半导体装置的制作方法

本发明涉及半导体装置，并且涉及例如包括诸如磁阻式随机存取存储器(mram)的电阻式随机存取存储器元件的半导体装置。

背景技术：

1、下面列出了所公开的技术。

2、[非专利文献1]yu-der chih等，“13.3a 22nm 32mb embedded stt-mram with10ns read speed,1m cycle write endurance,10years retention at 150℃and highimmunity to magnetic field interference”，2020年，国际固态电路会议，第222-224页。

3、例如，非专利文献1描述了自旋转移力矩(stt)-mram中的读出电路的示例性配置。该读出电路包括：将读出电位施加到单元电阻器和参考电阻器的箝位元件；p-mos交叉耦合型的感测放大器；以及预充电元件，其对感测放大器的差分对节点进行预充电。感测放大器将预充电的差分对节点之间的电位差进行放大，然后通过单元电阻器和参考电阻器放电。

技术实现思路

1、近年来，mram(更具体地说是stt-mram)作为诸如微控制器单元(mcu)或片上系统(soc)的半导体装置中的内部存储器，已经引起了人们的注意。例如，stt-mram在小型化的视角上提供了优势，换言之，在缩放的视角上或比相关技术mram或快闪存储器更大的其它视角上提供了优势。同时，小型化的进展通常降低了晶体管的击穿电压，因此使用了低电源电位。然而，低电源电位的使用导致不能充分确保读出容限(readout margin)的风险。

2、根据本说明书的描述和附图，本发明的其它目的和新颖特征将是明显的。

3、根据一个实施例的半导体装置包括：包括电阻式随机存取存储器元件的存储器单元；参考电阻式元件；箝位电路；第一布线、第二布线和第三布线；预充电电路；感测放大器；以及电荷供应电路。在箝位电路中，固定电位被施加到存储器元件和参考电阻式元件中的每一者。通过将固定电位施加到存储器元件而生成的单元电流流过第一布线。通过将固定电位施加到参考电阻式元件而生成的参考电流流过第二布线。预充电电路将第一布线和第二布线预充电到电源电位。感测放大器在由预充电电路进行预充电之后，基于在放电时段之后生成的单元电流与参考电流之间的电位差，对第一布线的电位与第二布线的电位之间的电位差进行放大。第三布线通过电容器耦合到第一布线和第二布线中的每一者。电荷供应电路与第三布线连接，并且在放电时段中向第三布线供应电荷。

4、通过使用根据该实施例的半导体装置，可以增加电阻式随机存取非易失性存储器中的读出容限。

技术特征：

1.一种半导体装置，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，

3.根据权利要求2所述的半导体装置，

4.根据权利要求2所述的半导体装置，

5.根据权利要求1所述的半导体装置，

6.根据权利要求1所述的半导体装置，

7.根据权利要求6所述的半导体装置，

8.根据权利要求7所述的半导体装置，

9.根据权利要求7所述的半导体装置，

10.一种包括单个半导体芯片的半导体装置，包括：

11.根据权利要求10所述的半导体装置，

12.根据权利要求11所述的半导体装置，

13.根据权利要求10所述的半导体装置，

14.根据权利要求10所述的半导体装置，

15.根据权利要求14所述的半导体装置，

技术总结本公开涉及一种半导体装置。提供了一种能够增加非易失性电阻式随机存取存储器中的读出容限的半导体装置。箝位电路将固定电位施加到存储器元件和参考电阻式元件中的每一者。预充电电路将第一节点和第二节点预充电到电源电位。在由预充电电路进行预充电之后，基于单元电流和参考电流，感测放大器将在放电时段之后生成的第一节点的电位与第二节点的电位之间的电位差放大。第三节点通过电容器耦合到第一节点和第二节点。电荷供应电路连接到第三节点，并且在放电时段中将电荷供应到第三节点。技术研发人员：武田晃一受保护的技术使用者：瑞萨电子株式会社技术研发日：技术公布日：2024/1/15