電流閾值檢測器的製作方法
2023-07-09 15:59:56 2
專利名稱：電流閾值檢測器的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及電子設備。更具體地說，本發明涉及電流閾值檢測器。
背景技術：
非易失存儲器是即使當連接到所述存儲器的電源被切斷時還能保持其內容(數據)的存儲器。磁隨機存取存儲器(MRAM)是一種非易失存儲器。通過設置MRAM中的MRAM單元的磁場取向來把邏輯狀態或位存儲在MRAM中。所述磁場取向即使當MRAM的電源被切斷時也保持不變。
圖1展示MRAM單元100。MRAM存儲單元100包括軟磁區域120、介質區域130和硬磁區域110。軟磁區域120中的磁化方向是不固定的，並且可以假定有兩個如箭頭M1所示的穩定方向。這兩個方向與硬磁區域110的磁場方向或者平行或者反平行，並決定所述MRAM存儲單元100的邏輯狀態。硬磁區域110(也稱為銷定磁區域)具有如箭頭M2所示的固定磁場方向。介質區域130通常在軟磁區域120和硬磁區域110之間提供電氣絕緣。
MRAM存儲單元通常位於接近字線(WL)與位線(BL)交叉點的位置。通過控制流過字線與位線的電流方向，並因此通過由所述電流所感生的相應磁場來設置MRAM存儲單元的磁場取向(寫入)。另外，寫入線也可以用來讀取存儲在所述存儲單元中的邏輯值。
MRAM存儲單元的讀取是通過測量所述MRAM存儲單元兩端的電阻進行的。電阻通過字線與位線來測量。通常，MRAM存儲單元的電阻(和由此表示的邏輯值)取決於數據層與參考層的相對磁化方向。例如，磁存儲單元當其數據存儲層的總體磁化方向平行於參考層的銷定磁化方向時處於低電阻狀態。相反地，隧道結存儲單元當其數據存儲層的總體磁化方向反平行於參考層的銷定磁化方向時處於高電阻狀態。轉換磁存儲單元狀態的轉換場的幅度會隨時間變化，從而使轉換磁存儲單元狀態的過程更加複雜。
圖2展示MRAM存儲單元陣列210。位線與字線的選擇通過行解碼器220與列解碼器230來進行，而解碼器則通過使電流流過選中的位線和選中的字線將存儲單元選中。例如，通過使電流流過選中的位線260和選中的字線270將存儲單元250選中。感生磁場應足夠強以便能夠可靠地設定選中的MRAM存儲單元陣列210的存儲單元的磁化方向。存儲器的邏輯狀態則由讀出放大器240通過相應的字線與位線來檢測。
MRAM存儲單元陣列210在寫入存儲單元時會遇到半選錯誤(half-select error)。寫入存儲單元的過程包括選擇某特定的位線，以及選擇某特定的字線。半選錯誤發生在與選中的位線和未選中的字線相關的存儲單元改變狀態的情形下，或是發生在與未選中的位線和選中的字線相關的存儲單元改變狀態的情形下。明顯地，半選錯誤降低了MRAM存儲器的性能。供給存儲單元的寫入電流應被控制使其不會過大，以避免發生額外的半選錯誤。
於是，人們期望不斷地將MRAM存儲單元陣列中的MRAM存儲單元半選錯誤減低到最少。同樣，人們也期望對MRAM存儲單元的寫入操作能夠一致和可靠。
發明內容
本發明的第一實施例包括電流閾值範圍檢測器。所述電流閾值範圍檢測器包括用於檢測第一電流閾值的第一測試存儲單元以及用於檢測第二電流閾值的第二測試存儲單元。
本發明的第二實施例包括磁存儲單元寫入電流閾值檢測器。所述磁存儲單元寫入電流閾值檢測器包括用於接收寫入電流並檢測何時寫入電流超過第一閾值的第一MRAM測試單元以及用於接收寫入電流並檢測何時寫入電流超過第二閾值的第二MRAM測試單元。
從以下結合舉例說明本發明原理的附圖所進行的詳細描述，本發明的其它方面以及優越性將會顯而易見。
