CN1487525A - 能够校准的存储器设备及其校准方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有存储器单元(130)的一个交叉点阵列(100)的存储器设备(50)，其包括一个温度传感器(150)和一个参考存储器单元(160)。温度传感器(150)检测存储器设备(50)的温度(T)，来自温度传感器(150)和参考存储器单元(160)的数据用于更新用来对存储器单元(130)的阵列(100)编程的写入电流(IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，Ix，Iy)。一种校准存储器设备(50)的方法包括检测存储器设备(50)的温度(T)，决定存储器设备的温度是否改变了一个阈值(ΔT)，如果存储器设备的温度改变了该阈值(ΔT)则更新写入电流(IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，Ix，Iy)。写入电流值可以通过来自参考存储器单元(160)的数据，或是来自存储在查找表中的写入电流值来进行更新。

Description

能够校准的存储器设备及其校准方法
技术领域
本技术领域涉及能够校准写入电流以补偿温度变化的存储器设备。
背景技术
磁性随机存取存储器(MRAM)是一种非易失的存储器。MRAM设备提供比传统的存储设备如硬盘驱动器更快的数据存取。图1所示为传统的MRAM存储器阵列10，其位于行导体14和列导体16的交叉点上具有电阻性存储器单元12。每个存储器单元12能够存储二进制状态“1”和“0”。
图2所示为传统的MRAM存储器单元12。存储器单元12包括一个钉扎层24和一个自由层18。栓层24具有固定的磁化方向，如箭头26所示。自由层18的磁化如双向箭头28所示，可以沿自由层18的“易磁化轴”将其磁化为两个方向中之一。自由层18和栓层24的磁化方向可以是相互“平行”或“反平行”的。这两个方向分别对应于二进制状态“1”和“0”。自由层18和栓层24由一层绝缘隧道阻挡层20分隔。绝缘隧道阻挡层20允许在自由层18和栓层24之间发生量子力学隧道效应。隧道效应相关电子自旋，使得存储器单元12的电阻成为与自由层18和栓层24的磁化方向相关的函数。
存储器阵列10中的每个存储器单元12可以通过写入操作改变其二进制状态。施加到在所选择的存储器单元12处交叉的行导体14和列导体16中的写入电流Ix和Iy将自由层18和栓层24的磁化方向在平行和反平行之间切换。流经列导体16的电流Iy产生磁场Hx，流经行导体14的电流Ix产生磁场Hy。磁场Hx和Hy联合起来切换存储器单元12的磁化方向从平行到反平行。施加电流-Iy连同电流Ix将存储器单元12切换回至平行。
为了将存储器单元12的状态从平行切换至反平行，反之亦然，由+/-Hx和Hy产生的联合磁场应超出存储器单元12的临界切换磁场Hc。如果Hx和Hy太小，它们将无法切换所选存储器单元12的磁化方向。如果Hx或Hy太大，所选存储器单元12所在的行导体14或列导体16上的存储器单元12可能会被Hx或Hy单独切换。单独受Hx或Hy控制的存储器单元12称为“半选择”存储器单元。
由于MRAM阵列的操作模式和操作环境温度的变化可能会导致MRAM阵列的温度发生变化，这会导致存储器单元的矫顽力发生变化，因此在MRAM阵列中引起了问题。存储器单元的矫顽力的变化会改变临界切换磁场Hc，这会接下来改变切换单元状态所需的磁场Hx和Hy。临界切换磁场Hc的与温度有关的变化增加了整行或列的半选择存储器单元由于Ix或Iy的作用而单独进行编程的可能性，或者写入电流Ix和Iy联合起来也不足以切换所选的存储器单元的可能性。
发明内容
根据第一个实施方案，存储器设备包括一个衬底，一个在衬底上排列的存储器单元阵列，多个第一导体，多个第二导体，其中第一导体和第二导体在存储器单元处交叉，第一电流源有选择地连接到第一导体上并能提供第一写入电流以选择第一导体，第二电流源有选择地连接到第二导体上并能提供第二写入电流以选择第二导体，一个控制器用于控制第一写入电流和第二写入电流施加到存储器单元阵列上，以及一个配置在存储器设备中的温度传感器。温度传感器检测存储器设备的温度，来自温度传感器的数据用来根据所检测的温度更新第一和第二写入电流。
