使用在锁存器中存储的测试码的感测放大器偏移电压减小的制作方法
【专利说明】使用在锁存器中存储的测试码的感测放大器偏移电压减小
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求共同拥有的于2013年7月22日提交的美国非临时专利申请号13/947，144的优先权，该非临时专利申请的内容通过援引全部明确纳入于此。
[0003]领域
[0004]本公开一般涉及感测放大器电压偏移的表征和补偿。
_5] 相关技术描述
[0006]技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络传达语音和数据分组。此外，许多此类无线电话包括被纳入于其中的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。这些无线电话也可包括存储器设备，诸如用于存储器存储的自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)。
[0007]STT-MRAM内的每一数据单元可由流经磁性隧道结(MTJ)器件的自旋极化电流来编程。例如，当切换电流流经MTJ器件时，MTJ器件的自由层的磁矩方向可相对于MTJ器件的钉扎层的磁矩方向而改变(例如，从平行状态到反平行状态)。如与自由层的方向与钉扎层的方向平行时的较低电阻相比，当自由层的方向与钉扎层的方向反平行时，MTJ器件可具有较高电阻。自由层的方向的改变可对应于数据单元的逻辑值从逻辑“0”改变为逻辑“1”。
[0008]在读操作期间读取(即，感测)数据的逻辑值时，感测放大器中各器件的工艺变动可能导致关联于数据单元的数据分支与关联于参考单元的参考分支之间的偏移电压。该偏移电压可能减小数据单元与参考单元之间的感测余裕并且可能由此在将对应于数据单元的输出电压与对应于参考单元的输出电压进行比较时造成误差。
[0009]概述
[0010]公开了用于减小感测放大器中的电压偏移的方法和装置。存储器系统可以扫描遍历多个代码并且监视感测放大器针对每一代码的输出以确定补偿感测放大器中的电压偏移的特定代码(例如，偏移补偿码)。例如，在测试模式期间，与数据单元相关联的第一位线可以耦合至第一电阻器并且与参考单元相关联的第二位线可以耦合至具有与第一电阻器基本相等的电阻的第二电阻器。每一代码可以改变(例如，增大或减小)传播通过这些位线之一的电流量，而同时基本恒定的电流传播通过另一位线。比较器可以将测试数据电压与测试参考电压进行比较以确定特定代码，该特定代码导致测试数据电压从小于测试参考电压增大至大于测试参考电压，从而产生跨测试数据电压和测试参考电压基本相等的状态的转变。测试数据电压可以与第一电阻器的电阻乘以传播通过第一位线的电流成比例，并且测试参考电压可以与第二电阻器的电阻乘以传播通过第二位线的电流成比例。响应于确定特定代码，存储器系统可以通过将第一位线耦合至数据单元并且通过将第二位线耦合至参考单元而进入感测模式。该特定代码可被用于在第一位线处生成补偿(例如，减小)感测操作期间感测放大器中的电压偏移的电流。
[0011]在一特定实施例中，一种电路包括响应于存储测试码的多个锁存器的多个晶体管。该电路进一步包括耦合至数据单元并且耦合至感测放大器的第一位线。该电路还包括耦合至参考单元并且耦合至感测放大器的第二位线。来自多个晶体管的集合电流经由第一位线被施加于数据单元。该多个晶体管的集合是基于测试码来确定的。该电路还包括耦合至第一位线和第二位线的测试模式参考电路。
[0012]在另一特定实施例中，一种方法包括向耦合至多个晶体管的多个锁存器提供测试码。该方法还包括经由第一位线将来自该多个晶体管的集合的电流施加于位单元。该多个晶体管的集合是基于测试码来确定的。该测试码是基于在测试模式中在感测放大器的操作期间提供的感测放大器的输出来确定的。
[0013]在另一特定实施例中，一种设备包括用于锁存测试码的装置。该设备还包括用于基于锁存着的测试码来向第一位线提供电流以读取位单元的装置。该测试码是基于在测试模式中在感测放大器的操作期间提供的感测放大器的输出来确定的。
[0014]由所公开的实施例中的至少一个实施例提供的一个特定优点为，减少在将对应于数据单元的输出电压与对应于参考单元的输出电压进行比较时出现的误差。例如，感测放大器的电压偏移(例如，由于制造期间的工艺变动)可被移除或减小。减小电压偏移可以在感测放大器将对应于数据单元的输出电压与对应于参考单元的输出电压进行比较时导致较少误差。
[0015]本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节:附图简述、详细描述以及权利要求书。
[0016]附图简沐
[0017]图1是能操作用于减小或消除感测操作期间的电压偏移的存储器系统的特定解说性实施例的框图；
[0018]图2是能操作用于减小或消除感测操作期间的电压偏移的存储器系统的特定解说性实施例的电路图；
[0019]图3是测试模式期间的存储器系统的特定解说性实施例的时序图；
[0020]图4是能操作用于向多个锁存器提供偏移补偿码的存储器系统的特定解说性实施例的框图；
[0021]图5是用于减小或消除感测操作期间的电压偏移的方法的特定解说性实施例的流程图；
[0022]图6是包括具有偏移补偿电路的存储器的无线设备的框图；以及
[0023]图7是用于制造包括具有偏移补偿电路的存储器的电子设备的制造过程的特定解说性实施例的数据流图。
[0024]详细描沐