圖1展示先有技術的MRAM存儲單元。
圖2展示先有技術的MRAM存儲單元陣列。
圖3為展示磁存儲器寫入電流與可能的寫入錯誤之間關係的曲線。
圖4展示依照本發明的一個實施例的電流閾值檢測器。
圖5展示依照本發明實施例的包含磁存儲單元寫入電流檢測器的磁存儲器的實例。
圖6展示依照本發明實施例的另一個包含磁存儲單元寫入電流檢測器的磁存儲器的實例。
圖7為展示使MRAM存儲單元改變狀態的外加磁場強度的曲線。
圖8展示具有不同等級的磁穩定性的存儲單元的可能形狀。
圖9為展示使具有圖8形狀的MRAM存儲單元改變狀態的外加磁場的相對強度的曲線。
圖10展示位於各種形狀的U型導線附近的存儲單元。
圖11為展示使位於圖10的導線附近的MRAM存儲單元改變狀態的外加磁場強度的曲線。
圖12展示位於距U型導線不同距離的位置的存儲單元。
圖13為展示使位於距圖12的導線不同距離處的MRAM存儲單元改變狀態的外加磁場強度的曲線。
圖14展示實施本發明的額外原理的存儲器陣列寫入機制。
圖15展示依照本發明的實施例的調節磁存儲單元寫入電流的方法。
圖16展示依照本發明的實施例的包括MRAM陣列的計算系統。
具體實施例方式
圖3為展示磁存儲器寫入電流與可能的磁存儲器寫入錯誤之間關係的曲線。圖3還顯示當寫入電流低於第一閾電流(I1)時，存儲單元寫入錯誤便會出現。如果寫入電流低於第一閾電流(I1)，由寫入電流所產生的磁場便小到不足以可靠地寫入存儲單元。
圖3顯示如果供給磁存儲單元陣列中的磁存儲單元的寫入電流大於第二閾電流(I2)，那麼，所述陣列中的磁存儲單元便很可能會遇到半選錯誤。半選錯誤發生在與選中的位線和未選中的字線相關的存儲單元改變狀態的情形下，或是發生在與未選中的位線和選中的字線相關的存儲單元改變狀態的情形下。通常，半選錯誤發生在寫入電流幅度過大，並且多過所期望的存儲單元被磁場誘導而改變狀態的情形下。
如圖3所示，對於磁存儲單元陣列中的磁存儲單元通常存在最佳寫入電流範圍。所述最佳範圍大到足以可靠地寫入磁存儲單元，又低到足以使磁存儲單元陣列中的半選錯誤最少。
圖4展示電流閾值範圍檢測器400的實例。所述電流閾值範圍檢測器400包括用於檢測第一電流閾值的第一測試存儲單元410和用於檢測第二電流閾值的第二測試存儲單元420。待檢測閾值的電流流經位於第一測試存儲單元410和第二測試存儲單元420附近的寫導線430。由流過的電流感生的磁場435使得第一測試存儲單元410在流過的電流大於第一電流閾值的情形下改變其磁場方向，而且由流過的電流感生的磁場435使得第二測試存儲單元420在流過的電流大於第二電流閾值的情形下改變其磁場方向。
實現第一測試存儲單元410的一個實例包括第一MRAM單元，所述第一MRAM單元設置成當具有等於第一電流閾值的幅度的電流所產生的磁場加到第一MRAM單元時轉換其磁場方向。實現第二測試存儲單元420的一個實例包括第二MRAM單元，所述第二MRAM單元設置成當具有等於第二電流閾值的幅度的電流所產生的磁場加到第二MRAM單元時轉換其磁場方向。輸出端Out1和Out2提供反映第一測試存儲單元410和第二測試存儲單元420磁場方向的輸出信號。
工作時，第一MRAM單元設置成當施加具有至少第一電流閾值的幅度的電流時改變磁場方向，而第二MRAM單元設置成當施加具有至少第二電流閾值幅度的電流時改變磁場方向。如前所述，第一和第二MRAM單元的電阻在第一和第二MRAM單元的磁場方向變化的情形下會改變。因此有可能檢測施加的電流何時大過第一和第二閾值。可以通過改變第一和第二MRAM單元的若干物理參數中的至少一種(比如形狀、尺寸、厚度和材料特性)來選擇第一和第二閾值。
