JP4403386B2 - Storage device - Google Patents

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本発明は、複数の抵抗変化記憶素子を用いた記憶装置に関するものである。   The present invention relates to a memory device using a plurality of resistance change memory elements.

従来、大容量の不揮発性の記憶装置として、半導体基板上に高密度に実装可能な抵抗変化記憶素子を用いた半導体装置が知られており、特にこのような抵抗変化記憶素子として、強磁性スピントンネル接合(MTJ:Magnetic Tunnel Junction)のトンネル磁気抵抗効果(TMR:Tunnel Magneto Resistance)を利用した抵抗変化記憶素子が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この抵抗変化記憶素子からなる記憶装置はMRAMと呼ばれている。   Conventionally, a semiconductor device using a resistance change memory element that can be mounted on a semiconductor substrate at a high density is known as a large-capacity nonvolatile memory device. In particular, as such a resistance change memory element, a ferromagnetic spin A resistance change memory element utilizing a tunnel magnetoresistance (TMR) of a tunnel junction (MTJ: Magnetic Tunnel Junction) is known (for example, see Patent Document 1). A memory device including this resistance change memory element is called an MRAM.

このような抵抗変化記憶素子を用いた記憶装置では、図7に示すように、強磁性スピントンネル接合で構成した記憶素子mの一端をビット線100に接続するとともに他端を読出制御トランジスタ200に接続し、この読出制御トランジスタ200のゲートに読出用ワード線300を接続して、この読出用ワード線300とビット線100とを用いて記憶素子からデータの読出しを行うようにしている。   In the memory device using such a resistance change memory element, as shown in FIG. 7, one end of the memory element m formed of a ferromagnetic spin tunnel junction is connected to the bit line 100 and the other end is connected to the read control transistor 200. The read word line 300 is connected to the gate of the read control transistor 200, and data is read from the storage element using the read word line 300 and the bit line 100.

さらに記憶素子mの近傍には記憶素子mに略直交させて書込用ワード線400を設け、この書込用ワード線400に通電する電流の方向を制御することにより強磁性スピントンネル接合における磁化の方向を制御して、記憶素子mに所定のデータを記憶するようにしている。   Further, a write word line 400 is provided in the vicinity of the storage element m so as to be substantially orthogonal to the storage element m, and the magnetization in the ferromagnetic spin tunnel junction is controlled by controlling the direction of the current applied to the write word line 400. The predetermined direction data is stored in the storage element m.

そして、この記憶素子mを必要数設けて所要の記憶容量を有するようにするとともに、各記憶素子mと接続したそれぞれのビット線100と読出用ワード線300と書込用ワード線400を入出力制御ポートに接続し、この入出力制御ポートによってビット線100、と読出用ワード線300、書込用ワード線400の制御を行っている。   The necessary number of storage elements m are provided so as to have a required storage capacity, and each bit line 100, read word line 300 and write word line 400 connected to each storage element m are input / output. The bit line 100, the read word line 300, and the write word line 400 are controlled by this input / output control port.

また、他の形態として、図8に示すように、記憶素子m'の一端をビット線100'に接続するとともに、記憶素子m'の他端をワード線300'に接続して、ビット線100'及びワード線300'の通電状態を制御することにより、記憶素子m'からのデータの読出し、及び記憶素子m'へのデータの書込みを行うこともできる。
特開2002−208682号公報
As another form, as shown in FIG. 8, one end of the storage element m ′ is connected to the bit line 100 ′, and the other end of the storage element m ′ is connected to the word line 300 ′. By controlling the energization state of 'and the word line 300', data can be read from the memory element m 'and data can be written to the memory element m'.
JP 2002-208682 A

しかしながら、上記したようにビット線と所要のワード線を用いて所定のデータの読出し、あるいは書込みを行う記憶装置では、いずれか一つの記憶素子が書込状態である場合には、それ以外の記憶素子へのデータの書込みだけでなく、データの読出しを行うことができず、また、逆にいずれか一つの記憶素子が読出状態である場合には、その記憶素子以外の記憶素子からのデータの読出しだけでなく、データの書込みを行うことができないために、書込動作または読出動作が行われる記憶素子の切替速度が書込動作または読出動作の動作速度を決定することとなり、動作速度を向上させることが極めて困難であるという問題があった。   However, in a storage device that reads or writes predetermined data using a bit line and a required word line as described above, if any one storage element is in a write state, the other storage In addition to writing data to the element, data cannot be read, and conversely, when any one of the storage elements is in a read state, data from a storage element other than the storage element is not read. Since not only reading but also writing of data cannot be performed, the switching speed of the storage element in which the writing operation or the reading operation is performed determines the operation speed of the writing operation or the reading operation, thereby improving the operation speed. There was a problem that it was extremely difficult to do.

