專利名稱：存儲(chǔ)單元具有磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的集成存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種其存儲(chǔ)單元具有磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的集成存儲(chǔ)器，所述的存儲(chǔ)單元分別被連接在多個(gè)列線中的一個(gè)與多個(gè)行線中的一個(gè)之間。
為了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信號(hào)，具有磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的存儲(chǔ)單元通常都具有狀態(tài)可變的鐵磁層。該存儲(chǔ)效應(yīng)通常以所謂的GMR(巨磁阻)效應(yīng)或TMR(隧道磁阻)效應(yīng)而為大家所公知。在此，這類存儲(chǔ)單元的電阻取決于所述鐵磁層中的磁化。
具有這類存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器也被稱為所謂的MRAM存儲(chǔ)器，其構(gòu)造經(jīng)常類似于譬如DRAM型集成存儲(chǔ)器。這類存儲(chǔ)器通常為如下存儲(chǔ)單元布置，即該布置具有基本相互平行的行線和列線，其中所述的行線通常與列線垂直。
從WO99/14760中可以得知該類MRAM存儲(chǔ)器。在此，存儲(chǔ)單元分別被連接在行線中的一個(gè)與列線中的一個(gè)之間，并且與相應(yīng)的列線和行線作電連接。在此，具有磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的存儲(chǔ)單元比所述行線和列線的電阻要高。為了讀出存儲(chǔ)單元中的一個(gè)內(nèi)的數(shù)據(jù)信號(hào)，所述列線被連接在一個(gè)讀放大器上。為了讀出，對(duì)所述列線上可以檢測(cè)的電流進(jìn)行測(cè)量。
在這類MRAM存儲(chǔ)器中，沒有諸如DRAM存儲(chǔ)器中的二極管或晶體管，該二極管或晶體管為了讀出數(shù)據(jù)信號(hào)而根據(jù)尋址把存儲(chǔ)單元與相應(yīng)的列線連接起來(lái)。由此，在所述存儲(chǔ)單元的幾何布置中可以獲得特殊的優(yōu)點(diǎn)。尤其是可以通過(guò)存儲(chǔ)單元的堆放式布置來(lái)在所述存儲(chǔ)單元的布置中實(shí)現(xiàn)位置節(jié)省。
由于受制造條件的影響(譬如工藝的波動(dòng))或因老化的原因，各個(gè)存儲(chǔ)單元可能具有一個(gè)不理想的較低電阻，并由此出現(xiàn)故障。相應(yīng)連接的列線和行線主要是通過(guò)這類故障存儲(chǔ)單元而發(fā)生短路。該短路還會(huì)影響沿著該列線或行線的其它存儲(chǔ)單元。另外在功能測(cè)試中，由于一個(gè)存儲(chǔ)單元發(fā)生短路，將導(dǎo)致不能測(cè)試沿著相關(guān)線路的其它存儲(chǔ)單元。在修理帶有被損存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器時(shí)，該問(wèn)題不能通過(guò)替代掉單個(gè)相關(guān)的行線或列線來(lái)克服，這是因?yàn)樵摱搪芬琅f會(huì)妨害其它相關(guān)線路的存儲(chǔ)單元的功能。因此在該情形下，需要代替故障存儲(chǔ)單元的兩個(gè)相關(guān)的線路。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供前文所述類型的集成存儲(chǔ)器，以便在存儲(chǔ)單元出現(xiàn)故障、而該故障存儲(chǔ)單元又導(dǎo)致行線和列線之間短路的情況下降低修理該存儲(chǔ)器的費(fèi)用。
該任務(wù)由一種其存儲(chǔ)單元具有磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的集成存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述的存儲(chǔ)單元分別被連接在多個(gè)列線中的一個(gè)與多個(gè)行線中的一個(gè)之間，并與相應(yīng)的列線和行線作電連接，其中，如此地實(shí)施該存儲(chǔ)單元，使得可以借助流經(jīng)該相應(yīng)存儲(chǔ)單元的電流來(lái)把該存儲(chǔ)單元從相應(yīng)的列線和/或行線分開，以便斷開相應(yīng)的電氣連接。