圖5展示包含電流閾值檢測器510的磁存儲單元陣列500的實例。寫入電流發生器520產生用於寫入選定的磁存儲單元陣列中的存儲單元的電流。電流閾值檢測器510指示何時寫入電流大到足以可靠地寫入磁存儲單元陣列500中的存儲單元，但並不過大而出現半選錯誤。
電流閾值檢測器510的一個實例包括用於檢測何時寫入電流的幅度大到足以可靠地寫入磁存儲單元的第一測試磁存儲單元512和用於檢測何時寫入電流的幅度過大以致當寫入這些磁存儲單元時會發生半選錯誤的第二測試磁存儲單元514。可靠寫入磁存儲單元的寫入電流的範圍可以通過實驗或特性鑑定(characterization)來預先確定。
第一和第二測試磁存儲單元512、514可以在形體上大於磁存儲單元陣列500的磁存儲單元。這樣會有優越性，因為磁存儲器的形體越大，就越容易精確地選擇轉換磁存儲單元方向的閾電流。較大的磁存儲單元趨向於使用較小幅度的電流就可改變磁方向。因此，可以使用一個比例係數來提供測試磁存儲單元的轉換與磁存儲單元陣列500中的磁存儲單元的轉換之間的精確的一對一的關係。
大於相應的存儲單元陣列中磁存儲單元的測試磁存儲單元較容易製造並且比較不可能遭受超順磁效應。超順磁效應可能導致較小尺寸的位的磁化方向甚至在沒有施加寫入電流時也會自發地反向。陣列中的存儲單元通常被加工成包括象光刻製造工藝所允許的那麼小的元件，使得存儲單元的形狀難以控制。然而，控制實際上較大的測試磁存儲單元的形狀則較容易。
圖6展示實現本發明附加原理的存儲器陣列寫入機制。這個實現方案包括電流數模轉換器(iDAC)615和控制器640。電流閾值檢測器510當電流超過第一和第二閾值時提供反饋給控制器640。控制器640通過增加或減小提供給電流數模轉換器615的數字值而增加或減小寫入電流。
圖7為展示使MRAM存儲單元改變狀態的外加磁場強度的曲線。曲線的第一軸為Hx軸而曲線的第二軸為Hy軸。通常，所描述的磁隧道結存儲單元的X軸與磁隧道結存儲單元的最大橫截面尺寸相對應，因此也是所述磁隧道結存儲單元最穩定的磁方向。結果是，所述磁隧道結存儲單元的兩個穩定磁方向為平行或反平行於所述存儲單元的X軸的方向。
圖7展示為了翻轉或改變磁存儲單元的軟磁區的磁場方向所需的磁場強度。例如，圖7曲線的第一象限705展示對於各種外加的Hy磁場使MRAM存儲單元改變磁狀態的Hx磁場。第一轉換點710啟示在Hy磁場強度的第一電平Hy1下改變所述存儲單元磁狀態的Hx磁場強度的第一電平Hx1。第二轉換點720啟示在Hy磁場強度的第二電平Hy2下改變所述存儲單元磁狀態的Hx磁場強度的第二電平Hx2。第二轉換點720的Hx2磁場強度大於第一轉換點710的Hx1磁場強度。
關於磁存儲單元Hy、Hx轉換特性的信息可用來選擇使半選錯誤最少的Hy、Hx磁場。更具體地說，增加某個選定的存儲單元的Hy磁場就減少了所需的寫入磁存儲單元的Hx磁場。因此，其它在所述磁存儲單元陣列中沒被選中的磁存儲單元包含有可忽略的Hy磁場，因而需要較強的Hx磁場改變狀態。選中的存儲單元應當包含這樣的寫入電流所述寫入電流包含適當強的(通常Hy磁場的最強值受功率耗散的限制)以儘量減少半選錯誤的Hy磁場。
磁存儲單元的Hy、Hx轉換特性也可被用來將寫入錯誤減到最小。更具體地說，對於選定的Hy值，選定Hx磁場以便確保正確地寫入所選定的存儲單元。即，這樣選擇Hx磁場的強度，使其大到足以為選定的磁存儲單元提供可靠的寫入。然而Hx磁場強度卻不能過大以致產生半選錯誤。
