MRAM读取电路的制作方法

本发明涉及半导体制造，具体而言，涉及一种mram读取电路。

背景技术：

1、磁性随机存储器件存储单元为磁性隧道结，隧道结通常由铁磁层、绝缘隧穿层以及固定层三层基本单元组成。当铁磁层和固定层的磁矩方向相反时，存储器件表现为高阻态rap，当两层的磁矩方向相反同时，表现为低阻态rp，用于信息“1”、“0”的存储。判断信息的“1”、“0”是通过与参考电阻阻值rref的对比来实现，隧道结电阻比参考电阻大表示信息“1”，比参考电阻小即为“0”。理想的参考电阻为p态和ap态的中间阻值。但由于隧道结电阻存在温度特性，且和温度呈负相关，因此理想的参考电阻温度系数需和隧道结电阻温度系数匹配。

2、目前其中一种参考电阻的设计方式为使用处于ap态的一组隧道结串并联组合构成参考电阻，并根据隧道结电阻与参考电阻的大小判断信息为“1”或“0”，进而存储信息。然而，处于ap态的mtj串并联等效电阻的温度系数与理想参考电阻的温度系数不匹配，导致温度变化时参考电阻偏离理想值，进而导致基于该参考电阻方案的芯片在宽温区工作时数据读取窗口变小，导致读写信息的不稳定。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种mram读取电路。以解决现有技术中温度变化时实际参考电阻偏离理想值的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种mram读取电路，包括读单元、参考单元和读放大器，读放大器的输入端分别与读单元和参考单元电连接，读单元包括至少一个磁存储隧道结，参考单元包括：参考电阻模块，与读放大器的输入端连接；测温模块，用于获取mram读取电路的环境温度并输出温度信号；控制模块，分别与参考电阻模块和测温模块连接，用于接收温度信号，并根据环境温度调节参考电阻模块的总阻值。

3、进一步地，参考电阻模块包括：参考电阻子模块，与读放大器的输入端连接，参考电阻子模块包括多个第一磁性遂道结，任意两个第一磁性遂道结串联或并联；修正电阻子模块，与参考电阻子模块串联，修正电阻子模块包括多个固定电阻以及至少一个开关器件，各开关器件与至少一个固定电阻串联，控制模块与开关器件连接，用于控制开关器件的开关。

4、进一步地，固定电阻包括第二磁性隧道结。

5、进一步地，修正电阻子模块包括并联的多条分支电路，各分支电路中具有串联有一个开关器件和多个串联或并联的固定电阻，控制模块用于控制开关器件的开关。

6、进一步地，在修正电阻子模块中，固定电阻包括多个并联的磁隧道结结构和多个不同尺寸的顶电极，磁隧道结结构包括顺序设置的铁磁自由层、非磁性势垒层和铁磁参考层，顶电极位于铁磁参考层远离非磁性势垒层的一侧，位于同一分支电路中的固定电阻中的顶电极通过磁隧道结结构与第一磁性隧道结连接。

7、进一步地，在修正电阻子模块中，固定电阻包括多个不同尺寸的底电极和多个并联的磁隧道结结构，磁隧道结结构包括顺序设置的铁磁自由层、非磁性势垒层和铁磁参考层，底电极位于铁磁自由层远离非磁性势垒层的一侧，位于同一分支电路中的固定电阻中的底电极通过磁隧道结构与第一磁性隧道结连接。

8、进一步地，各分支电路中还具有与各第二磁性遂道结一一对应连接的半导体电阻，位于同一分支电路中的半导体电阻连接。

9、进一步地，分支电路包括并联的多个固定电阻。

10、进一步地，参考电阻子模块包括多个第一磁性隧道结组，任意两个第一磁性隧道结组并联或串联，各第一磁性隧道结组包括并联的多个第一磁性隧道结。

11、进一步地，测温模块用于获取mram读取电路的工作温度，并反馈工作温度至控制模块，控制模块用于将工作温度划分为多个温度区间，并根据环境温度所在的温度区间调节修正电阻子模块的电阻。

