特許ウォッチ

公開番号2025140726
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040284
出願日2024-03-14
発明の名称磁気記憶装置
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G11C 11/16 20060101AFI20250919BHJP(情報記憶)
要約【課題】動作性能を向上させることができる磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】実施形態の磁気記憶装置は、メモリセルの電圧Vmとプリチャージ電圧Vpcより低い電圧Vaとを比較し、メモリセルの電圧が電圧Vaより低下したとき、第1信号を出力するコンパレータCPと、コンパレータから出力された第1信号を第1遅延時間、遅延して第2信号を出力する遅延回路53とを備える。読み出し動作において、スイッチS1が接続状態に設定され、スイッチS2が遮断状態に設定されて、メモリセルが電圧Vpcに充電される。メモリセルが電圧Vpcに充電された後、スイッチS1が遮断状態に設定され、スイッチS2が接続状態に設定されて、メモリセルの電荷が放電される。そして、第2信号に応じて、スイッチS3が遮断状態に設定され、センスアンプによりメモリセルの電圧Vmと電圧Vrefとが比較されて、メモリセルに記憶されたデータが判定される。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
可変抵抗素子及びセレクタ素子を含むメモリセルと、
前記メモリセルに第１電圧を供給する第１電源回路と、
前記メモリセルと前記第１電源回路との間に接続され、前記メモリセルと前記第１電源回路との間を接続状態あるいは遮断状態のいずれかに設定する第１スイッチと、
接地電圧が供給される接地電圧ノードと前記メモリセルとの間に接続され、前記接地電圧ノードと前記メモリセルとの間を接続状態あるいは遮断状態のいずれかに設定する第２スイッチと、
前記メモリセルの電圧と前記第１電圧より低い第２電圧とを比較し、前記メモリセルの電圧が前記第２電圧より低下したとき、第１信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータから出力された前記第１信号を第１遅延時間、遅延して第２信号を出力する遅延回路と、
前記メモリセルの電圧と第３電圧とを比較するセンスアンプと、
前記メモリセルと前記センスアンプとの間に接続され、前記メモリセルと前記センスアンプとの間を接続状態あるいは遮断状態のいずれかに設定する第３スイッチと、
を備え、読み出し動作において、
前記第１スイッチが接続状態に設定され、前記第２スイッチが遮断状態に設定されて、前記メモリセルが前記第１電圧に充電され、
前記メモリセルが前記第１電圧に充電された後、前記第１スイッチが遮断状態に設定され、前記第２スイッチが接続状態に設定されて、前記メモリセルに充電された電荷が放電され、
前記第２信号に応じて、前記第３スイッチが遮断状態に設定され、前記センスアンプにより前記メモリセルの電圧と前記第３電圧とが比較されて、前記メモリセルに記憶されたデータが判定される、
磁気記憶装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第２信号に応じて、前記第２スイッチが遮断状態に設定されて、前記メモリセルに充電された電荷の放電が停止される、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項３】
前記メモリセルが前記第１電圧に充電された後、前記第２スイッチが接続状態に設定されて、前記メモリセルに充電された電荷が放電されて放電が停止したときに前記メモリセルが保持する電圧を第４電圧とすると、
前記第２電圧は、前記第１電圧より低く、前記第４電圧より高い、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項４】
前記遅延回路による前記第１遅延時間は、前記コンパレータが前記第１信号を出力してから、前記放電により前記メモリセルが前記第４電圧に低下するまでの時間より短い、
請求項３に記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記メモリセルが持つ抵抗成分をＲ、容量成分をＣとすると、
前記遅延回路による前記第１遅延時間は、ＲＣで表せる時定数の３倍以下である、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項６】
第１配線及び第２配線をさらに備え、
前記第１配線と前記第２配線との間に前記メモリセルが接続され、
前記第１配線は前記第１スイッチに接続され、前記第２配線は、前記第２スイッチに接続され、
前記メモリセルの電圧は、前記第１配線が保持する電圧を含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記メモリセルと前記第１配線が持つ抵抗成分をＲ、容量成分をＣとすると、
前記遅延回路による前記第１遅延時間は、ＲＣで表せる時定数の３倍以下である、
請求項６に記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
第１メモリセルと第２メモリセルに対する読み出し動作において、
前記コンパレータが前記第１メモリセルの電圧と前記第２電圧とを比較し、第１信号を出力してから、前記第３スイッチが遮断状態に設定されるまでの時間を第１時間とし、
前記コンパレータが前記第２メモリセルの電圧と前記第２電圧とを比較し、第１信号を出力してから、前記第３スイッチが遮断状態に設定されるまでの時間を第２時間とすると、