根据第二个实施方案，存储器设备的校准方法包括检测存储器设备的温度，决定存储器设备的温度是否改变了一个阈值，并且如果存储器设备的温度改变了该阈值，则更新至少一个写入电流值。
根据第三个实施方案，用于存储器设备中的用写入电流值填表的方法包括当存储器阵列在一个温度下，施加第一写入电流和第二写入电流到在参考存储器单元处交叉的导体中，检测参考存储器单元的状态，如果参考存储器单元的状态未发生变化则增大第一写入电流和第二写入电流，重复上述步骤直到参考存储器单元的状态从第一个状态变化到第二个状态，并存储引起参考存储器单元状态变化的第一写入电流值和第二写入电流值，其中第一和第二写入电流值与温度有关。
结合附图，其他方面和优点将会在下述具体描述中体现。
附图说明
具体描述将参考下列附图，其中相同的数字代表相同的元件，其中：
图1表示一个传统的存储器阵列；
图2表示传统存储器单元的二进制状态；
图3为存储器设备的实施方案的示意图；
图4为存储器单元根据温度变化的矫顽力曲线，或临界切换电流；
图5为存储器设备校准方法的流程图；
图6为根据图5中说明的方法更新写入电流的方法的流程图；
图7为填写查找表的方法的流程图；
图8为存储器设备的另一种校准方法的流程图；
图9为根据图8中说明的方法更新写入电流的方法的流程图。
具体实施方式
通过优选实施方案和附图将讨论能够校准以补偿温度变化的存储器设备及校准方法。
图3为根据一个实施方案的交叉点存储器设备50的示意图。存储器设备50包括一个控制器52，一个列译码器54，一个行译码器56，一个存储器阵列100，一个写选择开关组200，一个读/写选择开关组300，一个读/写选择开关组400，一个写终止选择开关组500，一个传感放大器600和电流源702，704，800。存储器设备50还包括一个温度传感器150和一个参考存储器单元160以用于校准存储器设备50。
控制器52控制存储器设备50的读和写操作。控制器52连接到行译码器56用来发送命令到行译码器56，包括读/写(R/W)数据和行地址数据。行译码器56连接到开关组400和500的开关的栅极，根据控制器52的指令打开和关闭这些开关。类似的，控制器52连接到列译码器54上，后者连接到开关组200，300的开关的栅极。存储器设备50的开关以晶体管举例说明。然而，也可以使用例如FET或MOSFET开关或其他开关。控制器52也可以连接至温度传感器150和参考存储器单元160以控制存储器设备50的校准。
存储器阵列100存储用于存储器设备50的数据。在存储器阵列100中，行导体110在水平的行上扩展，列导体120在垂直的列上扩展。行导体110与列导体120在存储器单元130处交叉。每一个存储器单元130能够存储二进制状态1和0。在图3中，出于说明目的，三行行导体110和八列列导体120交叉构成二十四个存储器单元130。在实际中可以采用1024×1024或更多的存储器单元阵列。
写选择开关组200有选择地将列导体120连接至自电流源702的列写入电流IyAP或Iy，或通过开关214将列导体120接地。开关212有选择地将列写入电流源702连接至写选择开关组200。读/写选择开关组300有选择地将列导体120连接至来自电流源704的列写入电流IyPA或Iy，或是通过开关314将列导体120接地。组300还有选择地将列导体120连接至传感放大器600。读/写选择开关组400有选择地将行导体110通过开关414连接至读电压Vr，并通过开关412将行导体110连接至行写入电流IxAP，IxPA或Ix。写终止选择开关组500有选择地将行导体110接地。连接至组400的电流源800作为行写入电流源。
现在讨论写入或“编程”存储器单元130。在下面的讨论中，下标“PA”表示将存储器单元130从平行到反平行编程，下标“AP”表示将存储器单元130从反平行到平行编程。为了在存储器阵列100中的一个存储器单元130内写入状态1，或是一个反平行状态，施加来自电流源702的列写入电流IyPA到所选择的存储器单元130所在列的列导体120上。行写入电流IxPA被同时施加到所选择的存储器单元130所在行的行导体110上。组500和300分别将电流导体110，120接地。通过写入电流IxPA和IyPA产生的磁场Hy和Hx联合起来将存储器单元130的二进制状态由0变为1。为了在存储器单元130内写入一位0，如上所述施加行写入电流IxAP，和施加来自电流源704的列写入电流IyAP。组200将电流IyAP接地。
