参考单元修复方案的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开一般涉及磁性随机存取存储器(MRAM)参考单元配置。更具体地，本公开涉及配置用于MRAM的合并参考位线方案。
【背景技术】
[0002]与常规的随机存取存储器(RAM)芯片技术不同，在磁性RAM(MRAM)中，数据不是作为电荷来存储的，而是取而代之通过存储元件的磁极化来存储。这些存储元件是从由隧道层分开的两个铁磁层形成的。这两个铁磁层中的一个(被称为固定层或者钉扎层)具有固定在特定方向上的磁化。另一铁磁磁性层(被称为自由层)具有可以被更改为当自由层磁化与固定层磁化反平行时表示“I”或者当自由层磁化与固定层磁化平行时表示“O”或者反之的磁化方向。具有固定层、隧道层和自由层的一种此类器件是磁性隧道结(MTJ)。MTJ的电阻取决于自由层磁化和固定层磁化是彼此平行还是彼此反平行。存储器设备(诸如MRAM)是从可个体寻址的MTJ的阵列构建的。
[0003]为了将数据写入常规MRAM，通过MTJ来施加超过临界切换电流的写电流。超过临界切换电流的写电流足以改变自由层的磁化方向。当写电流在第一方向上流动时，MTJ可被置于或者保持在第一状态，其中其自由层磁化方向和固定层磁化方向在平行取向上对齐。当写电流在与第一方向相反的第二方向上流动时，MTJ可被置于或者保持在第二状态，其中其自由层磁化和固定层磁化呈反平行取向。
[0004]为了读取常规MRAM中的数据，读电流可经由用于将数据写入MTJ的相同电流路径来流经该MTJ。如果MTJ的自由层和固定层的磁化彼此平行地取向，则MTJ所呈现的电阻不同于在自由层和固定层的磁化呈反平行取向的情况下该MTJ将呈现的电阻。在常规MRAM中，由MRAM的位单元中的MTJ的两个不同电阻定义两种相异的状态。这两个不同的电阻表示由该MTJ存储的逻辑O值和逻辑I值。
[0005]为了确定常规MRAM中的数据表示逻辑I还是逻辑0，将位单元中的MTJ的电阻与参考电阻进行比较。常规MRAM电路系统中的参考电阻是具有平行磁性取向的MTJ的电阻与具有反平行磁性取向的MTJ的电阻之间的中点电阻。生成中点参考电阻的一种方式是将已知具有平行磁性取向的MTJ与已知具有反平行磁性取向的MTJ并联耦合。
[0006]磁性随机存取存储器的位单元可被布置成包括存储器元件(例如，MRAM情形中的MTJ)模式的一个或多个阵列。STT-MRAM(自旋转移矩磁性随机存取存储器)是新兴的非易失性存储器，其具有以下优点:非易失性、与eDRAM(嵌入式动态随机存取存储器)相当的速度、与eSRAM(嵌入式静态随机存取存储器)相比较小的芯片尺寸、不受限制的耐读/写性、以及低阵列漏电流。
[0007]概述
[0008]根据本公开的一方面，给出了一种存储器装置。该装置包括第一参考单元，其包括耦合至第一参考位线的第一参考磁性隧道结(MTJ)。该装置进一步包括第二参考单元，其包括耦合至第二参考位线的第二参考MTJ。该装置还包括字线，其耦合至第一参考单元并耦合至第二参考单元。该装置更进一步地包括可编程开关电路系统，其被配置成选择性地将第一参考位线从合并参考节点解耦合。
[0009]根据本公开的另一方面，给出了一种存储器装置。该装置包括第一参考单元，其包括耦合至第一参考位线的第一参考磁性隧道结(MTJ) ο该装置还包括冗余参考单元，其包括耦合至冗余参考位线的冗余参考MTJ。该装置进一步包括字线，其耦合至第一参考单元并耦合至冗余参考单元。该装置更进一步地包括可编程开关电路系统，其被配置成选择性地将第一参考位线从合并参考节点解耦合并将冗余参考位线耦合至该合并参考节点。
[0010]根据又一方面，给出了一种用于重新配置存储器的方法。该方法包括标识合并位线系统中親合至参考位线的有缺陷的参考单元阵列。该方法还包括响应于标识出该有缺陷的参考单元阵列而改变可编程器件的编程状态。该方法进一步包括响应于被改变的编程状态而将该参考位线从合并参考节点解耦合。
[0011]根据又一方面，存储器设备具有用于标识合并位线系统中耦合至参考位线的有缺陷的参考单元阵列的装置。该设备还包括用于响应于标识出有缺陷的参考单元阵列而改变可编程器件的编程状态的装置。该设备进一步包括用于响应于被改变的编程状态而将该参考位线从合并参考节点解耦合的装置。