そこで、本発明の記憶装置では、複数の抵抗変化記憶素子を有する記憶装置において、各抵抗変化記憶素子に一対のビット線と第1ワード線とを複数対接続し、ビット線と第1ワード線を対ごとに異なる入出力制御ポートにそれぞれ接続することとした。さらに、複数の抵抗変化記憶素子を有する記憶装置において、抵抗変化記憶素子の抵抗状態を変更するための通電を行う第2ワード線を複数設け、これらの第2ワード線をそれぞれ異なる入出力制御ポートに接続することとした。そして、入出力制御ポートごとに制御を行うことによって、書込動作と読出動作、あるいは書込動作同士、あるいは読出動作同士を重複して実行可能とし、一方で、前記複数の入出力制御ポートが同時に同一の前記抵抗変化記憶素子に対して読出動作または書込動作を行わないように、前記複数の入出力制御ポート間で、他の入出力制御ポートが制御している抵抗変化記憶素子のアドレス情報を入力し、各前記入出力制御ポートは、他の入出力制御ポートが制御している抵抗変化記憶素子への読出動作または書込動作を一時停止することとした。 Therefore, a storage device of the present invention, in a storage device having a plurality of resistance change memory device, a pair of bit lines and the first word line in the resistance change memory device and a plurality of pairs connected, the bit line and the first word line Are connected to different input / output control ports for each pair. Further, in a memory device having a plurality of resistance change memory elements, a plurality of second word lines that conduct electricity to change the resistance state of the resistance change memory elements are provided, and these second word lines are respectively connected to different input / output control ports. Decided to connect to. By performing control for each input / output control port, the write operation and the read operation, or the write operations or the read operations can be performed in duplicate, while the plurality of input / output control ports The address of the resistance change memory element controlled by another input / output control port between the plurality of input / output control ports so that the same resistance change memory element is not simultaneously read or written. Information is input, and each of the input / output control ports temporarily stops a read operation or a write operation to the resistance change memory element controlled by another input / output control port.

また、第1ワード線は、対を構成するビット線と抵抗変化記憶素子とを接続する接続配線の中途部に設けた読出制御トランジスタのゲートに接続することにも特徴を有するものである。 The first word line is also characterized in that it is connected to the gate of a read control transistor provided in the middle of the connection wiring that connects the bit line constituting the pair and the resistance change memory element.

請求項1記載の発明によれば、複数の抵抗変化記憶素子を有する記憶装置において、各抵抗変化記憶素子に一対のビット線と第1ワード線とを複数対接続し、ビット線と第1ワード線を対ごとに異なる入出力制御ポートにそれぞれ接続し、また、抵抗変化記憶素子の抵抗状態を変更するための通電を行う第2ワード線を複数設け、これらの第2ワード線をそれぞれ異なる入出力制御ポートに接続することによって、入出力制御ポートごとにデータの読出しまたは書込みを行うことができるので、書込動作と読出動作、あるいは書込動作同士、あるいは読出動作同士を重複して実行することができるので、実質的な動作速度を向上させることができる。特に動作クロックを向上させることなく動作速度の向上を図ることができるので、動作速度の高速化にともなう消費電力の増大化を抑制することができる。さらに、複数の入出力制御ポート間で、他の入出力制御ポートが制御している抵抗変化記憶素子のアドレス情報を入力し、各入出力制御ポートは、他の入出力制御ポートが制御している抵抗変化記憶素子への読出動作または書込動作を一時停止するので、複数の入出力制御ポートが同時に同一の抵抗変化記憶素子に対して読出動作または書込動作を行わないようにすることができる。 According to the first aspect of the invention, the memory device having a plurality of resistance change memory device, a plurality of pairs connects the pair of bit lines and the first word line in the resistance change memory device, the bit line and the first word The lines are connected to different input / output control ports for each pair, and a plurality of second word lines are provided for energizing to change the resistance state of the resistance change memory element. By connecting to the output control port, data can be read or written for each input / output control port, so the write operation and the read operation, or the write operations, or the read operations are executed in duplicate. Therefore, the substantial operation speed can be improved. In particular, since the operation speed can be improved without improving the operation clock, an increase in power consumption accompanying the increase in the operation speed can be suppressed. Furthermore, the address information of the resistance change memory element controlled by the other input / output control port is input between the plurality of input / output control ports, and each input / output control port is controlled by the other input / output control port. Since the read operation or write operation to the resistance change storage element is temporarily stopped, it is possible to prevent a plurality of input / output control ports from simultaneously performing the read operation or write operation on the same resistance change storage element. it can.