根据上述讨论的编程方法，用于编程存储器单元130的列写入电流IyAP和IyPA可以为不同的强度。行写入电流IxAP和IxPA也可以有不同的强度。
存储器设备50还可以用单独的Ix值和单独的Iy值进行平行到反平行和反平行到平行的编程。在这种情况下，在存储器单元130内写入一位1，施加来自电流源702的Iy，并施加来自电流源800的Ix。为了写入一位0，施加来自电流源704的Iy，并施加来自电流源800的Ix。所施加的来自电流源704的Iy可以称为“-Iy”。
在存储器设备50的运行过程中，在存储器阵列100中的读和写操作会产生发热。此外，存储器设备50中的支持电路也会产生发热。这些因素，连同运行环境的变化的环境温度及其他因素可能导致存储器设备50的温度变化。变化的温度引发矫顽力及由此使得存储器单元130的临界切换磁场Hc在设备50的运行过程中发生变化。
为了补偿存储器单元临界切换磁场Hc的变化，存储器设备50包括了温度传感器150和参考存储器单元160。控制器52可以连接至温度传感器150以接受来自温度传感器150的温度数据。控制器52可以用来自温度传感器150和参考存储器单元160的数据校准随着阵列100的温度变化的写入电流IyAP，IyPA，IxAP和IxPA，或Ix和Iy。温度传感器150可以位于存储器设备50中能够检测存储器单元130的温度的任意位置。在一个实施方案中，温度传感器150位于存储器阵列100的下方。例如，存储器设备50可以包括一个半导体衬底(未示出)，温度传感器150可以位于衬底上并在存储器单元130的附近，或是其他位置。阵列100的温度可能保持跨过阵列100相对均匀，因此将温度传感器150放置在临近存储器单元130的位置上可能是没有必要的。也可以使用多个温度传感器150，并将传感器150放置在存储器设备50内的多个位置上。如果使用了多个温度传感器150，则控制器52可以，例如利用来自这些传感器150的温度读数的平均值。
参考存储器单元160也可以位于存储器设备50中的任意位置。参考存储器单元160可以位于第一导体161和第二导体162的交叉点上。第一导体161可以连接至开关组200和300，第二导体162可以连接至开关组400和500。通过这些连接，参考存储器单元160的状态可以按照和存储器单元130相同的编程方式通过IyAP，IyPA，IxAP和IxPA，或Ix和Iy的动作发生改变。参考存储器单元160也可以通过读/写选择开关组400连接至读电压Vr，和通过读/写选择开关组300连接至传感放大器600。控制器52因此可以通过传感放大器600的输出来检测参考存储器单元160的状态。
下面具体讨论参考存储器单元160和温度传感器150的运行。图4示出了存储器单元130利用了存储器单元160和温度传感器150优势提供校准的矫顽力特征曲线。
图4为存储器单元130根据温度变化的矫顽力(Oe)曲线，或临界切换磁场Hc。用于切换存储器单元130从反平行到平行的临界切换磁场Hc随着温度的升高而减小。用于切换存储器单元130从平行到反平行的临界切换磁场Hc随着温度的升高而增大。在这两种情况下，Hc的强度随温度的升高而降低。在存储器设备50的运行期间，例如当设备处于等待模式或读模式下，存储器阵列100的温度可能与存储器设备处于写模式下的温度有所不同。当存储器阵列100处于上述任意一种模式下时，存储器阵列100的温度可能也会变化。存储器阵列100的温度变化因此改变了所需的写入电流IyPA和IxPA，或IyAP和IxAP的强度。图4中的切换数据表示了用于切换存储器单元130从反平行到平行以及从平行到反平行的矫顽力曲线可以是非线性的。此外，反平行到平行切换曲线也可能和平行到反平行切换曲线相对于零矫顽力轴是非对称的。如果切换曲线是非对称的，用于平行到反平行切换的IyPA和IxPA在温度T下将在强度上不同于在相同温度T下的用于反平行到平行切换的IyAP和IxAP。