圖8展示具有各種形狀的存儲單元，這些不同的形狀導致存儲單元的磁方向對寫入電流的不同的靈敏度。存儲單元的各種形狀可用於精確地選擇所需的轉換存儲單元磁方向的閾電流。方向指示器805描繪各種存儲單元形狀的相對的X軸與Y軸方向。通常，X軸對應於存儲單元的最長的截面尺寸，因而也是存儲單元最穩定的磁場方向。
對於第一存儲單元形狀810來說，該存儲單元的大部分存在於該存儲單元810每一端。所述存儲單元的X軸尺寸顯著大於所述存儲單元的Y軸尺寸。在圖8所示的存儲單元形狀中，存儲單元形狀810通常是最穩定的。
第二存儲單元形狀820包括橢圓的形狀。如同第一存儲單元形狀810的情況一樣，所述存儲單元的X軸尺寸顯著大於所述存儲單元的Y軸尺寸。與第一存儲單元形狀810相比，第二存儲單元形狀820的兩端包括較少的存儲器材料。第二存儲單元形狀820通常被認為很穩定，但比第一存儲單元形狀略不穩定。
第三存儲單元形狀830包含矩形形狀。如同第一存儲單元形狀810的情況一樣，所述存儲單元的X軸尺寸顯著大於所述存儲單元的Y軸尺寸。與第一存儲單元形狀810相比，第三存儲單元形狀820的兩端包括較少的存儲器材料。通常認為第三存儲單元形狀830很穩定，但比第一存儲單元形狀810或第二存儲單元形狀820略不穩定。
第四存儲單元形狀840包含圓形形狀。與其它的存儲單元形狀810、820、830不同，所述存儲單元的Y軸尺寸基本上與其X軸尺寸相同。第四存儲單元形狀的磁方向非常不穩定。這樣的存儲單元形狀是不受歡迎的，因為存儲單元非常容易改變磁方向。
圖9為展示在共享共同物理結構的各種存儲單元形狀的情況下，使MRAM存儲單元改變方向的外加磁場的相對強度的曲線。
第一曲線910表示橢圓形狀、Y軸尺寸為0.18微米而X軸尺寸為0.36微米的存儲單元的磁轉換曲線。第二曲線920表示橢圓形狀、Y軸尺寸為0.18微米而X軸尺寸為0.27微米的存儲單元的磁轉換曲線。第三曲線930表示矩形形狀、Y軸尺寸為0.18微米而X軸尺寸為0.36微米的存儲單元的磁轉換曲線。第四曲線940表示矩形形狀、Y軸尺寸為0.18微米而X軸尺寸為0.27微米的存儲單元的磁轉換曲線。
使磁存儲單元轉換狀態的磁場強度可由計算機輔助仿真和朗道-利夫西茲(Landau-Lifschitz)方程來確定。更準確地說，求解如下方程式dM(r)dt=-M(r)Heff-|M|M(M(r)Heff(r))]]>其中，M為磁化向量，Heff為包含各向異性項和噪聲項的有效磁場，t為時間，r表示三維空間坐標，λ為衰減參數而γ為迴轉磁常數。
磁存儲單元對不同寫入電流和操作條件的響應通過計算機仿真獲得，其中朗道-利夫西茲方程通過離散三維幾何學運用迭代方法解出。方向層(sense layer)、參考層、覆層和導體的具體幾何形狀，還有材料的特性(例如，結晶體各向異性、飽和磁化強度和交換常數)以及熱噪聲也被包括在內。
圖9的仿真條件包括由鎳鐵合金構成的方向層、由銅構成的導體以及由鎳鐵合金構成的覆層。存儲單元與導體的間距假定為0.1微米。而參考層則假定為銥錳鎖定的鎳鐵層。
這些曲線清晰地表明隨著存儲單元形狀X軸尺寸的增加，存儲單元的磁穩定性也增加。另外，這些曲線還表明在Hx電平較低時，X軸尺寸為0.36微米的橢圓形狀的存儲單元一般是最穩定的形狀。
計算機仿真可以通過以下方法來提供最優的存儲單元的形狀確定提供最大穩定性，同時仍能保證所述存儲單元在所能得到的加到所述存儲單元的最大寫入磁場強度的情形下改變狀態的存儲單元形狀。