請求項2記載の発明によれば、第1ワード線は、対を構成するビット線と抵抗変化記憶素子とを接続する接続配線の中途部に設けた読出制御トランジスタのゲートに接続することによって、複数設けた第1ワード線及びビット線の配線を容易化することができ、配線パターンが複雑化することを防止できる。 According to the second aspect of the present invention, the first word line is connected to the gate of the read control transistor provided in the middle of the connection wiring connecting the bit line constituting the pair and the resistance change memory element, A plurality of first word lines and bit lines can be easily wired, and the wiring pattern can be prevented from becoming complicated.

本発明の記憶装置は、抵抗値の違いによってデータを記憶する抵抗変化記憶素子を複数設けて構成している記憶装置であって、抵抗変化記憶素子から記憶されたデータを読出すため、あるいはデータを書込むための一対のビット線とワード線とを有するとともに、各抵抗変化記憶素子に対して一対となったビット線とワード線を複数対設けているものである。   A storage device of the present invention is a storage device configured by providing a plurality of resistance change storage elements that store data according to a difference in resistance value, in order to read data stored from the resistance change storage element, or data Are provided with a plurality of pairs of bit lines and word lines for each resistance change memory element.

そして、対となったビット線とワード線は入出力制御ポートに接続して、この入出力制御ポートの制御によって所定の抵抗変化記憶素子からのデータの読出動作、またはデータの書込動作を行うとともに、異なる対のビット線とワード線は異なる入出力制御ポートにそれぞれ接続することにより、入出力制御ポートごとに制御を行うことによって、書込動作と読出動作、あるいは書込動作同士、あるいは読出動作同士を重複して実行可能としているものである。   The paired bit line and word line are connected to an input / output control port, and a data read operation or data write operation from a predetermined resistance change memory element is performed under the control of the input / output control port. At the same time, different pairs of bit lines and word lines are connected to different input / output control ports, and control is performed for each input / output control port. The operations can be executed in duplicate.

したがって、各入出力制御ポートによって同時に書込動作と読出動作、あるいは書込動作同士、あるいは読出動作同士を行うことができるので、実質的な動作速度を向上させることができる。   Therefore, the write operation and the read operation, or the write operations or the read operations can be performed simultaneously by each input / output control port, so that the substantial operation speed can be improved.

特に、ワード線は、対を構成するビット線と抵抗変化記憶素子とを接続する接続配線の中途部に設けた読出制御トランジスタのゲートに接続することにより、1つの抵抗変化記憶素子に対してそれぞれ複数設けられるビット線とワード線の配線を行いやすくすることができ、配線パターンが複雑化すること、さらには抵抗変化記憶素子自体が大型化することを抑止できる。   In particular, the word line is connected to the gate of the read control transistor provided in the middle of the connection wiring that connects the bit line constituting the pair and the resistance change storage element, and thereby each of the resistance change storage elements. A plurality of bit lines and word lines can be easily wired, and the wiring pattern can be prevented from becoming complicated, and further, the resistance change memory element itself can be prevented from being enlarged.

また、抵抗変化記憶素子の抵抗状態を変更するための通電を行うワード線を複数設け、このワード線をそれぞれ異なる入出力制御ポートに接続した場合には、入出力制御ポートによって異なる抵抗変化記憶素子に同時にデータの書込動作を行うことができ、実質的な動作速度を向上させることができる。   In addition, when a plurality of word lines for energizing to change the resistance state of the resistance change memory element are provided and the word lines are connected to different input / output control ports, the resistance change memory elements differ depending on the input / output control port. At the same time, the data write operation can be performed, and the substantial operation speed can be improved.