在本發(fā)明的集成存儲(chǔ)器中，當(dāng)存儲(chǔ)單元出現(xiàn)故障、而該故障存儲(chǔ)單元又導(dǎo)致相應(yīng)連接的行線和列線之間短路時(shí)，如此來(lái)分開所述的行線和列線，使得相應(yīng)的電氣連接被斷開。由此便中斷了相關(guān)行線和列線之間的短路。為此，與故障存儲(chǔ)單元相連的列線和行線、以及與之相連的存儲(chǔ)單元不再會(huì)遭受短路。所述與故障存儲(chǔ)單元相連的列線和行線可以譬如繼續(xù)被用于集成存儲(chǔ)器的正常工作或測(cè)試工作。同時(shí)，分開存儲(chǔ)單元的費(fèi)用相當(dāng)?shù)汀Ｔ瓌t上不必替代掉線路。
所述集成電路優(yōu)選地具有冗余的存儲(chǔ)單元，以用于修理出故障的存儲(chǔ)單元，該冗余存儲(chǔ)單元被包括在至少一個(gè)冗余行線和/或冗余列線中，而該冗余行線和/或列線可以按地址替代具有被損存儲(chǔ)單元的常規(guī)線路。在此，譬如利用一種外部的檢驗(yàn)裝置來(lái)檢驗(yàn)該集成存儲(chǔ)器，并接著借助所謂的冗余分析來(lái)對(duì)冗余元件進(jìn)行編程。于是，一個(gè)冗余電路具有一些譬如為可編程熔絲形式的可編程元件，以用來(lái)存儲(chǔ)需代替線路的地址。
為了在存儲(chǔ)單元有故障的情況下對(duì)所述集成存儲(chǔ)器進(jìn)行修理，只要用冗余線路替代掉所述相關(guān)的線路就可以了。由于故障存儲(chǔ)單元中的短路被斷開，所以其它相關(guān)的線路可以繼續(xù)工作。由此有利地降低了修理費(fèi)用。
如果所述集成存儲(chǔ)器具有多個(gè)冗余的行線和字線，那么，倘若事先把有故障的存儲(chǔ)單元同相關(guān)的行線隔開，便可以在存儲(chǔ)單元有故障的情況下繼續(xù)為其余的、譬如沿著相連行線的存儲(chǔ)單元進(jìn)行功能測(cè)試。利用這種方法，即使在其間出現(xiàn)故障存儲(chǔ)單元，也可以對(duì)集成存儲(chǔ)器的所有存儲(chǔ)單元進(jìn)行測(cè)試。這有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是可以借助接下來(lái)的冗余分析有目的地對(duì)所述冗余線路進(jìn)行最佳編程。由于冗余線路通常是有限的，所以利用該方式可以提高需制作的集成存儲(chǔ)器的產(chǎn)量。
在本發(fā)明存儲(chǔ)器的一種實(shí)施方案中，與用于從所述存儲(chǔ)單元之一讀出數(shù)據(jù)信號(hào)或向所述存儲(chǔ)單元之一寫入數(shù)據(jù)信號(hào)的電流相比，所述用于斷開所述存儲(chǔ)單元之一的電流要大。所述用于斷開故障存儲(chǔ)單元的電流譬如由從外部接入的電流源產(chǎn)生。同時(shí)，優(yōu)選地定義一個(gè)高壓限制，以便在饋入所述的大電流時(shí)不超過(guò)預(yù)定的電壓。
在本發(fā)明集成存儲(chǔ)器的一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，在存儲(chǔ)單元和相應(yīng)連接的列線之間，以及/或者在存儲(chǔ)單元和相應(yīng)連接的行線之間，均設(shè)置了一種電氣印刷線路。該印刷線路具有一種理論斷裂部位，可利用所述的電流斷開該理論斷裂部位，以便隔開所述有故障的存儲(chǔ)單元。所述理論斷裂部位譬如通過(guò)縮小相應(yīng)印刷線路的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，如此來(lái)構(gòu)造該縮小，使得由所述的電流斷開所述相應(yīng)的印刷線路，以便隔開有故障的存儲(chǔ)單元。
在本發(fā)明集成存儲(chǔ)器的另一實(shí)施方案中，所述存儲(chǔ)單元具有一種可電氣斷開的材料，該材料被連接在所述存儲(chǔ)單元和所述相應(yīng)的列線和/或行線之間。在此，如此來(lái)構(gòu)造該材料，使得通過(guò)用于斷開故障存儲(chǔ)單元的電流來(lái)斷開所述存儲(chǔ)單元同兩個(gè)相連線路之一或同兩個(gè)線路之間的電氣連接。為此，所述可斷開的材料優(yōu)選地以層狀的形式被敷設(shè)在所述存儲(chǔ)單元上。
其它優(yōu)選擴(kuò)展和改進(jìn)方案的特征由從屬權(quán)利要求給出。
下面借助附圖示出的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡述本發(fā)明。