图5为说明在存储器设备中校准存储设备以补偿温度变化的方法的流程图。可以使用该方法来校准例如图3中所示的存储器设备50，或用来校准其他交叉点存储器设备。校准方法可以用来校准写入电流IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，并可以通过存储器设备50中的控制器52来执行。
在步骤S10中，存储器阵列100的温度T通过温度传感器150检测。温度检测可以是如周期性的执行。
在步骤S12中，存储器阵列100的温度T和校准温度Tc进行比较以决定存储器阵列100的温度T和校准温度Tc之间的温差是否大于一个阈值温度变化值ΔT。执行步骤S12来决定存储器阵列100的温度T是否升高或降低了足够量以足以改变存储器单元130的矫顽力，从而需要更新用于写入存储器单元130的写入电流IxPA，IyPA，IxAP，IyAP。当存储器设备50被激活时，可以将校准温度Tc设定为一个初始参考值。当存储器设备50被激活时，可以在初始校准温度Tc下选择适当的写入电流IxPA，IyPA，IxAP，IyAP来写入存储器单元130。例如，Tc的一个适当的初始值可以为室温。
如果|T-Tc|没有超过阈值温度变化值ΔT，则该方法返回步骤S10。可以选择阈值温度变化值ΔT，例如存储器阵列100相对小的温度T的变化就不会导致写入电流IxPA，IyPA，IxAP，IyAP的更新。根据校准过程所需的任意精确度，步骤S10可以是如周期性的执行。
如果|T-Tc|超过阈值温度变化值ΔT，该方法前进到步骤S14。在步骤S14中，更新写入电流IxPA，IyPA，IxAP，IyAP来补偿由存储器阵列100的温度T变化而引起的存储器单元130的矫顽力的变化。可以根据图6中所示的方法更新写入电流IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，其中来自参考存储器单元160的数据用来决定对于所检测的温度T的适当的IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值。下面将具体讨论图6中所示的方法。或者，与所检测的温度T相关的适当IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值可以从查找表中选择。查找表可以包括，例如对于在运行过程中存储器阵列100所期望的每一个温度T值的IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值。参考图7，下面将具体讨论填写与具体校准温度值Tc相关的IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值的查找表的方法。
在步骤S14更新了IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值后，在步骤S16更新校准温度Tc。校准温度Tc可以指定为在步骤S10中所检测的存储器阵列100的当前温度值。该方法接着返回步骤S10，这里存储器阵列100的温度可以周期性地监测。或者，当存储器设备50的运行终止时，该方法可以停止。
根据上述方法，在存储器设备50运行过程中的任何时候，可以得到适当的IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值来写入所选择的存储器单元130。
图6所示的流程图说明了根据第一个实施方案更新写入电流的方法。图6中所示的步骤包括图5中的步骤S14。图6中所示的方法利用来自参考存储器单元160中的数据来决定对于存储器阵列100在所检测到的温度T下运行的适当IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值。
图6中所示的更新写入电流的方法假定了反平行到平行切换(矫顽力)曲线和平行到反平行切换曲线关于零矫顽力轴是非对称的。如果切换曲线是非对称的，对于温度T的适当IxPA和IyPA(用于平行到反平行切换的电流)将不同于对于相同温度T的IxAP和IyAP(用于反平行到平行切换的电流)。