以下において、図面に基づいて本発明の実施形態について詳説する。図1は、本実施形態の記憶装置Aの概略ブロック図である。記憶装置Aには抵抗変化記憶素子を行列状に配設した記憶領域30を設けており、この記憶領域30の周囲に入出力制御ポートを設けている。特に、本実施形態では、記憶装置Aには第1入出力制御ポート10と第2入出力制御ポート20の2つの入出力制御ポートを設けている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of the storage device A of this embodiment. The storage device A is provided with a storage area 30 in which resistance change storage elements are arranged in a matrix, and an input / output control port is provided around the storage area 30. In particular, in the present embodiment, the storage device A is provided with two input / output control ports, a first input / output control port 10 and a second input / output control port 20.

第1入出力制御ポート10は、第1制御回路11と、外部から入力されたアドレスデータをデコードする第1アドレスデコーダ12と、図示しない入出力端子に接続された第1I/Oバッファ13とを有しており、第1制御回路11によって第1書込用ドライバ回路14を制御することにより、第1アドレスデコーダ12で指定したアドレスの抵抗変化記憶素子へのデータの書込みを行うとともに、第1制御回路11によって第1センスアンプ回路15を制御することにより、第1アドレスデコーダ12で指定したアドレスの抵抗変化記憶素子に記憶されたデータの読出しを行うようにしている。   The first input / output control port 10 includes a first control circuit 11, a first address decoder 12 for decoding address data input from the outside, and a first I / O buffer 13 connected to an input / output terminal (not shown). The first control circuit 11 controls the first write driver circuit 14 to write data to the resistance change memory element at the address designated by the first address decoder 12 and By controlling the first sense amplifier circuit 15 by the control circuit 11, the data stored in the resistance change memory element at the address designated by the first address decoder 12 is read out.

第2入出力制御ポート20は、第2制御回路21と、外部から入力されたアドレスデータをデコードする第2アドレスデコーダ22と、図示しない入出力端子に接続された第2I/Oバッファ23とを有しており、第2制御回路21によって第2書込用ドライバ回路24を制御することにより、第2アドレスデコーダ22で指定したアドレスの抵抗変化記憶素子へのデータの書込みを行うとともに、第2制御回路21によって第2センスアンプ回路25を制御することにより、第2アドレスデコーダ22で指定したアドレスの抵抗変化記憶素子に記憶されたデータの読出しを行うようにしている。   The second input / output control port 20 includes a second control circuit 21, a second address decoder 22 for decoding address data input from the outside, and a second I / O buffer 23 connected to an input / output terminal (not shown). The second control circuit 21 controls the second write driver circuit 24 to write data to the resistance change memory element at the address designated by the second address decoder 22 and By controlling the second sense amplifier circuit 25 by the control circuit 21, the data stored in the resistance change memory element at the address designated by the second address decoder 22 is read out.

図2は、本実施形態の記憶装置Aにおける一つの抵抗変化記憶素子M1部分の回路図である。本実施形態では、一つの抵抗変化記憶素子M1に第1ビット線B1と第2ビット線B2の2本のビット線を接続するとともに、第1読出用ワード線RW1と第2読出用ワード線RW2の2本のワード線を接続し、さらに、抵抗変化記憶素子M1には抵抗変化記憶素子M1の抵抗状態を変更するための通電を行う1本の書込用ワード線WWを設けているものである。   FIG. 2 is a circuit diagram of one resistance change storage element M1 portion in the storage device A of the present embodiment. In the present embodiment, two bit lines of the first bit line B1 and the second bit line B2 are connected to one resistance change memory element M1, and the first read word line RW1 and the second read word line RW2 are connected. Are connected to each other, and the resistance change memory element M1 is provided with one write word line WW for energization for changing the resistance state of the resistance change memory element M1. is there.

特に、抵抗変化記憶素子M1は、一端を共通ビット線Bに接続するとともに、他端を接地している。   In particular, the resistance change memory element M1 has one end connected to the common bit line B and the other end grounded.

そして、共通ビット線Bと第1ビット線B1とを接続する第1接続線L1の中途部には、ゲート端子に第1読出用ワード線RW1を接続した第1読出制御トランジスタT1を設けている。   A first read control transistor T1 having a gate terminal connected to the first read word line RW1 is provided in the middle of the first connection line L1 connecting the common bit line B and the first bit line B1. .

