[发明专利]存储器和数据处理方法

说明书

相关申请的参考

本发明包含于2009年6月24向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2009-149903中公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及对于将1位数据存储在存储器件中的情况是理想的存储器和数据处理方法，该1位数据可以是例如“0”和“1”中的任一个。

背景技术

现有技术中，由于信息通信设备，特别是用于移动终端等的小型的电子设备被广泛应用，因此期望构成电子设备的诸如存储器或逻辑电路的器件具有提高的性能，如高密度集成、高运行速度、低功率消耗等。

在这样的小型设备中，非易失性存储器被当作是用于提高电子设备的功能的主要组件。作为非易失性存储器，实际采用半导体闪存、FeRAM(铁电非易失性存储器)等，且进一步提高其性能的研究和开发正在积极地进行。

近来，作为使用磁体的新型非易失性存储器，已有如美国专利第5,695,864号中描述的器件。如上所述，利用隧道磁阻效应的磁性存储器已经得到显著发展。这些磁性存储器中，具有利用自旋转移引起的磁化反转的构造的存储器引起关注。

这里，在JP-A-2003-17782中，描述了自旋转移引起的磁化反转。自旋转移引起的磁化反转是为了在磁体中生成磁化反转，这是通过将穿过另一个磁体内部的自旋极化电子注入前述磁体而生成的。

因此，当穿过磁化方向固定的磁性层(磁化固定层)的自旋极化电子移入磁化方向不固定的不同的磁性层时，扭矩被施加到该不同磁性层的磁化。然后，通过使预定阈值以上的电流流经该不同的磁体，磁性层的磁化方向可反转。

例如，使电流在垂直于层表面的方向上流经具有磁化固定层和磁化自由层的磁性隧道结器件(MTJ器件)。因此，该器件的至少一部分磁性层的磁化方向可得以反转。

然后，通过改变流经具有磁化固定层和磁化自由层(存储层)的存储器件的电流的极性，存储层的磁化方向被反转，且数据从“0”盖写为“1”以及从“1”该写为“0”。下文中，将数据写入存储器件以存储在其中可简称为“写入数据”或“写入”。此外，从存储器件读出数据可简称为“读出数据”或“读出”。

为了读出数据，通过利用诸如晶体管的组件选择存储器单元、并利用存储器件的隧道磁阻效应检测存储层的磁化方向的差异作为电压信号的差异，可检测存储的数据。

在下面的说明中，使用自旋转移的存储器件被称为SpRAM(自旋转移随机存取存储器)。此外，引起自旋转移的自旋极化的电子流被称为自旋注入电流。

发明内容

然而，在SpRAM中，为了将数据写入存储器件，使写入电流在存储器件的堆叠方向上流动。此时，在约0.5V到1V的范围内电压在存储器件的隧道绝缘层两端生成。该电压相对于隧道绝缘层的击穿电压不可忽略。换句话说，当重复执行写入操作，且隧道绝缘层受到电场应力时，会有隧道绝缘层被静电击穿的情况。这样的器件的电阻即使在执行写入操作时也不改变，且隧道绝缘层被静电击穿的存储器件的电阻显著减小。因此，难以根据电阻变化读出数据。

此外，还存在这样的情况，其中，由于在形成隧道绝缘层的过程中产生的缺陷、在精细加工TMR器件时产生的初始缺陷等，隧道绝缘层的电阻显著减小。如上所述，即使在初始状态中生成低电阻状态的缺陷的情况下，也难以根据电阻变化读出数据或向器件写入数据。

因此，需要正确地从其中有缺陷生成的存储器件中读出要写入的数据。

根据本发明实施方式，在具有预定的存储单位数目的存储器件的存储组块(memory block)中所包括的多个存储器件中的1个预定存储器件被用作反转标记器件，其中每个存储器件存储1位数据。

然后，在写入到反转标记器件的1位数据是表示“0”和“1”中任一个的第一值的情况下，写入到其他存储器件的(预定单位数目-1)位的数据在位反转后被读出。

然后，在写入到反转标记器件的1位数据是不同于第一值的第二值的情况下，写入到其他存储器件的(预定单位数目-1)位的数据被直接读出。

因此，即使在不正确的数据存储在存储组块的情况下，也可读出正确的数据。

根据本发明实施方式，本发明的优点在于，即使在例如由于包括在该存储组块中的部分存储器件的缺陷而难以从存储组块中正确读出数据的情况下，也可以利用反转标记器件的数据正确读出数据。

附图说明

图1是表示根据本发明第一实施方式的SpRAM的内部构造实例的功能框图。

图2是根据第一实施方式的使用自旋转移的存储器的存储单元的示意性截面图。

图3A、图3B和图3C是构造根据第一实施方式的存储器的存储组块的示意图。