[发明专利]比特单元状态保留

说明书

根据本公开的各种实施例，描述了在例如自旋转移力矩（STT）随机访问存储器（RAM）STTRAM的MRAM存储器中的杂散磁场减弱。在一个实施例中，通过生成磁场以补偿可造成存储器的比特单元更改状态的杂散磁场，可促进在STTRAM中比特单元比特值存储状态的保留。在另一实施例中，通过选择性挂起对存储器的行的访问以暂时终止可造成存储器的比特单元更改状态的杂散磁场，可促进在STTRAM中比特单元比特值存储状态的保留。本文中描述了其它方面。

技术领域

本发明的某些实施例一般涉及非易失性存储器。

背景技术

存储器器件经常包括以行和列的矩阵来排列的比特单元。每个比特单元存储一比特，其值依据比特单元的状态。因此，比特单元通常具有至少两个比特值存储状态，其中在一个比特值存储状态中比特单元状态表示逻辑0比特，以及在另一比特值存储状态中比特单元状态表示逻辑1比特。

存储器的一个或多个比特单元可由于各种因素而未能适当地保留其比特值存储状态。在动态随机访问存储器（DRAM）中，一个此类因素是经常被称为“行锤击（Row-hammer）”（RH）的失效机制，其中比特单元可由于重复访问比特单元的相邻行而不利地更改状态。例如，对一行（经常被称为“攻击者行”）的重复访问可造成在经常被称为“未被访问”或“受害者”行的相邻行中的比特单元由于对攻击者行的重复的访问而更改比特值存储状态。如果恶意用户有意翻转受害者行中的比特以获得对存储器的受限区域的未经授权访问，则此行锤击失效机制可在由于未检测到的数据损坏的可靠性下降方面及安全性漏洞方面均是问题。

自旋转移力矩随机访问存储器（STTRAM）是一种类型的磁阻随机访问存储器（MRAM），其是非易失性的，并且一般被用于存储器电路，例如高速缓存、存储器、次要存储装置及其它存储器应用。如与其它类型的存储器的比特单元相比，STTRAM存储器的比特单元可更小，并且具有更大的持久性。因此，STTRAM可特别适合用于例如用于处理器的存储器的管芯上存储器以及又例如DRAM和诸如闪存存储器的非易失性存储器的管芯外存储器及其它应用。例如，STTRAM可被用于替换例如静态随机访问存储器（SRAM）和嵌入式或增强动态随机访问存储器（eDRAM）的管芯上存储器。STTRAM存储器也经常可在降低的功率级别来操作，并且如与其它存储器类型相比可更便宜。

附图说明

在附图的图中，本公开的实施例以示例方式而不是限制方式被图示，其中相似的标号指的是类似的元件。

图1显示高级框图，图出根据本公开的实施例，采用比特单元比特值存储状态保留的系统的所选择的方面。

图2显示根据本公开的实施例，为比特单元比特值存储状态保留采用杂散磁场减弱的STTRAM存储器的基本架构。

图3a-3d是图2的STTRAM存储器的比特单元的一个示例的示意图。

图4a-4b显示图3a-3d的比特单元的磁性隧道结（MTJ）器件的铁磁层的各种极化的示例。

图5是显示用于图2的STTRAM存储器的比特单元的读、写和保留电压的一个示例的表图。

图6是图2的STTRAM存储器的比特单元的相邻行的顶部示意表示。

图7是显示根据本公开的实施例，为用于比特单元比特值存储状态保留的杂散磁场减弱的消除磁场的生成的一个示例的示意图。

图8是显示根据本公开的实施例，生成字线补偿控制信号以造成消除磁场的生成来补偿杂散磁场以保持比特单元的相邻行的比特值存储比特值存储状态的一个示例的图表。

图9a是能够对比特单元的行进行行锤击的振荡杂散磁场的生成的一个示例的图表。

图9b是显示根据本公开的实施例，为用于比特单元比特值存储状态保留的杂散磁场减弱的消除磁场的生成的一个示例的图表。