さらに、共通ビット線Bと第2ビット線B2とを接続する第2接続線L2の中途部には、ゲート端子に第2読出用ワード線RW2を接続した第2読出制御トランジスタT2を設けている。   Further, a second read control transistor T2 having a gate terminal connected to the second read word line RW2 is provided in the middle of the second connection line L2 connecting the common bit line B and the second bit line B2. .

このように1本の共通ビット線Bを抵抗変化記憶素子M1に接続し、第1接続線L1及び第2接続線L2を介して共通ビット線Bと第1ビット線B1及び第2ビット線B2とを接続することによって、従来では1本であったビット線を第1ビット線B1と第2ビット線B2の2本にした場合のビット線B1,B2の配線を行いやすくすることができる。   In this way, one common bit line B is connected to the resistance change memory element M1, and the common bit line B, the first bit line B1, and the second bit line B2 are connected via the first connection line L1 and the second connection line L2. , It is possible to facilitate the wiring of the bit lines B1 and B2 in the case where the number of bit lines, which has conventionally been one, is changed to two, the first bit line B1 and the second bit line B2.

しかも、第1読出用ワード線RW1は、第1接続線L1に設けた第1読出制御トランジスタT1のゲートに接続するとともに、第2読出用ワード線RW2は、第2接続線L2に設けた第2読出制御トランジスタT2のゲートに接続することによって、従来では1本であった読出用のワード線を第1読出用ワード線RW1と第2読出用ワード線RW2の2本にした場合のワード線RW1,RW2の配線を行いやすくすることができる。   In addition, the first read word line RW1 is connected to the gate of the first read control transistor T1 provided in the first connection line L1, and the second read word line RW2 is provided in the second connection line L2. 2 By connecting to the gate of the read control transistor T2, the word line in the case where the single read word line is changed to the first read word line RW1 and the second read word line RW2 is used. Wiring of RW1 and RW2 can be made easier.

第1読出制御トランジスタT1を介して接続された1対の第1ビット線B1と第1読出用ワード線RW1は、それぞれ図1に示す第1入出力制御ポート10に接続しており、第2読出制御トランジスタT2を介して接続された1対の第2ビット線B2と第2読出用ワード線RW2は、それぞれ図1に示す第2入出力制御ポート20に接続しており、抵抗変化記憶素子M1は、第1入出力制御ポート10と第2入出力制御ポート20とによってそれぞれ読出動作させることができるようにしている。   The pair of first bit line B1 and first read word line RW1 connected via the first read control transistor T1 are connected to the first input / output control port 10 shown in FIG. The pair of second bit line B2 and second read word line RW2 connected via the read control transistor T2 are connected to the second input / output control port 20 shown in FIG. M1 can be read by the first input / output control port 10 and the second input / output control port 20, respectively.

また、書込用ワード線WWは、第1入出力制御ポート10と第2入出力制御ポート20のいずれか一方に接続すればよく、例えば書込用ワード線WWを第1入出力制御ポート10に接続した場合には、第1入出力制御ポート10によって抵抗変化記憶素子M1の読出動作だけでなく書込動作を行うことができる。   The write word line WW may be connected to one of the first input / output control port 10 and the second input / output control port 20. For example, the write word line WW is connected to the first input / output control port 10. When the connection is made, the first input / output control port 10 can perform not only the read operation of the resistance change memory element M1, but also the write operation.

ただし、第1入出力制御ポート10と第2入出力制御ポート20とが同時に同一の抵抗変化記憶素子M1に対して読出動作または書込動作を行わないように、第1入出力制御ポート10と第2入出力制御ポート20との間では、他方のポートが制御している抵抗変化記憶素子M1のアドレス情報を入力するようにしており、他方のポートが抵抗変化記憶素子M1を使用している場合には、その抵抗変化記憶素子M1への読出動作または書込動作を一時停止するようにしている。   However, the first input / output control port 10 and the second input / output control port 20 are configured so that the first input / output control port 10 and the second input / output control port 20 do not perform the read operation or the write operation on the same resistance change memory element M1 at the same time. Address information of the resistance change memory element M1 controlled by the other port is input to the second input / output control port 20, and the other port uses the resistance change memory element M1. In this case, the read operation or write operation to the resistance change memory element M1 is temporarily stopped.

