單片多通道可自適應(yīng)stt-mram的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)單元。更具體地，本公開涉及多通道可自適應(yīng)MRAM。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)中(諸如用于計(jì)算的存儲(chǔ)器子系統(tǒng))，采用了不同類型的自立存儲(chǔ)器(諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和閃存存儲(chǔ)器(NAND、NOR))。
[0003]DRAM是高吞吐量并且低成本的常用工作存儲(chǔ)器。然而，DRAM是易失性的并且具有大功耗。
[0004]混合DRAM (例如，OneDRAM?)是DRAM的變體，該混合DRAM是具有用于服務(wù)兩個(gè)處理器(例如，調(diào)制解調(diào)器和應(yīng)用處理器)的兩個(gè)端口的單個(gè)DRAM管芯。然而，與常規(guī)DRAM類似，混合DRAM是易失性的并且具有大功耗。
[0005]閃存(NAND、N0R)是非易失性并且低成本的儲(chǔ)存存儲(chǔ)器技術(shù)。但是，閃存速度慢并且受限于其耐久性?；旌祥W存(例如，具有集成NOR塊的NAND存儲(chǔ)器)是閃存的變體，該混合閃存將NOR的性能優(yōu)點(diǎn)和NAND的密度優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。然而，與如同DRAM的工作存儲(chǔ)器相比，混合閃存仍然速度慢得多并且受限于其耐久性。
[0006]沒有一種常規(guī)存儲(chǔ)器技術(shù)能夠同時(shí)用作工作存儲(chǔ)器和非易失性儲(chǔ)存存儲(chǔ)器。相應(yīng)地，用多芯片封裝(MCP)或者系統(tǒng)級封裝(SiP)的形式提供了多個(gè)存儲(chǔ)器芯片解決方案。例如，對于移動(dòng)系統(tǒng)，通常具有組合多個(gè)具有唯一屬性的存儲(chǔ)器芯片的偽靜態(tài)RAM(PSRAM) -NOR或者DRAM-NAND。又一方面，MCP和SiP與使用單一存儲(chǔ)器解決方案的系統(tǒng)相比具有更高的系統(tǒng)成本和更大的形狀因子。
[0007]出于各種原因(諸如成本、速度和容量)，已知類型的存儲(chǔ)器具有通用的限制，使得每個(gè)類型的存儲(chǔ)器都服務(wù)其唯一的應(yīng)用。因此，期望提供一種提供每種當(dāng)前存儲(chǔ)器類型的益處但是不具有上文所描述的缺點(diǎn)的低成本存儲(chǔ)器。也期望此類存儲(chǔ)器針對速度、功率和密度是可調(diào)諧的。
[0008]概述
[0009]根據(jù)本公開的一方面，給出了一種單片多通道電阻式存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器包括至少一個(gè)第一組，該至少一個(gè)第一組與第一通道相關(guān)聯(lián)并且根據(jù)第一設(shè)備屬性和/或第一電路屬性來調(diào)諧。該存儲(chǔ)器還包括至少一個(gè)第二組，該至少一個(gè)第二組與第二通道相關(guān)聯(lián)并且根據(jù)第二設(shè)備屬性和/或第二電路屬性來調(diào)諧。
[0010]根據(jù)另一方面，給出了一種單片多通道電阻式存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器包括至少一個(gè)第一存儲(chǔ)裝置，該至少一個(gè)第一存儲(chǔ)裝置與第一通道相關(guān)聯(lián)并且根據(jù)第一設(shè)備屬性和/或第一電路屬性來調(diào)諧。該存儲(chǔ)器還包括至少一個(gè)第二存儲(chǔ)裝置，該至少一個(gè)第二存儲(chǔ)裝置與第二通道相關(guān)聯(lián)并且根據(jù)第二設(shè)備屬性和/或第二電路屬性來調(diào)諧。
[0011]根據(jù)另一方面，一種在單片多通道電阻式存儲(chǔ)器中將存儲(chǔ)器組和通道相關(guān)聯(lián)的方法。該方法包括將至少一個(gè)第一組與第一通道相關(guān)聯(lián)，該至少一個(gè)第一組根據(jù)第一設(shè)備屬性和/或第一電路屬性來調(diào)諧。該方法還包括將至少一個(gè)第二組與第二通道相關(guān)聯(lián)，該至少一個(gè)第二組根據(jù)第二設(shè)備屬性和/或第二電路屬性來調(diào)諧。
[0012]根據(jù)又一方面，給出了一種用于制造用于單片多通道電阻式存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器組的方法。該方法包括根據(jù)第一設(shè)備屬性和/或第一電路屬性來調(diào)諧至少一個(gè)第一組。該方法還包括根據(jù)第二設(shè)備屬性和/或第二電路屬性來調(diào)諧至少一個(gè)第二組。
[0013]這已較寬泛地勾勒出本公開的特征和技術(shù)優(yōu)勢以便下面的詳細(xì)描述可以被更好地理解。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該領(lǐng)會(huì)，本發(fā)明可容易地被用作改動(dòng)或設(shè)計(jì)用于實(shí)施與本發(fā)明相同的目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，這樣的等效構(gòu)造并不脫離所附權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的教導(dǎo)。被認(rèn)為是本發(fā)明的特性的新穎特征在其組織和操作方法兩方面連同進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖來考慮以下描述時(shí)將被更好地理解。然而要清楚理解的是，提供每一幅附圖均僅用于解說和描述目的，且無意作為對本發(fā)明的限定的定義。
[0014]附圖簡要描述
[0015]本公開的特征、本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將因以下結(jié)合附圖闡述的具體描述而變得更加明顯。
[0016]圖1解說了現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。
