对比文件名称:2005-09-29_发明申请_US20050213375A1 Soft-reference three conductor magnetic memory storage device
目标专利名称:157使用串联磁性隧道结的多位自旋转移矩磁阻随机存取存储器STT-MRAMCN107430883B
模型名称:DeepSeek-R1
以下是根据目标专利权利要求的技术特征划分,与对比文件进行的比对分析。
### 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **技术特征A**:包括具有第一读取余裕的第一磁性隧道结(MTJ)元件。<br>**未被公开** | [0029] 软参考SVM单元202具有铁磁数据层210、中间层212和铁磁软参考层214。铁磁数据层210允许存储一个数据位作为可改变的磁化方向M1 220。<br>[0060] 在至少一个实施例中,SVM单元202是TMR单元,其中中间层212是由电绝缘材料(电介质)制成的隧道层,其将数据层210与软参考层214分开并电隔离。 | **未被直接或隐含公开**。对比文件公开了包含数据层(data layer)的磁性隧道结(MTJ)结构(TMR单元)。然而,目标专利的“第一MTJ元件”是一个完整的MTJ存储元件,用于存储数据位,其特征“第一读取余裕”是其关键性能参数。对比文件中虽然描述了数据层的磁状态(M1)决定了单元的电阻状态([0012]段),并提及了磁阻变化(ΔR/R)的概念([0015]段),但从未提及或涉及“读取余裕(read margin)”这一特定参数及其数值。读取余裕是STT-MRAM领域中用于表征读取操作可靠性的特定参数,通常与电阻差(ΔR)和隧穿磁阻比(TMR)相关。本领域技术人员阅读对比文件后,无法毫无疑义地得出或合理推断出该数据层具有一个被称为“第一读取余裕”的参数。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征B**:具有第二读取余裕的第二MTJ元件,所述第一读取余裕大于所述第二读取余裕的两倍。<br>**未被公开** | [0029] ...铁磁软参考层214。...软参考层214的特征在于未钉扎的磁化方向M2 222和比数据层210更低的矫顽力。<br>[0048] 数据层210和软参考层214之间的一个区别在于,软参考层214的矫顽力Hc(sref)小于数据层210的矫顽力Hc(data)。 | **未被直接或隐含公开**。对比文件公开了第二层——软参考层(soft-reference layer),它也是MTJ结构的一部分。对比文件明确指出了软参考层的矫顽力(coercivity)低于数据层的矫顽力([0048]段)。然而,“矫顽力”与“读取余裕”是完全不同的物理概念。矫顽力关系到写入数据所需磁场的强度,而读取余裕关系到读取数据时区分状态的难易程度。对比文件完全没有提及软参考层的“读取余裕”,更未提及两个层的读取余裕之间存在“大于两倍”的数值关系。本领域技术人员无法从对比文件关于矫顽力差异的描述中,毫无疑义地或合理地推断出存在目标专利所限定的读取余裕关系。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征C**:以及耦合在所述第一MTJ元件与所述第二MTJ元件之间的存取晶体管。<br>**未被公开** | [0030] ...软参考SVM单元202位于第一感测/写入导体204与第二感测导体206之间并与它们电接触。 | **未被直接或隐含公开**。对比文件中的存储单元(SVM单元202)串联连接在第一感测/写入导体(204)和第二感测导体(206)之间([0030]段,图2A)。然而,连接这两个导体的直接是MTJ叠层本身(数据层-中间层-软参考层),**中间不存在一个独立的、作为开关作用的“存取晶体管(access transistor)”**。存取晶体管是CMOS工艺下的三端有源器件,用于选通存储单元,这是STT-MRAM的典型特征。对比文件使用的是纯磁性存储单元加三导体线选架构,其选通通过分别控制两条导体的电流实现,未使用晶体管作为串联开关。因此,该特征未被对比文件公开。 |
| **技术特征D**:,其中所述存取晶体管的栅极耦合至字线,<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及晶体管或字线(word line)栅极耦合结构。 | **未被直接或隐含公开**。由于对比文件中根本不存在“存取晶体管”(技术特征C未被公开),因此其栅极耦合至字线的特征自然也未被公开。对比文件中虽有“字线(word line)”的别称([0005]段),但那是用于指导体(如第一感测/写入导体204),而非晶体管的控制极。 |