圖10展示位於各種形狀的導線1014、1024、1034附近的存儲單元1012、1022、1032。圖10導線1014、1024、1034中的每一條都包括與存儲單元1012、1022、1032相配合的U形覆層1010、1020、1030。各種形狀的導線1014、1024、1034提供存儲單元1012、1022、1032與單元1012、1022、1032的U形缺口之間的不同的重疊程度。
U形標誌的使用並不嚴格。即，除了面對或離存儲單元1012、1022、1032最近的一面之外，導線的其它面都包含覆層。導線1014、1024、1034實際上為矩形。
不同的重疊程度提供存儲單元1012、1022、1032與U形覆層1010、1020、1030之間不同的耦合度。重疊確定了存儲單元的寬度W1相對於導線寬度W2的大小。重疊的量可用來在存儲單元1012、1022、1032穩定性的基礎上提供額外的控制。
覆層1010、1020、1030通常為鐵磁材料，可以是鎳鐵合金。導線1014、1024、1034能夠響應外部提供的流經導線1014、1024、1034的寫入電流而產生寫入磁場。寫入磁場被充分地包含在鐵磁覆層中。基本上，鐵磁覆層在導線1014、1024、1034附近提供閉環的磁路(磁通量閉合)。通過施加預定幅度和方向的寫入電流給導體，就產生了足以在存儲單元的軟鐵磁方向層建立已知方向的磁化取向的寫入磁場。鐵磁覆層充分地衰減了會干擾或破壞存儲在附近存儲單元的鐵磁數據層的數據的散射場。鐵磁覆層通常具有特製的設計成保證寫入磁場被充分地包含在覆層中的厚度。
覆層提供兩種功能。第一，覆層使由流經導線的寫入電流所產生的寫入磁場聚集在一起。因此用以改變存儲單元磁場方向的電流幅度比沒有覆層的情況小。第二，覆層為存儲單元提供額外的穩定性。即，覆層的存在降低了覆層附近的那些存儲單元意外地改變狀態的可能性。
對於圖10的導線的實施例，可以用覆層開口的尺寸(由圖10中的W2表示)與存儲單元X軸尺寸(由圖10中的W1表示)之比(W2/W1)來表徵覆層1010、1020、1030的形狀。第一實施例1005包含的W2實際上等於W1。第二實施例1015包含的W2小於W1。第三實施例1025包含的W2大於W1。
圖11為展示使位於導線附近並與導線有不同程度重疊的MRAM存儲單元改變狀態的外加磁場的相對強度曲線。所述曲線展示對於各種比值W2/W1使存儲單元轉換狀態的磁場的變化。
第一曲線1110顯示由導線產生的磁場，而第二曲線1120表示使存儲單元改變磁狀態的磁場。最佳W2/W1之比為大約0.75至1.0。在這種比值下，兩條曲線1110、1120大約相同。然而，更重要的是，產生的磁場1110大於使存儲單元改變磁狀態的磁場1120。最佳比例可因導線和存儲單元的物理特性變化而改變。
同樣，圖11中使磁存儲單元改變狀態的磁場強度可由計算機輔助仿真以及上述朗道-利夫西茲方程來確定。
必須了解的是，存儲單元的重疊與存儲單元的形狀是相互依賴的。例如，存儲單元與寫導體覆層之間有大部分重疊的方形存儲單元很穩定。增加重疊提供與增加矩形存儲單元長寬比實際上相同的結果。基本上，存儲單元重疊的表面積越大，存儲單元的穩定性就越高。
圖12展示位於距U形導線不同距離處的存儲單元。第一存儲單元1210與包含覆層1214的第一寫線1212相距第一距離D1。第二存儲單元1220與包含覆層1224的第二寫線1222相距第二距離D2。
通常，MRAM存儲單元距具有覆層的寫線越近，存儲單元與寫線的耦合就越緊密。因此，控制存儲單元與具有覆層的寫線之間的距離也可被用來控制存儲單元的穩定性。在圖12中，D1大於D2。因此，第一存儲單元通常比第二存儲單元不穩定。