[0025]参照图1，示出了能操作用于减小或消除感测操作期间的电压偏移的存储器系统100的特定解说性实施例。存储器系统100包括感测放大器101、测试模式控制电路102、多个锁存器104、测试模式参考电路108、数据单元112、以及参考单元122。感测放大器101包括修整电路106、参考电流源107、以及比较器140。
[0026]作为解说性、非限定性示例，数据单元112可以是磁阻随机存取存储器(MRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)、自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)、铁电式随机存取存储器(FRAM)、或电阻式随机存取存储器(ReRAM)内的存储器单元。例如，数据单元112可以是非易失性存储器内的存储器单元。数据单元112包括基于可编程电阻的存储器元件。在一特定实施例中，基于可编程电阻的存储器元件包括磁性隧道结(MTJ)器件。基于可编程电阻的存储器元件的电阻可以基于经由提供给基于可编程电阻的存储器元件的电流(例如，写电流)而被写入到基于可编程电阻的存储器元件的数据值。参考单元122包括基于参考电阻的存储器元件。
[0027]测试模式控制电路102可被配置成响应于接收到使能信号而将测试码103提供给多个锁存器104。例如，可以通过将测试码103串行地移位到多个锁存器104中来将测试码103提供给多个锁存器104。为了解说，测试码103可以经由扫描输入被提供给多个锁存器104。在一特定实施例中，测试模式控制电路102可以向多个锁存器104提供一系列测试码以确定感测放大器101的特性。例如，如以下解说的，测试模式控制电路102可以向多个锁存器104提供一系列测试码以确定感测放大器101中的组件的制造工艺变动的程度。测试码103可以包括逻辑1值和逻辑0值。例如，如参照图2解释的，多个锁存器104可以对应于多个D型触发器(DFF)。测试码103的每一位可以被移位至对应的DFF。例如，逻辑0位(例如，低电压信号)或逻辑1位(例如，高电压信号)可被移位至多个锁存器104中的DFF 中。
[0028]修整电路106可被配置成基于测试码103来调整(例如，减小或增大)提供给第一位线110的电流量。修整电路106可以包括基于测试码103来选择性地调整提供给第一位线110的电流量的多个晶体管，如参照图2更详细地描述的。例如，修整电路106可以包括基于来自多个锁存器104的输出来选择性地激活的负反馈晶体管和负载晶体管。(测试码103中的)具有低逻辑值的每一位可被提供给对应的锁存器，并且对应的锁存器可以激活修整电路106中对应的晶体管以增大提供给第一位线110的电流量。另外，具有高逻辑电平值的每一位可被提供给对应的锁存器，并且对应的锁存器可以停用修整电路106中对应的晶体管以减小提供给第一位线110的电流量。因此，提供给第一位线110的电流量基于测试码103的值。
[0029]参考电流源107可以包括被配置成向第二位线120提供电流的至少一个负反馈晶体管和至少一个负载晶体管。在一特定实施例中，参考电流源107可以向第二位线120提供基本恒定的电流。
[0030]比较器140可被配置成基于数据电压和参考电压来确定数据单元112的逻辑值。例如，数据电压可以对应于经由第一位线110施加于比较器140的第一输入端的电压，并且参考电压可以对应于经由第二位线120施加于比较器140的第二输入端的电压。当数据电压小于参考电压时，数据单元112的逻辑值可对应于第一值(即，逻辑“0”值)。当数据电压大于参考电压时，数据单元112的逻辑值可对应于第二值(即，逻辑“1”值)。
[0031]测试模式参考电路108包括第一测试模式电阻器134和第二测试模式电阻器138。在一特定实施例中，第一测试模式电阻器134可以具有基本等于第二测试模式电阻器138的电阻的电阻。存储器系统100还包括第一开关115和第二开关125。在存储器系统100在感测模式中的操作期间，第一开关115可被配置成经由第一位线110将感测放大器101耦合至数据单元112，从而将第一测试模式电阻器134与感测放大器101隔离。在存储器系统100在测试模式中的操作期间，第一开关115可被配置成经由第一位线110将感测放大器101耦合至第一测试模式电阻器134，从而将数据单元112与感测放大器101隔离。以类似的方式，在存储器系统100在感测模式中的操作期间，第二开关125可被配置成经由第二位线120将感测放大器101耦合至参考单元122，从而将第二测试模式电阻器138与感测放大器101隔离。在存储器系统100在测试模式中的操作期间，第二开关125可被配置成经由第二位线120将感测放大器101耦合至第二测试模式电阻器138，从而将参考单元122与感测放大器101隔离。
[0032]在测试模式中的操作期间，存储器系统100可以调整由修整电路106生成的电流以补偿可能存在于感测放大器101中的电压偏移。例如，在测试模式中，第一开关115可以将第一位线110耦合至第一测试模式电阻器134，并且第二开关125可以将第二位线120耦合至第二测试模式电阻器138，从而将第一和第二测试模式电阻器134、138分别耦合至感测放大器101的输入端。结果，数据单元112和参考单元122可以与感测放大器101电隔离。
[0033]不同的测试码103可被提供给多个锁存器104。结果，可以针对每个测试码103激活修整电路106中不同的晶体管集合，从而导致不同的电流经由第一位线110被提供给第一测试模式电阻器134。对于提供给第一测试模式电阻器134的每个电流，对应的测试数据电压可被生成并且经由第一位线110被提供给比较器140的第一输入端。在测试模式中，基本恒