一种一次性可编程存储器和电子设备的制作方法

本申请涉及磁旋存储领域，特别是涉及一种一次性可编程存储器和电子设备。

背景技术：

1、一次性可编程(one time programmable，otp)存储器是一种非易失性存储器，其可靠性高、安全性高、抗干扰能力强，广泛应用于密钥保存、rfid(radio frequencyidentification，射频识别)以及空间军事等领域。

2、基于mram(magnetic random access memory，磁性随机存储器)的otp通过对otp阵列施加编程信号，使得指定的mtj(magnetic tunneling junction，磁性隧道结)单元发生不可逆的击穿，由此实现一次性编程写入。mtj的击穿状态具有低电阻，未击穿状态，包括平行态或反平行态，具有高电阻，在读取otp信号时，借助参考电阻区分击穿状态和未击穿状态。在对mtj施加读电压时，读取到的mtj阻值为击穿态电阻，或者平行态电阻，或者反平行态电阻，由于击穿态记为“0”，平行态和反平行态均记为“1”，而平行态电阻小于反平行态电阻，因此，用于区分“0”和“1”的参考电阻的窗口为击穿态阻值与平行态阻值之间的差值。目前，为了增大参考电阻的窗口，可以将平行态电阻做大，而增大平行态电阻需要调整mtj的生产工艺参数，即需要调整生产工艺，比较复杂。

3、因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种一次性可编程存储器和电子设备，以增大参考电阻的窗口。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种一次性可编程存储器，包括：

3、比较器、参考电阻、至少一个存储单元，所述存储单元包括磁性随机存储器和晶体管；

4、所述磁性随机存储器中磁隧道结的第一端与所述晶体管的第一端连接，所述磁隧道结的第二端与位线连接；所述晶体管的第二端分别与源极线、所述比较器的第一端连接，所述比较器的第一端与所述源极线连接；

5、所述磁隧道结的读电压由所述源极线处施加，所述读电压大于所述磁隧道结由平行态翻转到反平行态的电压。

6、可选的，所述存储单元还包括：用于将所述磁隧道结的读电流映射为映射电流的电流镜电路，所述电流镜电路包括所述磁性随机存储器和电阻；

7、所述电阻的第一端与所述比较器的第一端连接，所述映射电流小于所述读电流。

8、可选的，所述参考电阻两端的参考电压小于所述读电压。

9、可选的，所述晶体管为mos管或者三极管。

10、可选的，所述磁隧道结包括层叠的参考层、势垒层和自由层，所述参考层和所述自由层均包括在预设方向上依次层叠的第一磁性层、金属层和第二磁性层，其中，所述预设方向为由所述参考层至所述势垒层的方向。

11、可选的，所述金属层的材料为下述任一种：

12、银、钽、钛、铝、铜、金。

13、可选的，所述第一磁性层和所述第二磁性层的厚度相等。

14、可选的，还包括：

15、设于所述自由层背离所述势垒层的保护层。

16、可选的，所述保护层的材料为钽。

17、本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述任一种所述的一次性可编程存储器。

18、本申请所提供的一种一次性可编程存储器，包括：比较器、参考电阻、至少一个存储单元，所述存储单元包括磁性随机存储器和晶体管；所述磁性随机存储器中磁隧道结的第一端与所述晶体管的第一端连接，所述磁隧道结的第二端与位线连接；所述晶体管的第二端分别与源极线、所述比较器的第一端连接，所述比较器的第一端与所述源极线连接；所述磁隧道结的读电压由所述源极线处施加，所述读电压大于所述磁隧道结由平行态翻转到反平行态的电压。

19、可见，在本申请一次性可编程存储器中，磁性随机存储器中的磁隧道结的第一端、第二端分别与晶体管的第一端、位线连接，晶体管的第二端分别与源极线、比较器的第一端连接，比较器的第一端与源极线连接，磁隧道结的读电压由源极线处施加，与现有技术中从位线处施加电压方向相反，并且读电压大于磁隧道结由平行态翻转到反平行态的电压，因此读电压可以将磁隧道结的平行态翻转为反平行态，所以读取到的磁隧道结的阻值为击穿态电阻或者反平行态电阻，参考电阻的窗口即为反平行态电阻和击穿态电阻之间的距离，参考电阻的窗口增大，且无需对磁隧道结的生产工艺做任何调整，基于当前的成熟的生产工艺即可，也无需额外的器件，非常简单。

20、此外，本申请还提供一种电子设备。

技术特征：

1.一种一次性可编程存储器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述存储单元还包括：用于将所述磁隧道结的读电流映射为映射电流的电流镜电路，所述电流镜电路包括所述磁性随机存储器和电阻；

3.如权利要求2所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述参考电阻两端的参考电压小于所述读电压。

4.如权利要求1至3任一项所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述晶体管为mos管或者三极管。

5.如权利要求4所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述磁隧道结包括层叠的参考层、势垒层和自由层，所述参考层和所述自由层均包括在预设方向上依次层叠的第一磁性层、金属层和第二磁性层，其中，所述预设方向为由所述参考层至所述势垒层的方向。

6.如权利要求5所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述金属层的材料为下述任一种：

7.如权利要求5所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述第一磁性层和所述第二磁性层的厚度相等。

8.如权利要求7所述的一次性可编程存储器，其特征在于，还包括：

9.如权利要求8所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述保护层的材料为钽。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至9任一项所述的一次性可编程存储器。

技术总结本申请公开了一次性可编程存储器和电子设备，属于磁旋存储领域，包括比较器、参考电阻、至少一个存储单元，存储单元包括磁性随机存储器和晶体管；磁性随机存储器中磁隧道结的第一端与晶体管的第一端连接，磁隧道结的第二端与位线连接；晶体管的第二端分别与源极线、比较器的第一端连接，比较器的第一端与源极线连接；磁隧道结的读电压由源极线处施加，读电压大于磁隧道结由平行态翻转到反平行态的电压。磁隧道结的读电压由源极线处施加，且大于由平行态翻转到反平行态的电压，所以读取的电阻为击穿态电阻或反平行态电阻，参考电阻的窗口即为反平行态电阻和击穿态电阻间的距离，窗口增大，且无需对磁隧道结的生产工艺做任何调整，非常简单。技术研发人员：何世坤,张楠,黄张英受保护的技术使用者：浙江驰拓科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15