圖13為展示使距圖12中的導線不同距離的MRAM存儲單元改變狀態的外加磁場相對強度的曲線。
同樣，圖13中使磁存儲單元改變狀態的磁場強度可以通過計算機輔助仿真以及上述朗道-利夫西茲方程來確定。
隨著存儲單元與具有覆層的寫線之間距離的縮小，寫線的鐵磁覆層與存儲單元的數據膜之間的耦合會增強。當距離為零時(即存儲單元與寫線在形體上相互接觸)，存儲單元與寫線之間的耦合最強。所述耦合是由於存儲單元與寫線之間的交換相互作用，也是由於存儲單元與寫線之間的靜磁相互作用引起的。交換相互作用是由存儲單元與寫線之間的近距離旋轉相互作用使附近的磁核一起旋轉而產生的。靜磁相互作用或去磁相互作用則是存在於磁體之間的相互作用。
存儲單元與寫線之間的耦合有效地增加了存儲單元的長寬比(長/寬)。即存儲單元由於耦合而趨於更加穩定。如果耦合過強，存儲單元能夠變得如此穩定以至於因為能得到的用於改變存儲單元的狀態的磁場強度的限制而使轉換存儲單元的磁狀態變得不可能。
如果存儲單元與寫導線之間的距離大於零，則存儲單元與寫線覆層之間的交換相互作用可忽略，而剩下所有的耦合為靜磁相互作用。
隨著存儲單元與具有覆層的寫線之間距離的增加，覆層與存儲單元之間的耦合會減弱。因此，存儲單元變得較不穩定。
第一曲線1310顯示由導線產生的磁場，而第二曲線1320顯示引起存儲單元改變狀態的磁場。這個實施例的最佳距離可以是從50納米到200納米的間隔距離。在這樣的間隔距離範圍內，由導線產生的寫入磁場近似等於改變存儲單元狀態的寫入磁場。
存儲單元的形狀、重疊的程度以及存儲單元與寫機構之間的距離，都可被用來改變實踐中的存儲單元穩定性與產生寫入磁場的能力之間的取捨。
圖14展示寫入電流調整電路的實施例。這個實施例的寫入電流發生器包括易軸電流數模轉換器(iDAC)1440和難軸電流數模轉換器(iDAC)1450。易軸電流數模轉換器(iDAC)1440和難軸電流數模轉換器(iDAC)1450產生一系列如曲線1492所示的脈衝寫信號。這些脈衝具有能夠感生磁場的電流形式。寫信號耦合到磁存儲單元陣列1420，並對磁存儲單元陣列1420中被選中的存儲單元執行寫入操作。
易軸開關1470接收易軸電流數模轉換器1440的脈衝寫信號(1492)，並改變脈衝的極性。即，易軸開關1470產生包含易軸電流數模轉換器1440的脈衝寫信號的開關輸出信號，其中脈衝信號(如1494所示)的極性(正與負)隨著脈衝從一個變到下一個而改變。
這個實施例沒有包括難軸開關。單一極性的難軸電流數模轉換器1450的脈衝寫信號被耦合到測試磁存儲單元1430。
易軸電流數模轉換器1440和易軸開關1470的交變極性的脈衝提供沿著測試磁存儲單元1430的易軸的交變極性的脈衝磁場。而難軸電流數模轉換器1450的單一極性的脈衝提供沿著測試磁存儲單元1430的難軸的單一極性的脈衝磁場。
測試磁存儲單元1430提供確定寫入電流是大於最大寫入電流閾值還是小於最小寫入電流閾值的功能。測試存儲器單元的響應可用來確定整個陣列1420的最佳寫入電流。即，測試存儲器單元的響應可用來確定前面所述的最佳寫入電流範圍，也就是寫入電流大到足以提供可靠的對磁存儲單元陣列1420中選定的存儲單元的寫入，但又足夠小以便使在磁存儲單元陣列中的半選錯誤最少。
控制器1410提供對易軸電流數模轉換器1440以及難軸電流數模轉換器1450的時序和幅度控制。讀出放大器1490測量測試磁存儲單元1430的邏輯狀態。所述讀出放大器1490連接到所述控制器，因此所述控制器能夠確定測試磁存儲單元1430的邏輯狀態。