该方法开始于IxPA和IyPA的决定。在步骤S30中，将任意低的初始电流IxPA和IyPA施加到在参考存储器单元160上交叉的第一和第二导体161，162上。初始电路IxPA和IyPA应当足够小以便参考存储器单元160不会因为施加了IxPA和IyPA而从平行切换至反平行。在步骤S32中，检测参考存储器单元160的状态。参考存储器单元160的状态可以通过在第二导体162上施加一个读电压Vr并连接第一导体161至传感放大器600来检测。传感放大器600的输出可以用来决定参考存储器单元160的状态。
在步骤S34，决定电流IxPA和IyPA是否引起参考存储器单元160从平行状态切换至反平行状态。如果参考存储器单元160的状态未发生变化，则在步骤S36中将IxPA和IyPA增大一个增量。IxPA和IyPA所增大的增量可以根据校准过程所需的精确度来决定。该方法接着返回步骤S30，这里增大了的电流IxPA和IyPA施加到参考存储器单元160上。重复增大IxPA和IyPA这一过程直到参考存储器单元160的状态改变。接着在步骤S34，当检测到状态发生改变时，该方法前进到步骤S38。在步骤S38中，更新IxPA和IyPA以符合IxPA和IyPA值可以引起参考存储器单元160的状态发生变化。
在更新了IxPA和IyPA后，参考存储器单元160处于反平行状态。然后可以决定IxAP和IyAP的值。
在步骤S40中，IxAP和IyAP初始值施加到参考存储器单元160上。在步骤S42中检测参考存储器单元160的状态，如果在步骤S44中确定状态未改变，则在步骤S46中IxAP和IyAP值增大一个增量。反复增大IxAP和IyAP直到参考存储器单元160的状态在施加IxAP和IyAP的情况下发生改变。当参考存储器单元160的状态改变时，在步骤S4 8中将引起状态改变的IxAP和IyAP值设定为更新的IxAP和IyAP值。
在步骤S14中更新了IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值后，更新后的值可以被存储并由电流源702，704，800所使用。一个额外的可选步骤可以包括在步骤S14中的更新后将IxPA，IyPA，IxAP和IyAP中之一或多个增大一个预先设定的量。例如，预先设定的量可以被加到IxPA，IyPA，IxAP和IyAP中以确保通过更新的电流值进行存储器单元130的切换。
图7中所示的流程图说明了根据一个实施方案填写查找表的方法。可以存储IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值的查找表，并在图5中所示方法的步骤S14中存取。
在步骤S50中，校准温度变量Tc设定为一个初始值Tc0。例如，初始温度值Tc0可以为对于存储器阵列100的期望运行温度范围的低端。在步骤S52中，参考存储器单元160处于温度Tc下。参考存储器单元160可以通过存储器阵列100的适当加热或冷却来处于校准温度Tc下。
在步骤S54中，利用参考存储器单元160来决定对于当前校准温度Tc的IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值。例如，可以利用图6中所示的步骤S30到S48来决定这些值。
在步骤S56中，存储这些电流值IxPA，IyPA，IxAP，IyAP。这些值可以存储在控制器52可存取的任意媒质中，其中包括一个媒质，该媒质包括控制器52的一部分，由此可以指示电流源702，704，800产生这些电流。这些IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值与当前校准温度Tc相关。
在步骤S58中，校准温度Tc增大一个增量δT。增量δT可以和获得对于校准过程所需的精确度的必要值一样小。该方法接着返回步骤S52，这里存储器阵列100的温度升高到新的校准温度Tc，在步骤S54中决定对于新的校准温度Tc的IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值。
重复为每个Tc值决定IxPA，IyPA，IxAP，IyAP的过程，直到Tc达到符合存储器阵列100的期望运行温度范围的高端的值。