圖1示出了具有磁阻存儲(chǔ)單元的本發(fā)明集成存儲(chǔ)器的實(shí)施方案，圖2示出了具有相連行線和列線的存儲(chǔ)單元的實(shí)施方案，圖3示出了具有相連行線和列線的存儲(chǔ)單元的另一實(shí)施方案。
圖1示出了其存儲(chǔ)單元MC具有磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的本發(fā)明存儲(chǔ)器的實(shí)施例。只要其阻值高于列線(此處被標(biāo)為位線BL0～BLn)和行線(此處被標(biāo)為字線WL0～WLm)，則所有已知的GMR/TMR元件都適合作為該存儲(chǔ)單元。在此，存儲(chǔ)器具有示例數(shù)目的字線和位線。布置在矩陣形存儲(chǔ)單元區(qū)1內(nèi)的存儲(chǔ)單元MC分別被連接在所述位線BL0～BLn中的一個(gè)與所述字線WL0～WLm中的一個(gè)之間。
為了從所述存儲(chǔ)單元MC內(nèi)的一個(gè)中讀出數(shù)據(jù)信號(hào)，譬如把相應(yīng)的位線接到一個(gè)圖1未示出的讀放大器上。為了讀出存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元中的信息，對(duì)相關(guān)的字線進(jìn)行控制。為此，對(duì)該字線施加一個(gè)預(yù)定的電位，使得一個(gè)電流流經(jīng)所述需讀出的存儲(chǔ)單元。所有其它的字線被置為譬如參考電位。為了讀出數(shù)據(jù)信號(hào)，所述與需讀出的存儲(chǔ)單元相連的位線被連在相應(yīng)的讀放大器上，由其檢測(cè)該電流。
圖1所示的存儲(chǔ)單元MC12被連接在字線WL1和位線BL2上。假定該存儲(chǔ)單元MC12出現(xiàn)了故障。位線BL2和字線WL1便通過(guò)該存儲(chǔ)單元MC12短路，在圖1中是通過(guò)短路弧線KS來(lái)表示的。譬如，如果在存儲(chǔ)器的正常工作期間存在該短路，那么在選擇沿著字線WL1或位線BL2的存儲(chǔ)單元時(shí)，可以不執(zhí)行按規(guī)定的讀出過(guò)程或?qū)戇^(guò)程。在該情形下，用于讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)信號(hào)的電流被疊加了由所述存儲(chǔ)單元MC12中的短路所引起的電流。
根據(jù)本發(fā)明，如此來(lái)實(shí)施存儲(chǔ)單元MC12，使得借助電流IB使其同位線BL2和/或字線WL1分開。在此，電流IB是由外部的電流源提供的，并高于讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)信號(hào)的電流。利用這種方式，所述位線BL2和字線WL1之間的短路電氣連接被斷開。同時(shí)以合適的方式通過(guò)開關(guān)SB和SW對(duì)存儲(chǔ)單元MC12進(jìn)行尋址。用于生成電流IB的電流源和字線WL1均被連接在存儲(chǔ)器的參考電位GND上。
譬如在功能測(cè)試中，對(duì)存儲(chǔ)單元區(qū)1的存儲(chǔ)單元MC的性能進(jìn)行檢驗(yàn)。在此，如果確定存儲(chǔ)單元MC存在故障，則可以以上述方式把該存儲(chǔ)單元斷開。由此可以完全地測(cè)試存儲(chǔ)單元區(qū)1，而不會(huì)產(chǎn)生不理想的短路。當(dāng)存儲(chǔ)單元MC出現(xiàn)故障時(shí)，可以用冗余的字線RWL或冗余的位線RBL來(lái)代替相關(guān)的字線WL0～WLm或相關(guān)的位線BL0～BLn。通過(guò)完全地測(cè)試所述存儲(chǔ)區(qū)1，可以實(shí)現(xiàn)完整的冗余分析，借助該冗余分析可以有目的地對(duì)冗余字線RWL或冗余位線RBL實(shí)行最佳編程。
原則上也可以不用冗余線路進(jìn)行代替而繼續(xù)運(yùn)行該存儲(chǔ)器。但相關(guān)的存儲(chǔ)單元是損壞的，這可能會(huì)妨害工作。在利用冗余線路進(jìn)行修理時(shí)，只需替代掉相關(guān)的字線或位線(圖1所示的WL1或BL2)就可以了。
圖2示出了存儲(chǔ)單元MC12的實(shí)施方案，該存儲(chǔ)單元被連接在字線WL1和位線BL2上。在所述存儲(chǔ)單元MC12和字線WL1之間設(shè)有電氣印刷線路LB1。在所述存儲(chǔ)單元MC12和位線BL2之間設(shè)有印刷線路LB2。在此，兩個(gè)印刷線路LB1和LB2均具有一個(gè)理論斷裂部位，其形式為縮小處VJ1和VJ2。所述印刷線路LB1或LB2在相應(yīng)縮小處的寬度或外徑被減小。如此來(lái)限定所述印刷線路LB1和LB2的寬度，使得其能夠利用較大的電流IB斷開存儲(chǔ)單元MC12。存儲(chǔ)單元MC12由三層構(gòu)成。它具有硬磁層HM、隧道勢(shì)壘TB和軟磁層WM。
