[发明专利]在磁性隧道结元件处读取及写入数据的系统及方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及关于磁性随机存取存储器的磁性隧道结(MTJ)读取及写入数据的系统及方法。

背景技术

在常规自旋转移力矩磁阻式随机存取存储器(STT-MRAM)中，常使用同一电流路径来写入数据及读取数据。为了在常规STT-MRAM中写入数据，写入电流可流过磁性隧道结(MTJ)元件及相关联的存取晶体管。写入电流可改变MTJ元件中的磁极的定向。当写入电流在第一方向上流动时，MTJ元件可置于或保持于第一状态下，其中其磁极处于平行定向。当写入电流在与第一方向相反的第二方向上流动时，MTJ元件可置于或保持于第二状态下，其中其磁极处于反平行定向。为了读取常规STT-MRAM中的数据，读取电流可经由用以在MTJ元件中写入数据的同一电流路径流过MTJ元件及其相关联的存取晶体管。如果MTJ元件的磁极处于平行定向，则MTJ元件呈现与在MTJ元件的磁极处于反平行定向的情况下MTJ元件将呈现的电阻不同的电阻。因此，在常规STT-MRAM中，存在由两个不同电阻界定的两个截然不同的状态，且可基于所述状态读取逻辑“0”或逻辑“1”值。

在如上所述的常规STT-MRAM中，高读取电流可允许MTJ元件电阻的较一致的检测，其可转化为较高的读取准确度。另外，高读取电流可减少感测电阻所需要的时间，其可转化为较快的读取周期。然而，如果读取电流具有超过MTJ元件的临界干扰电流的值的值，则读取电流可使MTJ元件改变状态(或“翻转”)。使读取电流的值保持低于临界干扰电流的值可由保护及追踪电路执行，但此类电路可增加STT-MRAM装置的大小且降低STT-MRAM装置的性能。

发明内容

在一特定实施例中，揭示一种装置，其包括自旋转移力矩(STT)磁性隧道结(MTJ)元件及耦合到所述STT-MTJ元件的包括第一栅极及第二栅极的晶体管。

在另一特定实施例中，揭示一种存储器。所述存储器包括存储器单元阵列。所述存储器单元阵列具有若干列。所述存储器单元中的每一者包括耦合到双栅极晶体管的MTJ元件，所述双栅极晶体管具有耦合到字线的第一栅极及耦合到写入启用线(write enable line)的第二栅极。在写入操作期间至少一个列可由所述写入启用线控制。

在另一特定实施例中，揭示一种用于将数据存储于STT-MRAM中的方法。所述方法包括将数据写入到所述STT-MRAM装置的MTJ元件及从所述MTJ元件读取数据。所述MTJ元件耦合到包括第一栅极及第二栅极的晶体管。

由所揭示的实施例中的至少一者提供的一特定优势为，在使用分开的读取/写入路径的STT-MRAM处可改进数据读取裕量(归因于高读取电流的使用)。

由所揭示的实施例中的至少一者提供的另一特定优势为，由于移除某些保护及追踪电路，可减小STT-MRAM装置的大小。

在审阅整个申请案之后，本发明的其它方面、优点及特征将变得显而易见，整个申请案包括以下部分：附图说明、具体实施方式及权利要求书。

附图说明

图1为具有分开的数据读取及写入路径的装置的特定说明性实施例的示意图；

图2为具有分开的数据读取及写入路径的装置的存储器阵列的特定说明性实施例的示意图；

图3为说明具有分开的数据读取及写入路径的装置的存储器阵列的读取操作的特定说明性实施例的示意图；

图4为说明具有分开的数据读取及写入路径的装置的存储器阵列的写入操作的特定说明性实施例的示意图；

图5为读取具有分开的数据读取及写入路径的装置的存储器阵列中的数据的方法的特定说明性实施例的流程图；

图6为将数据写入具有分开的数据读取及写入路径的装置的存储器阵列中的方法的特定说明性实施例的流程图；以及

图7为将数据存储于自旋力矩转移磁阻式随机存取存储器(STT-MRAM)中的方法的特定说明性实施例的流程图。

具体实施方式