在对每个校准温度值Tc产生了IxPA，IyPA，IxAP，IyAP值后，生成了对于存储器阵列100的一个完整的写入电流值查找表。例如，查找表可以在图5中所示方法的步骤S14中进行存取。
作为在存储器设备50的期望运行温度范围的低端下的另一种启动校准过程方法，Tc0可以设定为期望运行温度范围的高端。在这种情况下，在步骤S58中将Tc减小δT。
根据图5-7中所示的方法，存储器设备50能够可靠地切换存储器阵列100的存储器单元130。当温度变化发生时更新写入电流IxPA，IyPA，IxAP，IyAP以确保当存储器阵列100的温度变化时施加适当的切换磁场Hx和Hy。此外，通过分别计算平行到反平行和反平行到平行的切换电流值，校准方法补偿了存储器单元130的切换曲线的非对称性。
上述讨论的方法解决了存储器单元130的反平行到平行切换曲线和平行到反平行切换曲线关于零矫顽力轴可能是非对称的情况(见上述图4中的讨论)。图8所示的流程图说明了另一种校准存储器设备的方法，其中存储器阵列100可以包括存储器单元，其具有和平行到反平行切换曲线关于零矫顽力轴基本对称的反平行到平行切换曲线。图9所示的流程图说明了根据图8所示的方法更新写入电流的方法。
在步骤S70中，通过温度传感器150检测存储器阵列100的温度T。例如，可以周期性地执行温度检测。
在步骤S72中，存储器阵列100的温度T和校准温度Tc进行比较，以决定存储器阵列100的温度T和校准温度Tc之间的温差是否大于一个阈值温度变化值ΔT。如果|T-Tc|没有超过该阈值温度变化值ΔT，则该方法返回步骤S70。如果|T-Tc|超过阈值温度变化值ΔT，则该方法前进到步骤S74。
在步骤S74中，更新写入电流Ix和Iy以补偿由存储器阵列100的温度T变化所引起的存储器单元130的矫顽力变化。例如，可以根据图9中所示的方法更新写入电流Ix和Iy，其中来自参考存储器单元160的数据用来决定适当的Ix和Iy值。图9中所示的方法将在下面具体讨论。或者，对于检测到的温度T的适当Ix和Iy值可以从查找表中选择。
在步骤S74中更新了Ix和Iy值后，在步骤S76中更新校准温度Tc。校准温度Tc可以指定为在步骤S70中所检测的存储器阵列100的当前温度T值。接着该方法返回步骤S70，这里存储器阵列100的温度可以被周期性的监测。或者，当存储器设备50的操作终止时，该方法可以停止。
图9所示的流程图说明了根据图8所示的方法更新写入电流的方法。图9中所示的步骤包括图8中的步骤S74。图9中所示的方法利用来自参考存储器单元160的数据决定对运行在所检测的温度T下的存储器阵列100的适当的Ix和Iy值。图9中所示的方法假定当校准开始时参考存储器单元160处于平行状态。如果参考存储器单元160初始为反平行状态，则施加-Iy来代替Iy以改变参考存储器单元160的状态。
在步骤S80，将任意低的初始电流Ix和Iy施加到在参考存储器单元160处交叉的第一和第二导体161，162。在步骤S82，检测到参考存储器单元160的状态。传感放大器600的输出可以用来决定参考存储器单元160的状态。
在步骤S84，决定电流Ix和Iy是否引起参考存储器单元160从平行状态切换至反平行状态。如果参考存储器单元160的状态未改变，Ix和Iy在步骤S86中增大一个增量。该方法接着返回步骤S80，这里将增大的电流Ix和Iy施加到参考存储器单元160上。重复增大Ix和Iy这一过程，直到在步骤S80中施加了Ix和Iy后参考存储器单元160的状态发生改变。接着在步骤S84中，当检测到状态改变时，该方法前进到步骤S88。在步骤S88，更新Ix和Iy以符合可以引起参考存储器单元160的状态发生变化的Ix和Iy值。
作为在图8所示的方法期间计算更新后的写入电流Ix和Iy的另一种方法，Ix和Iy值可以通过查找表获得。可以以类似于图7所示的方法计算Ix和Iy值。但是，计算平行到反平行和反平行到平行切换电流不是必需的。换句话说，对于每个特定温度下的单一的状态改变，或是从平行到反平行，或是从反平行到平行，都可以用来填写查找表。可以存储Ix和Iy值的查找表，并在图8所示方法中的步骤S74中存取。
上述讨论的校准方法可以由控制器52执行，或是通过能够执行指令的任何计算设备来执行。例如，外部处理设备可以连接至存储器设备50来执行上述讨论的校准方法。