このように、第1入出力制御ポート10と第2入出力制御ポート20の2つの入出力制御ポートを設けたことにより、データの書込みまたは読出しを並列処理によって行うことができるので、記憶装置における処理速度を向上させることができる。   As described above, by providing the two input / output control ports of the first input / output control port 10 and the second input / output control port 20, data can be written or read by parallel processing. The processing speed can be improved.

上記した実施形態では、書込用ワード線WWは1本だけであるが、図3に示すように、抵抗変化記憶素子M1の抵抗状態を変更するための通電を行う第1書込用ワード線WW1と第2書込用ワード線WW2を設けてもよい。そして、例えば第1書込用ワード線WW1は第1入出力制御ポート10に接続し、第2書込用ワード線WW2は第2入出力制御ポート20に接続することによって、異なる抵抗変化記憶素子M1に対しては第1入出力制御ポート10による書込動作と第2入出力制御ポート20による書込動作とを同時に行うことができるので、記憶装置における処理速度を向上させることができる。   In the above-described embodiment, there is only one write word line WW. However, as shown in FIG. 3, the first write word line that conducts electricity to change the resistance state of the resistance change memory element M1. WW1 and second write word line WW2 may be provided. For example, the first write word line WW1 is connected to the first input / output control port 10 and the second write word line WW2 is connected to the second input / output control port 20, thereby different resistance change memory elements. Since the writing operation by the first input / output control port 10 and the writing operation by the second input / output control port 20 can be simultaneously performed on M1, the processing speed in the storage device can be improved.

ビット線及び読出用ワード線は上記した2本に限定するものではなく、図4に示すように、一つの抵抗変化記憶素子M1に第1ビット線B1と第2ビット線B2と第3ビット線B3の3本のビット線を接続するとともに、第1読出用ワード線RW1と第2読出用ワード線RW2と第3読出用ワード線RW3の3本のワード線を接続してもよい。   The number of bit lines and read word lines is not limited to the two described above. As shown in FIG. 4, one resistance change memory element M1 includes a first bit line B1, a second bit line B2, and a third bit line. The three bit lines B3 may be connected, and the three word lines of the first read word line RW1, the second read word line RW2, and the third read word line RW3 may be connected.

第3読出用ワード線RW3は、上記した第1読出用ワード線RW1及び第2読出用ワード線RW2と同様に、共通ビット線Bと第3ビット線B3とを接続する第3接続線L3の中途部に設けた第3読出制御トランジスタT3のゲートに接続している。   The third read word line RW3 is a third connection line L3 that connects the common bit line B and the third bit line B3 in the same manner as the first read word line RW1 and the second read word line RW2. This is connected to the gate of the third read control transistor T3 provided in the middle.

第3ビット線B3と第3読出用ワード線RW3は、第1ビット線B1と第1読出用ワード線RW1を接続している第1入出力制御ポート10、及び第2ビット線B2と第2読出用ワード線RW2を接続している第2入出力制御ポート20とは異なる第3入出力制御ポート(図示せず)に接続して、第1入出力制御ポート10と、第2入出力制御ポート20と、第3入出力制御ポートとがそれぞれ所要の制御を行うことにより、重複して書込動作と読出動作、あるいは読出動作を行うことができるので、記憶処理装置の処理速度をさらに向上させることができる。   The third bit line B3 and the third read word line RW3 are the first input / output control port 10 connecting the first bit line B1 and the first read word line RW1, and the second bit line B2 and the second bit line RW3. The first input / output control port 10 and the second input / output control are connected to a third input / output control port (not shown) different from the second input / output control port 20 to which the read word line RW2 is connected. Since the port 20 and the third input / output control port perform necessary controls, the write operation and the read operation or the read operation can be performed in duplicate, thereby further improving the processing speed of the storage processing device. Can be made.