| **技术特征E**:其中所述第一MTJ元件、所述第二MTJ元件和所述存取晶体管形成多位自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)存储器单元<br>**未被公开** | [0001] 本发明一般涉及磁性存储器件,尤其涉及三导体架构中的软参考层磁随机存取存储器(通常称为“MRAM”)。<br>[0060] ...SVM单元202是TMR单元... | **未被直接或隐含公开**。对比文件公开的是一种“软参考层MRAM”单元,其每个单元包含一个数据层和一个软参考层,存储**一个数据位**([0029]段)。其工作原理是通过外部导体产生的磁场来翻转数据层状态,并通过改变软参考层方向来读取,这属于场驱动MRAM,而非**自旋转移矩(STT)** 驱动。目标专利明确要求保护的是“多位STT-MRAM”单元,其核心在于:1) 使用STT效应进行读写;2) 单个单元存储多位数据(通过两个MTJ元件串联实现)。对比文件既未提及STT机制,也未提及单个单元存储多位数据。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征F**:以及被配置成将所述STT-MRAM存储器单元的感测出的值与第二值进行比较的电路系统,所述第二值基于所述感测出的值与第一值的比较,<br>**隐含公开** | [0077] 流程图图7...<br>[0084] ...初始感测电流IR...流过SVM单元502...测量并记录为“R1”(块708和710)。<br>[0085] ...提供第二已知方向的第二感测电流IS...(块712)...应用第二感测电流IR2...电流IR2的电阻R2被测量并记录(块716和718)。<br>[0088] ...现在已知参考电阻,可以比较初始电阻。如判定块720所示,如果初始电阻与参考电阻不同(R1>R2),则返回与该第一状态相关联的第一逻辑电平(块722)。 | **隐含公开**。对比文件详细描述了其读取方法(图7及相应描述)。该方法包括:测量初始电阻R1(第一值);然后在已知方向磁场下再次测量电阻R2(第二值);最后将R1与R2进行比较(R1>R2?)以确定数据状态。这个过程在逻辑上等同于一个“电路系统”执行了两次比较:首先是感测出值(R1)与自身(或隐含的阈值)的考量以决定后续动作(获取R2),然后是基于第一次“比较”的结果(需要获取R2)进行最终判断时,实质上涉及将R1与R2进行比较。虽然对比文件未明确使用“电路系统”一词,但读取操作必然由外围控制逻辑和感测电路执行,这隐含了存在用于执行此类比较的电路系统。其比较逻辑(基于第一次测量来决定和进行第二次测量及比较)在功能上与特征F的描述相符。 |
| **技术特征G**:其中所述第一值是与所述第二MTJ元件相关联的第一参考电平,<br>**未被公开** | [0084] ...初始感测电流IR...流过SVM单元502...测量并记录为“R1”(块708和710)。 | **未被直接或隐含公开**。在对比文件的读取方法中,第一值(R1)是**整个SVM单元**在软参考层处于自然(反平行)状态下的电阻测量值。这个值反映了数据层和软参考层共同的状态,并非专门“与所述第二MTJ元件(即软参考层)相关联的第一参考电平”。目标专利中的“第一参考电平”是专门为读取第二个MTJ元件而设定的离散参考值(如Ref1)。两者在技术含义上不同。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征H**:并且所述第二值是与所述第二MTJ元件相关联的第二参考电平,<br>**未被公开** | [0085] ...提供第二已知方向的第二感测电流IS...(块712)...应用第二感测电流IR2...电流IR2的电阻R2被测量并记录(块716和718)。 | **未被直接或隐含公开**。同理,对比文件中的第二值(R2)是**整个SVM单元**在软参考层被磁场强制转到已知方向(例如平行)后的电阻测量值。它也不是一个预先设定的、专门“与第二MTJ元件相关联的第二参考电平”(如Ref2),而是一个实时测量得到的单元电阻。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征I**:以及其中所述第一参考电平和所述第二参考电平是从平均参考电平值推导的<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及从平均参考电平值推导参考电平。 | **未被直接或隐含公开**。对比文件描述的是自参考读取方法,其参考值(R2)是通过对**同一个单元**施加已知条件实时测量得到的,而不是从一个“平均参考电平值”推导出来的。目标专利所描述的推导方式涉及初始化设备或其他MTJ结构,这与对比文件的方法有本质区别。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征J**:,所述平均参考电平值从初始化设备确定或者由其它MTJ结构确定。<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及从初始化设备或其他MTJ结构确定平均参考电平值。 | **未被直接或隐含公开**。理由同特征I。该特定推导来源未被公开。 |
| **技术特征K**:其特征在于,进一步包括,耦合至所述第一MTJ元件的位线以及耦合至所述第二MTJ元件的源线,其中所述电路系统被进一步配置成基于所述感测出的值与所述第二值的关系来确定所述第二MTJ元件的电阻状态。<br>**隐含公开** | [0030] SVM单元202位于第一感测/写入导体204与第二感测导体206之间并与它们电接触。更具体地说,在至少一个实施例中,第一感测/写入导体204与数据层210电接触...第二感测导体206与软参考层214电接触...(图2A)<br>[0077]-[0088] 描述了通过比较R1和R2来确定数据层(即存储的数据)状态的过程。 | **隐含公开**。对比文件中,第一感测/写入导体(204)和第二感测导体(206)在功能和连接关系上分别对应于目标专利中的“位线”和“源线”。对比文件的读取方法(图7)中,电路系统(隐含)通过测量并比较流经这些导体的电流所对应的电阻值(R1和R2),最终确定了数据层(即存储单元)的电阻状态。虽然目标专利中明确点明是确定“第二MTJ元件的电阻状态”,而对比文件中确定的是“数据层”的状态,但考虑到在对比文件的架构中,最终的逻辑状态由数据层决定,而软参考层的状态是受控可变的,在读取过程中,**确定数据层状态的过程,实质上就是解读由数据层和(被设定状态的)软参考层共同构成的MTJ单元电阻的过程**。从广义的“确定电阻状态”这一功能来看,可以认为对比文件隐含了电路系统基于测量值的关系来确定(单元)电阻状态的技术手段。 |