在上述讨论的校准方法中，利用参考存储器单元160来执行校准。参考存储器单元160可以为与用来存储存储器设备50中的数据的存储器单元130的阵列100分离的存储器单元。或者，存储器阵列100中的存储器单元130可以起如上述讨论的方法中的参考存储器单元的作用。如果存储器单元130用作参考存储器单元，则使用电流源702，704，800来施加用于校准存储器设备50的写入电流。如果存储器阵列100中的存储器单元130用作参考存储器单元，在校准前需要注意存储器单元130返回自己的状态，这样在存储器单元130中存储的位不会在校准期间被擦除。
图3中所示的传感放大器600是用于检测存储器设备50中的存储器单元130的二进制状态的一种传感器设备的示例。在实际中，可以使用其他传感器设备，如互阻抗传感放大器，电荷注入传感放大器，差动传感放大器，或数字差动传感放大器。图3中所示的一个传感放大器600用于检测存储器单元130的二进制状态。在实际中，大量的传感器设备可以连接至存储器阵列。例如，对于存储器阵列的每一列导体可以包括传感放大器。
用于写入存储器阵列的状态0和1的电流通常是任意的，并可以重新设定以符合存储器设备50的任意所需应用。
用于存储器阵列100中的存储器单元130可以为响应写入电流的任意类型的存储器单元。在一个实施方案中，存储器单元130和参考存储器单元160为磁性随机存取存储器(MRAM)单元。其他单元也适用于存储器阵列100中。例如，存储器单元如巨磁阻(GMR)设备，磁隧道结(MTJ)和其他类型的存储器单元可以用于存储器阵列100中。
存储器设备50可以用于广泛的应用领域中。一种应用可以为具有一个MRAM存储模块的计算设备。MRAM存储模块可以包括一个和多个MRAM存储器阵列以用于长期存储。
MRAM存储模块可以用于例如膝上型电脑，个人电脑和服务器的设备中。
根据上述实施方案的温度补偿电压源可以结合存储器阵列使用。
当参考示例实施方案描述了存储器设备50后，对于本领域的技术人员来说可以很容易进行很多种修改，并且本发明将覆盖由此的各种变化。

Claims (10)

1、一种存储器设备(50)，包括：
一个衬底；
位于衬底之上的存储单元(130)的一个阵列(100)；
多个第一导体(110)；
多个第二导体(120)，其中第一导体(110)和第二导体(120)在存储器单元(130)处交叉；
一个第一电流源(800)，有选择地连接至第一导体(110)并能够提供第一写入电流(IxAP，IxPA，Ix)给选定的第一导体(110)；
一个第二电流源(702)，有选择地连接至第二导体(120)并能够提供第二写入电流(IyAP，Iy)给选定的第二导体(120)；
一个控制器(52)，其中控制器(52)控制施加第一和第二写入电流到存储器单元(130)的阵列(100)上；及
一个位于存储器设备(50)中的温度传感器(150)，用来检测存储器设备(50)的温度(T)，其中来自温度传感器(150)的数据被用来更新第一和第二写入电流。
2、根据权利要求1的存储器设备(50)，包括：
一个第三电流源(704)，有选择地连接至第二导体(120)并能够提供第三写入电流(IyPA，-Iy)给选定的第二导体(120)。
3、根据权利要求1的存储器设备(50)，包括：
一个参考存储器单元(160)，其中来自参考存储器单元(160)的数据用来更新第一和第二写入电流。
4、一种校准存储器设备(50)的方法，存储器设备包括存储器单元(130)的一个阵列(100)，多个第一导体(110)和多个第二导体(120)，该方法包括：
检测存储器设备(50)的温度(T)；
决定存储器设备(50)的温度(T)是否改变了一个阈值(ΔT)；并
如果存储器设备(50)的温度(T)改变了该阈值(ΔT)，更新至少一个写入电流值(IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，Ix，Iy)。
5、根据权利要求4的方法，包括：
如果存储器设备的温度(T)改变了一个阈值(ΔT)，则通过设定电流校准温度(Tc)值至少大体等于所检测的温度(T)来更新电流校准温度(Tc)。