さらに、図4に示すように1本の書込用ワード線WWではなく、図5に示すように、第1書込用ワード線WW1と、第2書込用ワード線WW2と、第3書込用ワード線WW3を設け、第1書込用ワード線WW1を第1入出力制御ポート10に接続し、第2書込用ワード線WW2を第2入出力制御ポート20に接続し、第3書込用ワード線WW3を第3入出力制御ポートに接続することによって、異なる抵抗変化記憶素子M1に対しては第1入出力制御ポート10による書込動作と、第2入出力制御ポート20による書込動作と、第3入出力制御ポートによる書込動作を同時に行うことができるので、記憶装置における処理速度をさらに向上させることができる。   Further, instead of one write word line WW as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 5, the first write word line WW1, the second write word line WW2, and the third write A write word line WW3, a first write word line WW1 connected to the first input / output control port 10, a second write word line WW2 connected to the second input / output control port 20, and a third By connecting the write word line WW3 to the third input / output control port, the write operation by the first input / output control port 10 and the second input / output control port 20 are applied to the different resistance change memory elements M1. Since the writing operation and the writing operation by the third input / output control port can be performed simultaneously, the processing speed in the storage device can be further improved.

他の実施形態として、読出用ワード線と書込用ワード線の2種類のワード線を有する記憶装置ではなく、図6に示すように、記憶素子M2の一端をビット線に接続するとともに記憶素子M2の他端をワード線に接続して、ビット線及びワード線の通電状態を制御することにより、記憶素子M2からのデータの読出し、及び記憶素子M2へのデータの書込みを行う記憶装置において、記憶素子M2の一端に第1ビット線B1'を接続するとともに記憶素子M2の他端に第1ワード線W1'に接続するとともに、記憶素子M2の一端に第2ビット線B2'を接続するとともに記憶素子M2の他端に第2ワード線W2'に接続し、一対の第1ビット線B1'と第1ワード線W1'を図1に示す第1入出力制御ポート10に接続して、さらに一対の第2ビット線B2'と第2ワード線W2'を第2入出力制御ポート20に接続してもよい。   As another embodiment, instead of a storage device having two types of word lines, a read word line and a write word line, as shown in FIG. 6, one end of the storage element M2 is connected to the bit line and the storage element In the storage device that reads the data from the storage element M2 and writes the data to the storage element M2, by connecting the other end of M2 to the word line and controlling the energization state of the bit line and the word line, The first bit line B1 ′ is connected to one end of the storage element M2, the first word line W1 ′ is connected to the other end of the storage element M2, and the second bit line B2 ′ is connected to one end of the storage element M2. The other end of the memory element M2 is connected to the second word line W2 ′, the pair of first bit lines B1 ′ and the first word line W1 ′ are connected to the first input / output control port 10 shown in FIG. A pair of second bit line B2 'and second word line W2' are connected to the second input / output control port. It may be connected to 20.

このように、一対の第1ビット線B1'と第1ワード線W1'を第1入出力制御ポート10に接続し、さらに一対の第2ビット線B2'と第2ワード線W2'を第2入出力制御ポート20に接続することによって、異なる抵抗変化記憶素子M2に対しては第1入出力制御ポート10による書込動作と第2入出力制御ポート20による読出動作または書込動作とを同時に行うことができるので、記憶装置における処理速度を向上させることができる。   In this way, the pair of first bit lines B1 ′ and the first word line W1 ′ are connected to the first input / output control port 10, and the pair of second bit lines B2 ′ and the second word line W2 ′ are connected to the second. By connecting to the input / output control port 20, a write operation by the first input / output control port 10 and a read operation or write operation by the second input / output control port 20 are simultaneously performed for different resistance change memory elements M2. Therefore, the processing speed in the storage device can be improved.

本発明に係る記憶装置の概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a storage device according to the present invention. 本発明に係る記憶装置一つの抵抗変化記憶素子部分の回路図である。It is a circuit diagram of a resistance change memory element portion of one memory device according to the present invention. 他の実施形態の抵抗変化記憶素子部分の回路図である。It is a circuit diagram of the resistance change memory element part of other embodiments. 他の実施形態の抵抗変化記憶素子部分の回路図である。It is a circuit diagram of the resistance change memory element part of other embodiments. 他の実施形態の抵抗変化記憶素子部分の回路図である。It is a circuit diagram of the resistance change memory element part of other embodiments. 他の実施形態の抵抗変化記憶素子部分の回路図である。It is a circuit diagram of the resistance change memory element part of other embodiments. 従来の記憶装置における一つの抵抗変化記憶素子部分の回路図である。It is a circuit diagram of one resistance change memory element part in the conventional memory device. 従来の記憶装置における一つの抵抗変化記憶素子部分の回路図である。It is a circuit diagram of one resistance change memory element part in the conventional memory device.