圖15展示選擇磁存儲單元寫入電流的方法的實例。第一步1510包括利用第一測試磁存儲單元測量寫入電流，第二步1520包括利用第二測試磁存儲單元測量寫入電流，而第三步1530包括基於第一測試磁存儲單元和第二測試磁存儲單元的響應選擇寫入電流。
圖16展示包括與磁存儲器相連接的處理器1610的計算系統的一個實施例。所述磁存儲器包括磁存儲單元陣列1620和用於產生寫入電流以便對磁存儲單元陣列1620中被選中的存儲單元執行寫入操作的寫入電流發生器1630。第一測試磁存儲單元1640測量何時寫入電流的幅度大到足以可靠地寫入那些磁存儲器單元。第二測試磁存儲單元1650測量何時寫入電流的幅度過大以致於在寫入那些磁存儲單元時會產生半選錯誤。存儲器控制器1660提供處理器1610與磁存儲單元1620的接口。
儘管在此描述並闡明了本發明的特定實施例，本發明並不限於所描述並闡明的特定形式或部件組合。本發明只由所附權利要求書界定。
權利要求
1.一種電流閾值範圍檢測器[400]，它包括用於測量第一電流閾值的第一測試存儲單元[410]；以及用於測量第二電流閾值的第二測試存儲單元[420]。
2.如權利要求1所述的檢測器，其中加到所述第一測試存儲單元[410]和所述第二測試存儲單元[420]的電流包含交變極性的脈衝。
3.如權利要求1所述的檢測器，其中所述第一測試存儲單元[410]為第一MRAM單元，所述第一MRAM單元設置成在由其幅度至少達到所述第一電流閾值的電流產生的磁場加到所述第一MRAM單元時轉換磁方向。
4.如權利要求1所述的檢測器，其中所述第二測試存儲單元[420]為第二MRAM單元，所述第二MRAM單元設置成在由其幅度至少達到所述第二電流閾值的電流產生的磁場加到所述第二MRAM單元時轉換磁方向。
5.如權利要求3所述的檢測器，其中通過對以下一組參數中的至少一個的預選擇來選擇所述第一MRAM單元的矯頑磁力所述第一MRAM單元的尺寸、所述第一MRAM單元的形狀、貼近的寫導體的形狀、所述第一MRAM單元與所述寫導體之間的距離。
6.如權利要求4所述的檢測器，其中通過對以下一組參數中的至少一個的預選擇來選擇所述第二MRAM單元的矯頑磁力所述第二MRAM單元的尺寸、所述第二MRAM單元的形狀、貼近的寫導體的形狀、所述第二MRAM單元與所述寫導體之間的距離。
7.一種磁存儲單元寫入電流閾值檢測器，它包括接收寫入電流並檢測何時所述寫入電流大過第一閾值的第一MRAM測試單元[512]；以及接收寫入電流並檢測何時所述寫入電流大過第二閾值的第二MRAM測試單元[514]。
8.如權利要求7所述的檢測器，其中所述第一閾電流對應於可靠地轉換MRAM單元陣列[500]中的MRAM單元的寫入電流的幅度。
9.如權利要求7所述的檢測器，其中所述第二閾電流對應於可靠地轉換MRAM單元陣列[500]中的MRAM單元但並不導致半選錯誤的寫入電流的幅度。
10.如權利要求7所述的檢測器，其中所述寫入電流包括交變極性的脈衝。
全文摘要
一種磁存儲單元寫入電流閾值檢測器[510]。磁存儲單元寫入電流閾值檢測器[510]包括接收寫入電流並檢測何時寫入電流超出第一閾值的第一MRAM測試單元[512]和接收寫入電流並檢測何時寫入電流超出第二閾值的第二MRAM測試單元[514]。
文檔編號G11C7/00GK1649029SQ20051000671
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月28日 優先權日2004年1月29日
發明者F·A·佩爾納, M·K·巴塔查裡亞 申請人:惠普開發有限公司