圖3示出了存儲(chǔ)單元MC12的另一種實(shí)施方案。在該實(shí)施例中，在存儲(chǔ)單元MC12和字線WL1之間布置了一種層狀材料SM，該材料是可電氣斷開或斷裂的?？商鎿Q或附加地把該層狀材料SM布置在所述存儲(chǔ)單元MC12和位線BL2之間。如圖2所示，此處也可以利用通過(guò)存儲(chǔ)單元MC12的電流IB并借助該層SM來(lái)隔開所述的存儲(chǔ)單元MC12，以便斷開存儲(chǔ)單元MC12和字線WL1之間的電氣連接。
權(quán)利要求
1.一種其存儲(chǔ)單元(MC)具有磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的集成存儲(chǔ)器，所述的存儲(chǔ)單元分別被連接在多個(gè)列線(BL0～BLn)中的一個(gè)與多個(gè)行線(WL0～WLm)中的一個(gè)之間，而且與相應(yīng)的列線(BL0～BLn)和行線(WL0～WLm)相連，其特征在于如此地實(shí)施該存儲(chǔ)單元(MC)，使得可以借助流經(jīng)該相應(yīng)存儲(chǔ)單元(MC)的電流(IB)來(lái)把該存儲(chǔ)單元從相應(yīng)的列線(BL0～BLn)和/或行線(WL0～WLm)分開，以便斷開相應(yīng)的電氣連接。
2.如權(quán)利要求1所述的集成存儲(chǔ)器，其特征在于與用于從所述存儲(chǔ)單元(MC)之一讀出數(shù)據(jù)信號(hào)或向所述存儲(chǔ)單元(MC)之一寫入數(shù)據(jù)信號(hào)的電流相比，所述用于斷開所述存儲(chǔ)單元(MC)之一的電流(IB)要大。
3.如權(quán)利要求1或2所述的集成存儲(chǔ)器，其特征在于在相應(yīng)的存儲(chǔ)單元(MC12)和相應(yīng)的列線(BL2)之間，以及/或者在相應(yīng)的存儲(chǔ)單元(MC12)和相應(yīng)的行線(WL1)之間，設(shè)置了具有一種理論斷裂部位(VJ1，VJ2)的電氣印刷線路(LB1，LB2)，可利用所述的電流(IB)斷開該理論斷裂部位，以便隔開所述的存儲(chǔ)單元(MC12)。
4.如權(quán)利要求3所述的集成存儲(chǔ)器，其特征在于所述印刷線路(LB1，LB2)在理論斷裂部位(VJ1，VJ2)處的寬度被縮小。
5.如權(quán)利要求1或2之一所述的集成存儲(chǔ)器，其特征在于所述相應(yīng)的存儲(chǔ)單元(MC12)具有一種可電氣斷開的材料(SM)，該材料被連接在所述存儲(chǔ)單元(MC12)和所述相應(yīng)的列線(BL2)和/或行線(WL1)之間。
6.如權(quán)利要求5所述的集成存儲(chǔ)器，其特征在于所述可斷開的材料(SM)以層狀的形式被敷設(shè)在所述相應(yīng)的存儲(chǔ)單元(MC12)上。
7.如權(quán)利要求1～6之一所述的集成存儲(chǔ)器，其特征在于所述的集成存儲(chǔ)器至少具有一個(gè)冗余行線(RWL)和/或冗余列線(RBL)，用以替換行線(WL0～WLm)之一或列線(BL0～BLn)之一。
全文摘要
一種集成存儲(chǔ)器,包含有具備磁阻存儲(chǔ)效應(yīng)的存儲(chǔ)單元(MC)、行線(WL0～WLm)和列線(BL0～BLn)。所述的存儲(chǔ)單元(MC)分別被連接在列線(BL0～BLn)中的一個(gè)與行線(WL0～WLm)中的一個(gè)之間。如此地實(shí)施該存儲(chǔ)單元(MC),使得可以借助流經(jīng)該相應(yīng)存儲(chǔ)單元(MC)的電流(IB)來(lái)把該存儲(chǔ)單元從相應(yīng)的列線(BL0～BLn)和/或行線(WL0～WLm)分開。由此,在存儲(chǔ)單元(MC12)有故障的情況下,可以使該存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)較低的修理費(fèi)用。
文檔編號(hào)G11C11/16GK1337714SQ01121928
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期2001年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月20日
發(fā)明者U·哈特曼 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司