符号の説明Explanation of symbols

A 記憶装置
10 第1入出力制御ポート
11 第1制御回路
12 第1アドレスデコーダ
13 第1I/Oバッファ
14 第1書込用ドライバ回路
15 第1センスアンプ回路
20 第2入出力制御ポート
21 第2制御回路
22 第2アドレスデコーダ
23 第2I/Oバッファ
24 第2書込用ドライバ回路
25 第2センスアンプ回路
30 記憶領域
M1,M2 抵抗変化記憶素子
B 共通ビット線
B1,B1' 第1ビット線
B2,B2' 第2ビット線
B3 第3ビット線
RW1 第1読出用ワード線
RW2 第2読出用ワード線
RW3 第3読出用ワード線
WW 書込用ワード線
L1 第1接続線
L2 第2接続線
L3 第3接続線
T1 第1読出制御トランジスタ
T2 第2読出制御トランジスタ
T3 第3読出制御トランジスタ
WW1 第1書込用ワード線
WW2 第2書込用ワード線
WW3 第3書込用ワード線
A storage device
10 1st input / output control port
11 First control circuit
12 First address decoder
13 First I / O buffer
14 First write driver circuit
15 First sense amplifier circuit
20 2nd input / output control port
21 Second control circuit
22 Second address decoder
23 Second I / O buffer
24 Second write driver circuit
25 Second sense amplifier circuit
30 storage area
M1, M2 Resistance change memory element B Common bit line
B1, B1 '1st bit line
B2, B2 'Second bit line
B3 Third bit line
RW1 First read word line
RW2 Second read word line
RW3 Third read word line
WW word line for writing
L1 first connection line
L2 Second connection line
L3 Third connection line
T1 first read control transistor
T2 Second read control transistor
T3 Third read control transistor
WW1 First write word line
WW2 Second write word line
WW3 Third write word line

Claims (2)

複数の抵抗変化記憶素子を有する記憶装置において、
前記の各抵抗変化記憶素子に一対のビット線と第1ワード線とを複数対接続し、前記ビット線と前記第1ワード線を前記対ごとに異なる入出力制御ポートにそれぞれ接続し、前記抵抗変化記憶素子の抵抗状態を変更するための通電を行う第2ワード線を複数設け、これらの第2ワード線をそれぞれ異なる入出力制御ポートに接続して、入出力制御ポートごとに制御を行うことによって、書込動作と読出動作、あるいは書込動作同士、あるいは読出動作同士を重複して実行可能とし、一方で、前記複数の入出力制御ポートが同時に同一の抵抗変化記憶素子に対して読出動作または書込動作を行わないように、前記複数の入出力制御ポート間で、他の入出力制御ポートが制御している抵抗変化記憶素子のアドレス情報を入力し、各前記入出力制御ポートは、他の入出力制御ポートが制御している抵抗変化記憶素子への読出動作または書込動作を一時停止する
ことを特徴とする記憶装置。
In a memory device having a plurality of resistance change memory elements,
Plural pairs connects the pair of bit lines and the first word line in the resistance change memory device described above, respectively connected to said first word line and the bit line to the different input and output control port for each said pair, said resistor Provide a plurality of second word lines for energizing to change the resistance state of the change memory element, and connect the second word lines to different input / output control ports to control each input / output control port. Thus, the write operation and the read operation, or the write operations or the read operations can be performed in duplicate, while the plurality of input / output control ports simultaneously perform the read operation on the same resistance change memory element. Alternatively, address information of the resistance change memory element controlled by another input / output control port is input between the plurality of input / output control ports so as not to perform a write operation, and each of the input / output controls Over TMG, storage device according to claim <br/> to pause reading operation or writing operation to the resistance change memory element other output control port is controlled.
前記第1ワード線は、前記対を構成する前記ビット線と前記抵抗変化記憶素子とを接続する接続配線の中途部に設けた読出制御トランジスタのゲートに接続したことを特徴とする請求項1記載の記憶装置。 2. The first word line is connected to a gate of a read control transistor provided in a middle portion of a connection wiring for connecting the bit line constituting the pair and the resistance change memory element. Storage device.
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