[发明专利]存储器装置和系统、集成电路的制造方法

说明书

集成电路芯片的实施例包括集成在芯片中的组合处理核心和磁阻式随机存取存储器(MRAM)电路。MRAM电路包括多个MRAM单元。多个MRAM组织为多个存储器，包括高速缓存存储器、主存储器或工作存储器以及可选的二级储存存储器。高速缓存存储器包括多个高速缓存级别。本申请的实施例还涉及存储器装置和系统、集成电路的制造方法。

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及存储器装置和系统、集成电路的制造方法。

背景技术

本发明一般地涉及计算系统和装置，诸如手机、个人计算设备、手表、电视机等。这种装置通常包括耦合至一个或多个存储器的一个或多个处理器，诸如，各个级别的高速缓存、主工作存储器和二级存储器。

处理器通常在集成电路上实施并且可以包括并且可以包括一个或多个处理核心以及一个或多个二级高速缓存和三级高速缓存存储器。通常可以使用静态随机存取存储器(SRAM)来实施一级高速缓存、二级高速缓存和三级高速缓存。一级高速缓存通常具有纳秒以下的响应时间。二级高速缓存和三级高速缓存通常可以具有3至10纳秒的响应时间。

处理器通常通过总线系统耦合至独立的主存储器或工作存储器。通常使用一个或多个DRAM芯片上的静态随机存取存储器(DRAM)来实施主存储器。DRAM通常可以具有10至30纳秒的响应时间。

处理器、主存储器或这两者通常通过系统总线耦合至独立的二级或储存存储器。例如，储存存储器可以包括固态驱动器(SSD)、硬盘、闪存等或它们的各种组合。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种存储器器件，包括：集成电路芯片；至少一个处理核心，集成在所述集成电路芯片中；以及至少一个磁阻式随机存取存储器(MRAM)电路，集成在所述集成电路芯片中并通信耦合至所述至少一个处理核心，所述至少一个磁阻式随机存取存储器电路包括多个磁阻式随机存取存储器单元，其中，所述至少一个磁阻式随机存取存储器电路在操作中实施：至少一个高速缓存存储器；以及至少一个主存储器。

根据本发明的另一方面，提供了一种存储器系统，包括：集成电路芯片，所述集成电路芯片具有：处理核心，集成在所述集成电路芯片中；以及磁阻式随机存取存储器(MRAM)电路，集成在所述集成电路芯片中，所述磁阻式随机存取存储器电路包括多个磁阻式随机存取存储器单元，所述多个磁阻式随机存取存储器单元组织为包括至少一个高速缓存存储器和至少一个主存储器的多个磁阻式随机存取存储器；功能电路；以及系统总线，在操作中将所述功能电路通信耦合至所述集成电路芯片。

根据本发明的又一方面，提供了一种制造集成电路的方法，包括：在衬底中形成集成电路芯片的一个或多个处理核心；以及在所述衬底中形成所述集成电路芯片的一个或多个磁阻式随机存取存储器(MRAM)阵列，所述一个或多个磁阻式随机存取存储器阵列组织为包括至少一个高速缓存存储器和至少一个主存储器的多个存储器。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据以下详细的描述来更好地理解本发明的各个方面。注意，根据工业的标准实践，各个部件没有按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚，可以任意地增加或减小各个部件的尺寸。

图1示出了根据一些实施例的磁阻式随机存取存储器(MRAM)单元。

图2示出了根据一些实施例的自旋转移矩磁阻式随机存取存储器(STT-MRAM)单元。

图3示出了根据一些实施例的计算系统的功能框图。

图4示出了根据一些实施例的计算系统的功能框图。

图5示出了根据一些实施例的计算系统的功能框图。

图6示出了根据一些实施例的制造集成电路的方法。

图7至图12示出了根据一些实施例的制造工艺的各个阶段期间的集成电路的顶视图和截面图。