[0012]根据另一方面，给出了一种计算机程序产品。该计算机程序包括其上记录有非瞬态程序代码的非瞬态计算机可读介质。该程序代码包括用于标识合并位线系统中耦合至参考位线的有缺陷的参考单元阵列的程序代码。该程序代码还包括用于响应于标识出有缺陷的参考单元阵列而改变可编程器件的编程状态的程序代码。该程序代码进一步包括用于响应于被改变的编程状态而将该参考位线从合并参考节点解親合的程序代码。
[0013]这已较宽泛地勾勒出本公开的特征和技术优势以便下面的详细描述可以被更好地理解。本公开的其他特征和优点将在下文描述。本领域技术人员应该领会，本公开可容易地被用作改动或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到，这样的等效构造并不脱离所附权利要求中所阐述的本公开的教导。被认为是本公开的特性的新颖特征在其组织和操作方法两方面连同进一步的目的和优点在结合附图来考虑以下描述时将被更好地理解。然而，要清楚理解的是，提供每一幅附图均仅用于解说和描述目的，且无意作为对本公开的限定的定义。
[0014]附图简述
[0015]本公开的特征、本质和优点将因以下结合附图阐述的具体描述而变得更加明显。
[0016]图1解说了磁性随机存取存储器(MRAM)参考系统。
[0017]图2解说了 MRAM参考位线方案。
[0018]图3解说了包括MRAM参考位线方案的多个块的MRAM宏。
[0019]图4解说了根据本公开的各方面的合并参考位线方案。
[0020]图5a解说了根据本公开的一方面的经修复的合并参考位线方案。
[0021]图5b解说了根据本公开的一方面的用于配置位线选择电路系统的可编程电路系统。
[0022]图6a解说了根据本公开的另一方面的冗余参考位线方案。
[0023]图6b解说了被配置成将冗余参考单元阵列耦合至共享参考节点并将另一冗余参考单元阵列从该共享参考节点解耦合的可编程电路系统。
[0024]图7是解说根据本公开的一方面的一种用于重新配置存储器的方法的过程流图。
[0025]图8是解说根据本公开的另一方面的一种用于重新配置存储器的方法的过程流图。
[0026]图9解说了其中可有利地采用本公开的实施例的示例性无线通信系统。
[0027]图10是解说根据本公开一方面的用于半导体组件的电路、布局、以及逻辑设计的设计工作站的框图。
[0028]详细描述
[0029]以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有的配置。本详细描述包括具体细节以便提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以避免煙没此类概念。
[0030]与常规的随机存取存储器(RAM)芯片技术不同，在磁性RAM(MRAM)中，数据不是作为电荷来存储的，而是取而代之通过存储元件的磁极化来存储。这些存储元件是从由隧道层分开的两个铁磁层形成的。这两个铁磁层中的一个(被称为固定层或者钉扎层)具有固定在特定方向上的磁化。另一铁磁磁性层(被称为自由层)具有可以被更改为当自由层磁化与固定层磁化反平行时表示“I”或者当自由层磁化与固定层磁化平行时表示“O”或者反之的磁化方向。具有固定层、隧道层和自由层的一种此类器件是磁性隧道结(MTJ)。MTJ的电阻取决于自由层磁化和固定层磁化是彼此平行还是彼此反平行。存储器设备(诸如MRAM)是从可个体寻址的MTJ的阵列构建的。
[0031]MRAM参考单元生成参考电平(Vref)来与MRAM单元数据进行比较以确定电阻MRAM单元处于平行状态(Rp)(例如，“O”)还是反平行状态(Rap)(例如，“I”)。MRAM参考单元包括两个MRAM单元，一个单元处于平行状态，而另一单元处于反平行状态。
[0032]MRAM参考系统包括参考单元以及用于从参考单元生成参考电平的其他电路系统。图1解说了根据本公开的一方面的MRAM系统100。如图1中所解说的，MRAM系统包括承载Vref的Vref线102、用于限制电压的钳位电压(VCLAMP)线106、读选择线(RSEL) 104、以及字线(WL) 108。图1的MRAM系统进一步包括MRAM参考单元110和MRAM数据单元112。
[0033]MRAM参考单元110包括耦合在用于平行状态的读位线120 (RBLp)与用于平行状态的读源线122(R