12、应用本发明的技术方案，提供一种mram读取电路，包括读单元、参考单元和读放大器，读放大器的输入端分别与读单元和参考单元电连接，读单元包括至少一个磁存储隧道结，参考单元包括：参考电阻模块，与读放大器的输入端连接；测温模块，用于获取mram读取电路的环境温度并输出温度信号；控制模块，分别与参考电阻模块和测温模块连接，用于接收温度信号，并根据环境温度调节参考电阻模块的总阻值。通过测温模块对读取电路的周围环境进行检测，进而将检测到的环境温度反馈至控制模块，控制模块根据环境温度对参考电阻模块的电阻阻值进行调节，以使参考电阻模块的阻值与读单元的阻值相匹配，从而保证读写信息的稳定性。

技术特征：

1.一种mram读取电路，其特征在于，包括读单元、参考单元和读放大器，所述读放大器的输入端分别与所述读单元和所述参考单元电连接，所述读单元包括至少一个磁存储隧道结，所述参考单元包括：

2.根据权利要求1所述的mram读取电路，其特征在于，所述参考电阻模块包括：

3.根据权利要求2所述的mram读取电路，其特征在于，所述固定电阻包括第二磁性隧道结。

4.根据权利要求3所述的mram读取电路，其特征在于，所述修正电阻子模块包括并联的多条分支电路，各所述分支电路中具有串联有一个所述开关器件和多个串联或并联的固定电阻，所述控制模块用于控制所述开关器件的开关。

5.根据权利要求4所述的mram读取电路，其特征在于，在所述修正电阻子模块中，所述固定电阻包括多个并联的磁隧道结结构和多个不同尺寸的顶电极，所述磁隧道结结构包括顺序设置的铁磁自由层、非磁性势垒层和铁磁参考层，所述顶电极位于所述铁磁参考层远离所述非磁性势垒层的一侧，位于同一所述分支电路中的所述固定电阻中的所述顶电极通过所述磁隧道结结构与所述第一磁性隧道结连接。

6.根据权利要求4所述的mram读取电路，其特征在于，在所述修正电阻子模块中，所述固定电阻包括多个不同尺寸的底电极和多个并联的磁隧道结结构，所述磁隧道结结构包括顺序设置的铁磁自由层、非磁性势垒层和铁磁参考层，所述底电极位于所述铁磁自由层远离所述非磁性势垒层的一侧，位于同一所述分支电路中的所述固定电阻中的所述底电极通过所述磁隧道结构与所述第一磁性隧道结连接。

7.根据权利要求4所述的mram读取电路，其特征在于，各所述分支电路中还具有与各所述第二磁性遂道结一一对应连接的半导体电阻，位于同一所述分支电路中的所述半导体电阻连接。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的mram读取电路，其特征在于，所述分支电路包括并联的多个所述固定电阻。

9.根据权利要求3所述的mram读取电路，其特征在于，所述参考电阻子模块包括多个第一磁性隧道结组，任意两个所述第一磁性隧道结组并联或串联，各所述第一磁性隧道结组包括并联的多个所述第一磁性隧道结。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的mram读取电路，其特征在于，所述测温模块用于获取所述mram读取电路的工作温度，并反馈所述工作温度至所述控制模块，所述控制模块用于将所述工作温度划分为多个温度区间，并根据所述环境温度所在的所述温度区间调节所述修正电阻子模块的电阻。

技术总结本发明提供了一种MRAM读取电路。该MRAM读取电路包括读单元、参考单元和读放大器，读放大器的输入端分别与读单元和参考单元电连接，读单元包括至少一个磁存储隧道结，参考单元包括：参考电阻模块，与读放大器的输入端连接；测温模块，用于获取MRAM读取电路的环境温度并输出温度信号；控制模块，分别与参考电阻模块和测温模块连接，用于接收温度信号，并根据环境温度调节参考电阻模块的总阻值。通过测温模块对读取电路的周围环境进行检测，进而将检测到的环境温度反馈至控制模块，控制模块根据环境温度对参考电阻模块的电阻阻值进行调节，以使参考电阻模块的阻值与读单元的阻值相匹配，从而保证读写信息的稳定性。技术研发人员：王莎莎,何世坤,侯嘉,李琨琨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：2024/3/4