说明，否则“连接”意味着，一个元件/特征直接接合到另一元件/特征(或者直接与之连通)，并且其并不必须是机械的。同样地，除非另外明确说明，否则“耦合”意味着，一个元件/特征直接或间接接合到另一元件/特征(或者直接或间接与之连通)，并且其并不必须是机械的。

可以使用适当的半导体制造工艺在基板上形成实际的MRAM架构。实际上，可以使用传统的MRAM制造工艺形成此处描述的MRAM架构。实际的MRAM设备将典型地包括数百万个单元。通常，MRAM架构包括由一个金属层形成的至少一条数字线、由另一金属层形成的至少一条比特线、和在该两个金属层之间形成的磁隧道结(MJT)核。MTJ核包括单元，其形成了MRAM架构的存储器位置阵列。