电阻式存储器装置及其读取方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电阻式存储器装置及其读取方法，其施加两个读取脉冲至电阻式存储单元，以依序取得电阻式存储单元在不同温度的第一读取电阻值及第二读取电阻值。接着，依据读取电阻值的大小以及读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定第二读取电阻值的电阻状态。之后，依据第二读取电阻值的电阻状态，来决定电阻式存储单元的存储数据的逻辑电平。本发明专利技术的电阻式存储器装置及其读取方法，可正确地读取电阻式存储单元的存储数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种存储器装置及其读取方法，且特别是有关于一种电阻式存储器装置及其读取方法。
技术介绍
非易失性存储器具有存入的数据在断电后也不会消失的优点，因此是许多电子产品维持正常操作所必备的存储元件。目前，电阻式随机存取存储器(resistiverandomaccessmemory，简称RRAM)是业界积极发展的一种非易失性存储器，其具有写入操作电压低、写入抹除时间短、存储时间长、非破坏性读取、多状态存储、结构简单以及所需面积小等优点，在未来个人电脑和电子设备上极具应用潜力。一般来说，电阻式存储单元(cell)可根据所施加的脉冲电压极性来截断或导通丝状导电路径(filamentpath)。藉此将电阻值可逆且非易失地设定为低电阻状态(lowresistancestate，简称LRS)或高电阻状态(highresistancestate，简称HRS)，以分别表示不同逻辑电平的存储数据。举例来说，在写入数据逻辑1时，可通过施加重置脉冲(RESETpulse)来截断丝状导电路径以形成高电阻状态。在写入数据逻辑0时，可通过施加极性相反的设定脉冲(SETpulse)来导通丝状导电路径以形成低电阻状态。藉此，在读取数据时，可依据不同电阻状态下产生的不同大小范围的读取电流，来读取逻辑1或逻辑0的数据。然而，低电阻状态的电阻值通常在高温时会倾向增加，高电阻状态的电阻值通常在高温时会倾向减少。此种电阻值随温度改变的情形常常会导致低电阻状态及高电阻状态难以区隔。
技术实现思路
本专利技术提供一种电阻式存储器装置及其读取方法，可正确地读取电阻式存储单元的存储数据。本专利技术的电阻式存储器装置的读取方法包括：施加两个读取脉冲至电阻式存储单元，以依序取得电阻式存储单元在不同温度的第一读取电阻值及第二读取电阻值；依据读取电阻值的大小以及读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定第二读取电阻值的电阻状态；以及依据第二读取电阻值的电阻状态，来决定电阻式存储单元的存储数据的逻辑电平。本专利技术的电阻式存储器装置包括电阻式存储单元阵列、热电元件(thermoelectricelement)以及控制单元。电阻式存储单元阵列包括多个电阻式存储单元。热电元件耦接至电阻式存储单元阵列。热电元件用以依据电气脉冲来调整电阻式存储单元的温度。控制单元耦接至热电元件以及电阻式存储单元阵列。控制单元施加两个读取脉冲至电阻式存储单元其中之一，以依序取得电阻式存储单元在不同温度的第一读取电阻值及第二读取电阻值。控制单元依据读取电阻值的大小以及读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定第二读取电阻值的电阻状态。控制单元依据第二读取电阻值的电阻状态，来决定电阻式存储单元的存储数据的逻辑电平。基于上述，在本专利技术的范例实施例中，电阻式存储器装置及其读取方法，其中的控制单元依据读取电阻值的大小以及读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定读取电阻值的电阻状态，可正确地读取电阻式存储单元的存储数据。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图做详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的示意图；图2是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的读取方法的流程图；图3是依照本专利技术另一实施例所示出的电阻式存储器装置的读取方法的流程图。附图标记说明：200：电阻式存储器装置；210：电阻式存储单元阵列；212、214：电阻式存储单元；220：热电元件；230：控制单元；BL：位线；SL：源极线；DATA：逻辑数据；IR1、IR2：读取电流；T1：第一温度；T2：第二温度；Tm：温度临界值；R1：第一读取电阻值；R2：第二读取电阻值；VR：读取电压；ST：电气信号；S210、S220、S230、S300、S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380、S390、S400、S410：电阻式存储器装置的读取方法的各步骤。具体实施方式一般而言，电阻式存储单元可通过施加重置脉冲来形成高电阻状态以例如存储逻辑1的数据。并且可通过施加极性相反的设定脉冲来形成低电阻状态以例如存储逻辑0的数据。因此在读取数据时，即可通过对应不同电阻状态的读取电流来分辨其电阻状态，以正确地读取逻辑1或逻辑0的数据。但是，低电阻状态的电阻值通常在高温时会倾向增加，高电阻状态的电阻值通常在高温时会倾向减少。此种电阻值随温度改变的情形常常会导致低电阻状态及高电阻状态难以区隔。以下将说明如何实现本专利技术实施例所提出的电阻式存储器装置及其读取方法。图1是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的示意图。请参照图1，电阻式存储器装置200包括电阻式存储单元阵列210、热电元件220以及控制单元230。电阻式存储单元阵列210包括多个电阻式存储单元212。电阻式存储单元阵列210通过多条位线BL及多条源极线SL耦接至控制单元230。