6、根据权利要求4的方法，其中更新至少一个写入电流值(IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，Ix，Iy)的步骤包括：
a、施加第一写入电流(IxPA，Ix)和第二写入电流(IyPA，Iy)到在参考存储器单元(160)处交叉的导体(161，162)；
b、检测参考存储器单元(160)的状态；
c、如果参考存储器单元(160)的状态未改变，增大第一写入电流(IxPA，Ix)和第二写入电流(IyPA，Iy)；
d、重复步骤a-c直到参考存储器单元(160)的状态从第一个状态变为第二个状态；并
e、当参考存储器单元(160)的状态改变时，根据第一写入电流(IxPA，Ix)和第二写入电流(IyPA，Iy)更新至少一个写入电流值(IxPA，IyPA，Ix，Iy)。
7、根据权利要求6的方法，其中更新至少一个写入电流值(IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，Ix，Iy)的步骤包括：
f、施加第三写入电流(IxAP，Ix)和第四写入电流(IyAP，-Iy)到在参考存储器单元(160)处交叉的导体(161，162)；
g、检测参考存储器单元(160)的状态；
h、如果参考存储器单元(160)的状态未改变，增大第三写入电流(IxAP，Ix)和第四写入电流(IyAP，-Iy)；
i、重复步骤f-h直到参考存储器单元(160)的状态从第二个状态变为第一个状态；并
j、当参考存储器单元(160)的状态改变时，根据第三写入电流(IxAP，Ix)和第四写入电流(IyAP，-Iy)更新至少一个写入电流值(IxAP，IyAP，Ix，Iy)。
8、一种用在存储器设备(50)中使用的写入电流值(IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，Ix，Iy)填表的方法，其中写入电流值(IxPA，IyPA，IxAP，IyAP，Ix，Iy)与温度值(T)相关，存储器设备(50)包括存储器单元(130)的一个阵列(100)，多个第一导体(110)和多个第二导体(120)，该方法包括：
a、当存储器阵列(100)处于温度(T)时，施加第一写入电流(IxPA，Ix)和第二写入电流(IyPA，Iy)到在参考存储器单元(160)处交叉的导体(161，162)；
b、检测参考存储器单元(160)的状态；
c、如果参考存储器单元(160)的状态未改变，增大第一写入电流(IxPA，Ix)和第二写入电流(IyPA，Iy)；
d、重复步骤a-c直到参考存储器单元(160)的状态从第一个状态变为第二个状态；并
e、存储引起参考存储器单元(160)的状态改变的第一写入电流(IxPA，Ix)和第二写入电流(IyPA，Iy)，其中第一和第二写入电流值(IxPA，Ix，IyPA，Iy)与温度值(T)相关。
9、根据权利要求8的方法，包括：
f、改变阵列(100)的温度(T)；
g、重复步骤a-c直到参考存储器单元(160)的状态从第一个状态变为第二个状态；并
h、存储引起参考存储器单元(160)的状态改变的第一写入电流(IxPA，Ix)和第二写入电流(IyPA，Iy)，其中第一和第二写入电流值(IxPA，Ix，IyPA，Iy)与温度值(T)相关。
10、根据权利要求8的方法，包括：
i、当存储器阵列(100)处于温度(T)时，施加第三写入电流(IxAP，Ix)和第四写入电流(IyAP，-Iy)到在参考存储器单元(160)处交叉的导体(161，162)；
j、检测参考存储器单元(160)的状态；
k、如果参考存储器单元(160)的状态未改变，增大第三写入电流(IxAP，Ix)和第四写入电流(IyAP，-Iy)；
l、重复步骤i-k直到参考存储器单元(160)的状态从第二个状态变为第一个状态；并
m、存储引起参考存储器单元(160)的状态改变的第三写入电流(IxAP，Ix)和第四写入电流(IyAP，-Iy)，其中第三和第四写入电流值(IxAP，Ix，IyAP，-Iy)与温度值(T)相关。
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