[0017]圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)方面的單片多層次MRAM系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖3解說了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的單片多層次MRAM的示例。
[0019]圖4解說了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的單片多層次MRAM的示例。
[0020]圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)方面的、用于制造單片多層次MRAM的方法的框圖。
[0021]圖6解說了其中可有利地采用本公開的實(shí)施例的示例性無線通信系統(tǒng)。
[0022]圖7是解說根據(jù)本公開一方面的用于半導(dǎo)體組件的電路、布局以及邏輯設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工作站的框圖。
[0023]詳細(xì)描述
[0024]以下結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為各種配置的描述，而無意表示可實(shí)踐本文中所描述的概念的僅有的配置。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以便提供對各種概念的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐這些概念。在一些實(shí)例中，以框圖形式示出眾所周知的結(jié)構(gòu)和組件以避免煙沒此類概念。
[0025]所提議的是針對速度、功率和密度可調(diào)諧的單片多通道自旋轉(zhuǎn)移矩(STT)-MRAM架構(gòu)，并且因此期望提供一種低成本、通用的存儲(chǔ)器。
[0026]與常規(guī)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)芯片技術(shù)不同，在磁阻RAM(MRAM)中，數(shù)據(jù)不是作為電荷來存儲(chǔ)的，而是取而代之通過存儲(chǔ)元件的磁極化來存儲(chǔ)。這些存儲(chǔ)元件是從由隧道層分開的兩個(gè)鐵磁層形成的。兩個(gè)鐵磁層中的一個(gè)(被稱為固定層或者釘扎層)具有固定在特定方向的磁化。另一鐵磁層(被稱為自由層)具有可以被更改為當(dāng)自由層磁化與固定層磁化反向平行時(shí)表示“ I”或者當(dāng)自由層磁化與固定層磁化平行時(shí)表示“O”或者反過來的磁化方向。具有固定層、隧道層和自由層的一種此類器件是磁性隧道結(jié)(MTJ)。MTJ的電阻取決于自由層磁化和固定層磁化是彼此平行還是彼此反向平行。存儲(chǔ)器設(shè)備(諸如MRAM)是從可個(gè)體尋址的MTJ的陣列構(gòu)造的。
[0027]應(yīng)當(dāng)注意，MRAM可以被稱為電阻式存儲(chǔ)器。替換地，電阻式存儲(chǔ)器可以是可類似于MRAM地配置的任何存儲(chǔ)器類型。
[0028]STT-MRAM是MRAM的一種類型。STT-MRAM的自由層磁化可以由通過MTJ的電流被切換。由此，STT-MRAM與使用磁場的傳統(tǒng)MRAM是有區(qū)別的。STT-MRAM針對速度、功率和密度是可調(diào)諧的。STT-MRAM可以被定制為對工作存儲(chǔ)器(例如，DRAM, SRAM)和儲(chǔ)存存儲(chǔ)器(例如，閃存、ROM)的替換。STT-MRAM單元和宏可以多個(gè)配置(例如，多層次)在單片管芯中制造，而不招致額外的工藝步驟和花費(fèi)。通過納入多通道，多層次單片STT-MRAM可以被用作由不同類型的存儲(chǔ)器(例如，通用存儲(chǔ)器)組成的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)。
[0029]現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)可以使用根據(jù)系統(tǒng)規(guī)范配置的不同類型的存儲(chǔ)器芯片。圖1解說了包括處理器102、第一類型存儲(chǔ)器104、第二類型存儲(chǔ)器106、第一通道108和第二通道110的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)100。第一類型存儲(chǔ)器104和第二類型存儲(chǔ)器106是不同的存儲(chǔ)器芯片。
[0030]作為示例，處理器102可以被配置為調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器可以使用第一類型存儲(chǔ)器104 (例如偽靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PSRAM))和第二類型存儲(chǔ)器106 (例如，閃存存儲(chǔ)器)。第一通道108和第二通道110可以是外部總線接口(EBI)。
[0031]作為另一示例，處理器102可以被配置為調(diào)制解調(diào)器或者應(yīng)用處理器。處理器102可以使用第一類型存儲(chǔ)器104(例如低功率雙倍數(shù)據(jù)速率存儲(chǔ)器(LPDDR)DRAM)和第二類型存儲(chǔ)器106 (例如，閃存存儲(chǔ)器)。此外，第一通道108可以是外部總線接口，并且第二通道110可以是外部總線接口或者嵌入式多媒體卡(eMMC)。
[0032]本公開提供了一種單片多通道多層次MRAM，該單片多通道多層次MRAM可以用作自定義存儲(chǔ)器以替代現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)(例如現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)100)的各種類型存儲(chǔ)器。雖然以下描述主要針對STT-MRAM，但是也構(gòu)想了其他類型的MRAM。如圖2所解說的，根據(jù)本解決方案，系統(tǒng)200可以包括與單片多通道、多層次STT-MRAM 204耦合的處理器202。處理器202可以是任何類型的處理器，例如用于調(diào)制解調(diào)器的處理器或者應(yīng)用處理器。處理器202通過第一通道206和第二通道208耦合到STT-MRAM 204。在本公開的一些方面，STT-MRAM包括可配置成替代不同類型存儲(chǔ)器(諸如舉例而言，DRA