| **技术特征L**:其特征在于,所述存取晶体管被配置成响应于字线信号而将所述第一MTJ元件耦合至所述第二MTJ元件。<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及存取晶体管响应字线信号。 | **未被直接或隐含公开**。由于对比文件不存在“存取晶体管”(技术特征C未被公开),因此其响应字线信号而耦合两个MTJ元件的特征自然也未被公开。对比文件中的单元选通依赖于导体上的电流,而非晶体管栅极电压。 |
| **技术特征M**:其特征在于,所述存取晶体管是n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及NMOS晶体管。 | **未被直接或隐含公开**。由于对比文件不存在“存取晶体管”,因此其具体类型(NMOS)未被公开。 |
| **技术特征N**:其特征在于,所述存取晶体管是p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及PMOS晶体管。 | **未被直接或隐含公开**。由于对比文件不存在“存取晶体管”,因此其具体类型(PMOS)未被公开。 |
| **技术特征O**:其特征在于,所述第一MTJ元件具有第一数据保持时间,并且所述第二MTJ元件具有比所述第一数据保持时间长的第二数据保持时间。<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及“数据保持时间(data retention time)”这一参数或概念。 | **未被直接或隐含公开**。数据保持时间是衡量非易失性存储器性能的关键参数之一。对比文件虽然描述了数据层和软参考层在矫顽力上的差异,但矫顽力主要影响写入特性,并不直接等同于数据保持时间。本领域技术人员无法从对比文件公开的内容中毫无疑义地或合理地推断出两个层具有特定关系的数据保持时间。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征P**:其特征在于,所述第一MTJ元件具有第一大小,并且所述第二MTJ元件具有大于所述第一大小的两倍的第二大小。<br>**未被公开** | [0048] 可以通过数据层210和软参考层214的形状、厚度或成分来实现矫顽力的差异。 | **未被直接或隐含公开**。对比文件提到可以通过“形状、厚度或成分”来使软参考层具有比数据层更低的矫顽力。这仅暗示了两个层在物理上可能存在差异。然而,其并未明确公开“大小(size)”这一特定维度属性,更没有公开两个层的大小之间存在“大于两倍”的明确数值关系。本领域技术人员无法从“矫顽力差异可通过形状、厚度等实现”这一宽泛陈述中,直接且毫无疑义地推导出“第二MTJ元件具有大于第一MTJ元件大小两倍的大小”这一具体限定。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征Q**:其特征在于,所述第二MTJ元件与由所述第一值指示的第一参考电平和由所述第二值指示的第二参考电平相关联,并且其中所述第一MTJ元件与一个参考电平相关联。<br>**未被公开** | 参见对特征G、H的论述。对比文件中的R1和R2是整个单元的测量电阻,并非专门与第二MTJ元件(软参考层)相关联的离散参考电平。对比文件也未提及第一MTJ元件(数据层)与一个参考电平相关联。 | **未被直接或隐含公开**。该特征描述了参考电平与特定MTJ元件的关联关系,这属于目标专利特定的读取架构。对比文件的读取方法基于整个单元电阻的实时测量和比较,并未建立如目标专利所述的、与特定层绑定的离散参考电平体系。因此,该特征未被公开。 |
| **技术特征R**:其特征在于,进一步包括其中集成有所述第一MTJ元件、所述第二MTJ元件和所述存取晶体管的装置,所述装置选自移动电话、平板设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、以及计算机。<br>**未被公开** | 对比文件全文未提及将所述存储器单元集成到任何具体的电子装置中。 | **未被直接或隐含公开**。对比文件仅描述了存储器单元本身及其阵列架构,并未公开其具体的最终应用产品或装置。该特征属于应用领域的限定,未被对比文件公开。 |
### 总结与代码输出
根据以上分析,对比文件**直接公开**了**0个**技术特征(A-E, G-J, L-R均未被直接公开)。
对比文件**隐含公开**了**技术特征F**和**技术特征K**。
- 技术特征F(比较电路系统)被隐含公开,因为对比文件描述的读取方法必然由执行测量和比较的电路系统实现,其逻辑流程(基于第一次测量结果进行第二次测量和比较)与特征描述相符。
- 技术特征K(位线、源线及确定电阻状态)被隐含公开,因为对比文件的导体连接关系与位线/源线功能对应,且其读取过程就是基于测量值关系确定(单元)电阻状态。
因此,在回答结尾插入对应代码:<<<f>>><<<k>>>