TW466485B - Device to evaluate the cell-resistances in a magneto-resistive memory - Google Patents

Description

A7 4 6 6 4· 8 5 B7___ 五、發明說明（/ ) ----------!裝--------訂· (請先閱讀背面之庄意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種測定磁阻式記憶胞（M RAM)中之能 以磁性來改變之電阻所用之裝置，其係藉助於參考電阻 來進行。此種記憶胞典型上具有軟磁性層以及硬磁性. 層，它們都是導電性的且藉由穿透式（Tunnel)氧化物而互 相隔開，其中穿透機率以及電阻是與此二層之極化方向 有關。 此種裝置在美國專利51 73 8 73中（特別是第4圖）已 爲人所知，其中每行只考慮唯一之參考晶胞之電阻以便 測定記憶胞且此種測定是以快速而功率消耗較少之方式 來進行。 由於製程上之公差（tolerance)，則晶胞（cell)電阻在整 個記憶胞陣列上並不是定供的且就相同之資訊狀態而言 在進行電阻/電壓變換之後會由此測定電路而產生不同 之輸出電壓，這些輸出電壓通常不能正確地由隨後所連 接之邏輯電路來分配。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之目的因此是'提供一種裝置以便測定磁阻式記 億體（MRAM)中之晶胞電阻，其中可消除此種測定裝置中 很高之臨界偏移（offset)電壓，特別是可用於一些具有較 低電壓位準以及較小損耗功率之新組件中。 依據本發明，此目的是藉由申請專利範圍第1項之特 徵來達成。本發明有利之其它形式敘述在申請專利範圍 第2項中。 本發明基本上是使一種與晶胞之各別資訊狀態有關之 晶胞電流所減少之値晶胞之平均電流且使此種電流差轉 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297公釐） A7 B7 4 6 648 5 五、發明說明c >) 換成相對應之輸出電壓，其中由具有不同資訊內容之晶 胞所形成之晶胞電阻之組合是用來形成晶胞之平均電 ----------!裝--------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 流。 本發明之較佳實施例以下將依據圖式來詳述。圖式簡 單說明如下： 第I圖由位元線y + 2…y…y-2和字元線x-2…X…X + 3 所形成之矩陣式配置，其是磁阻式記憶體之晶胞陣列之 —部份。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此圖中，每一條位元線和每一條字元線之間存在一 種磁阻式電阻R。磁阻R通常是由互相重疊且由穿透式 氧化物所隔開之軟磁性區及硬磁性區所構成。在所選取 之字元線X和所選取之位元線y之間存在著所選取之晶 胞電阻R。字元線之選取和定址此處例如是藉由開關 1}3-2___13 3 + 3來達成，這些開關依據此圖是與字元線\-2 ··· x + 3中之一相連接且經由這些開關可分別使所選取之 字元線（此處是字元線X)可與字元線電壓V @相連接而 另一條字元線是與參考電位GND相連接。因此，不是全 部與字元線X相連接之晶胞電阻而是只有此種與已定址 之位元線y相連接之晶胞電阻R是接通至一條共同之導 線L，所有開關S-2…S + 2除了開關S之外都是斷開的 (off)。 就晶胞陣列之由多條位元線和字元線所構成之區域或 就整個晶胞陣列而言，存在一種測定電路，其後連接一 個邏輯級E，其由此測定電路之輸出電壓Voy7產生相對應 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 4 6 648 5 B7_ 五、發明說明（4 ) 之資料位準D。 ---------- '裝--------訂· (請先閱讀背面之沈意事項再填寫本頁) 此種特定之測定電路具有一種運算放大器0P1，其輸 出一種輸出電壓且此V 經由回授電阻116而回授至 反相輸入端而其非反相輸入端是與參考電位相連接。運 算放大器OPI之反相輸入端是與集中線L相連接，在本 例子中字元線電壓V松經由開關U S，所選取之晶胞電阻R 以及閉合之開關S而與反相輸入端相連接且相對應之晶 胞電流I由導線L流出。晶胞電阻R是與所儲存之資訊 有關且可以下式表示： R= 3*(1土 cJ) 其中δ表示平均電阻，<3是與資訊有關之電阻相對變化値， 其大小例如是數個百分比。在本發明中，平均電流/由電 流I中扣減而只有電流差I - Ϊ會到達此種經由電阻R 而 回授之運算放大器0Ρ1之反相輸入端。平均電流ΐ是由 參考電阻R服和參考電壓v哪所形成，其中此電壓

之正負極性是和字元線電壓V肌者不同的。參考電阻R 和參考電壓V膨之小大須使晶胞電阻是R =;而字元線電 壓是V肌時電流I等於}，因此，輸出電壓V .等於0。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參考電壓V ^因此可有利地藉助於一般之反相運算放 大器電路由字元線電壓V w產生 > 但字元線電壓V #則以 相反之方式由一預定之參考電壓V ^所產生。 參考電阻R W有利之方式是由和晶胞電阻相同之材料 所構成。在參考電阻R ^和晶胞電阻具有相同之幾何形 狀時，則只有電·阻R= ^(1± <0 (不是平均値Λ)可供使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 6 6 4 8 5 A7 B7 五、發明說明（4 ) 用。在最簡單之情況下，一個儲存邏輯値1之晶胞之晶 胞電阻是與一個儲存邏輯値〇之晶胞之晶胞電阻相串 聯，這樣可提供大小是2 * β之參考電阻且需要一種相對 應之參考電壓V — °由二個此種串聯電路所形成之並聯 電路可以簡單之方式產生上述之參考電阻Λ。爲了 求得平均値（其對儘可能多之晶胞而言是最佳化的），則 可並聯一些其它之此種串聯電路’這樣可使參考電阻降 低，因此亦使所需之參考電壓降低。 符號說明 y十2··· y·.· y-2…位兀線 x-2…X··· X + 3···字元線 R，R ΰ…電阻 L…導線 US-2 …US + 3 ‘‘開關 S -2…S + 2…開關 Ε…邏輯級 0Ρ]…運算放大器 …參考電阻 ----------!^--------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. Aft46 648 5 g D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 六、申請專利範圍 ]· 一種測定磁阻式記憶體中之晶胞電阻所用之裝置，其 特徵爲： 各晶胞電阻（R)之第一端點可經由開關（U S)而與字元線 電壓（V I)相連接，各晶胞電阻之第二端點可經由另一開 關（S)而與導線節點（L)相連接. 導線節點經由參考電阻（R赃）而與參考電壓源（VuF)相 連接，這樣可使由導線節點所流出之晶胞電流（I)所降低 之値是平均電流値（h， 放大器（0P1 ' Rc)使各別之晶胞電流和平均電流之差値 轉換成一種電壓（V wr)以作爲一種測定信號用。 2.如申請專利範圍第1項之裝置，其中此參考電阻（R/kf) 是由具有不同資訊內容之各晶胞之晶胞電阻之互連電 路所構成。 3 .如申請專利範圍第2項之裝置，其中此參考電阻（R哪) 具有由不同資訊內容之各晶胞之二個晶胞電阻所構成 之各別之串聯電路或具有此種串聯電路所構成之並聯 電路- 4.如申請專利範圍第1、2或3項之裝置，其中該參考電 壓（V^)是由字元線電壓（VJ或反之該字元線電壓是 由參考電壓藉助於反相之電壓放大電路而彤成= (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I - I I I 訂---------": 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）