前記第１時間と前記第２時間は等しい、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
第１方向に延伸して設けられ、前記セレクタ素子に接続された第１配線と、
前記第１方向と交差する第２方向に延伸して設けられ、前記可変抵抗素子に接続された第２配線と、
をさらに備え、
前記第１スイッチは、前記第１配線と前記第１電源回路との間に接続され、
前記第２スイッチは、前記第２配線と前記接地電圧ノードとの間に接続され、
前記第１スイッチが接続状態に設定されたとき、前記第１電源回路から前記第１電圧が前記セレクタ素子及び前記第１配線に供給されて、前記セレクタ素子及び前記第１配線が前記第１電圧に充電され、
前記第２スイッチが接続状態に設定されたとき、前記セレクタ素子及び前記第１配線に充電された電荷が前記第２配線を介して放電される、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記セレクタ素子は、双方向ダイオードを含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記憶装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子を記憶素子として用いた磁気記憶装置（ＭＲＡＭ：Magnetoresistive Random Access Memory）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１８／０３４２２７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動作性能を向上させることができる磁気記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の磁気記憶装置は、可変抵抗素子及びセレクタ素子を含むメモリセルと、前記メモリセルに第１電圧を供給する第１電源回路と、前記メモリセルと前記第１電源回路との間に接続され、前記メモリセルと前記第１電源回路との間を接続状態あるいは遮断状態のいずれかに設定する第１スイッチと、接地電圧が供給される接地電圧ノードと前記メモリセルとの間に接続され、前記接地電圧ノードと前記メモリセルとの間を接続状態あるいは遮断状態のいずれかに設定する第２スイッチと、前記メモリセルの電圧と前記第１電圧より低い第２電圧とを比較し、前記メモリセルの電圧が前記第２電圧より低下したとき、第１信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータから出力された前記第１信号を第１遅延時間、遅延して第２信号を出力する遅延回路と、前記メモリセルの電圧と第３電圧とを比較するセンスアンプと、前記メモリセルと前記センスアンプとの間に接続され、前記メモリセルと前記センスアンプとの間を接続状態あるいは遮断状態のいずれかに設定する第３スイッチと、を備える。読み出し動作において、前記第１スイッチが接続状態に設定され、前記第２スイッチが遮断状態に設定されて、前記メモリセルが前記第１電圧に充電され、前記メモリセルが前記第１電圧に充電された後、前記第１スイッチが遮断状態に設定され、前記第２スイッチが接続状態に設定されて、前記メモリセルに充電された電荷が放電され、前記第２信号に応じて、前記第３スイッチが遮断状態に設定され、前記センスアンプにより前記メモリセルの電圧と前記第３電圧とが比較されて、前記メモリセルに記憶されたデータが判定される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る磁気記憶装置を含むメモリシステムの構成を示すブロック図である。
実施形態に係る磁気記憶装置が備えるメモリセルアレイの構成を示す回路図である。
実施形態に係る磁気記憶装置が備えるメモリセルアレイの構造を示す斜視図である。
実施形態に係るメモリセルアレイ内のメモリセルの断面図である。
実施形態に係る磁気記憶装置が備える読み出し回路の構成を示す回路図である。
実施形態に係る読み出し回路内の遅延回路の構成例を示す図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の読み出し動作におけるメモリセルの電圧の変化を示す図である。
実施形態に係る磁気記憶装置の読み出し動作の流れを示すフローチャートである。
実施形態に係る読み出し動作におけるスイッチの状態及び電流の流れを示す図である。
実施形態に係る読み出し動作におけるスイッチの状態及び電流の流れを示す図である。
実施形態に係る読み出し動作におけるスイッチの状態及び電流の流れを示す図である。
実施形態に係る読み出し動作におけるスイッチの状態及び電流の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。また、以下に示す実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、及び配置等を下記のものに特定するものではない。
【０００８】
（実施形態）
先ず、実施形態の磁気記憶装置を含むメモリシステムの一例について説明する。図１は、実施形態の磁気記憶装置を含むメモリシステムＭＳの構成を示すブロック図である。
【０００９】
図１に示すように、メモリシステムＭＳは、磁気記憶装置１及びメモリコントローラ２を含む。磁気記憶装置１は、メモリコントローラ２の制御に基づいて動作する。メモリコントローラ２は、外部のホスト機器からの要求（あるいは、命令）に応答して、磁気記憶装置１に対して読み出し動作及び書き込み動作などの実行を命令し得る。
【００１０】
１．磁気記憶装置の構成
次に、図１を参照して、実施形態の磁気記憶装置１の構成について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許