每个电阻式存储单元212可以包括开关元件，例如金氧半导体场效应晶体管或双极性接面型晶体管，以及可变电阻元件，且每个电阻式存储单元212可以提供单一个比特的存储数据。在数据读取期间，控制单元230施加读取电压VR至电阻式存储单元212其中之一，例如电阻式存储单元214，以在第一温度时产生第一读取电流IR1。在数据读取期间，控制单元230会再施加读取电压VR至电阻式存储单元214，以在第二温度时产生第二读取电流IR2。也就是说，在数据读取期间，控制单元230施加读取电压VR的两个脉冲至电阻式存储单元214，以依序取得电阻式存储单元214在不同温度的第一读取电阻值及第二读取电阻值。在本范例实施例中，控制单元230例如输出电气脉冲ST给热电元件220，以控制热电元件220依据电气脉冲ST来调整电阻式存储单元214的温度。在本范例实施例中，热电元件220例如是帕尔帖热电元件(Peltierthermoelectricelement)或其他类似元件，本专利技术并不加以限制。控制单元230可例如是中央处理单元(CentralProcessingUnit，简称CPU)、微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，简称DSP)、可程序化控制器、可程序化逻辑装置(ProgrammableLogicDevice，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。控制单元230耦接至电阻式存储单元阵列210以及热电元件220。以下即举实施例说明电阻式存储器装置200的数据读取方法的详细步骤。图2是依照本专利技术一实施例所示出的电阻式存储器装置的读取方法的流程图。请同时参照图1及图2，本实施例对于逻辑数据的读取方法例如至少适用于图1的电阻式存储器装置200，以下即搭配电阻式存储器装置200中的各项元件说明本专利技术实施例的读取方法的各个步骤。在步骤S210中，控制单元230施加两个读取脉冲至电阻式存储单元214，以依序取得电阻式存储单元214在不同温度的第一读取电阻值及第二读取电阻值。在此步骤中，在控制单元230施加第一个读取脉冲至电阻式存储单元214之后，会同时判断此时电阻式存储单元214的第一温度。并且，控制单元230依据一温度临界值来判断要调升或调降电阻式存储单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，包括：施加两个读取脉冲至一电阻式存储单元，以依序取得所述电阻式存储单元在不同温度的一第一读取电阻值及一第二读取电阻值；依据该些读取电阻值的大小以及该些读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定所述第二读取电阻值的电阻状态；以及依据所述第二读取电阻值的电阻状态，来决定所述电阻式存储单元的存储数据的逻辑电平。

【技术特征摘要】
2015.08.12 US 14/824,0811.一种电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，包括：施加两个读取脉冲至一电阻式存储单元，以依序取得所述电阻式存储单元在不同温度的一第一读取电阻值及一第二读取电阻值；依据该些读取电阻值的大小以及该些读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定所述第二读取电阻值的电阻状态；以及依据所述第二读取电阻值的电阻状态，来决定所述电阻式存储单元的存储数据的逻辑电平。2.根据权利要求1所述的电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，还包括：在取得所述第一读取电阻值及所述第二读取电阻值之间，调整所述电阻式存储单元的温度，以取得所述第一读取电阻值对应的一第一温度及所述第二读取电阻值对应的一第二温度。3.根据权利要求2所述的电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，调整所述电阻式存储单元的温度的步骤包括：判断所述第一温度是否小于一温度临界值；若所述第一温度小于所述温度临界值，调升所述电阻式存储单元的温度；以及若所述第一温度大于或等于所述温度临界值，调降所述电阻式存储单元的温度。4.根据权利要求2所述的电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，在依据该些读取电阻值的大小以及该些读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定所述第二读取电阻值的电阻状态的步骤包括：判断所述第二读取电阻值是否小于所述第一读取电阻值；若所述第二读取电阻值小于所述第一读取电阻值，决定所述第二读取电阻值的电阻状态是一第一电阻状态及一第二电阻状态两者其中之一；以及若所述第二读取电阻值大于或等于所述第一读取电阻值，决定所述第二读取电阻值的电阻状态是所述第一电阻状态及所述第二电阻状态两者其中之另一。5.根据权利要求4所述的电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，
\t在依据该些读取电阻值的大小以及该些读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定所述第二读取电阻值的电阻状态的步骤还包括：判断所述第二温度是否大于所述第一温度；若所述第二读取电阻值小于所述第一读取电阻值，并且所述第二温度大于所述第一温度，决定所述第二读取电阻值的电阻状态是所述第一电阻状态；以及若所述第二读取电阻值小于所述第一读取电阻值，并且所述第二温度小于所述第一温度，决定所述第二读取电阻值的电阻状态是所述第二电阻状态。6.根据权利要求4所述的电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，在依据该些读取电阻值的大小以及该些读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定所述第二读取电阻值的电阻状态的步骤还包括：判断所述第二温度是否大于所述第一温度；若所述第二读取电阻值大于或等于所述第一读取电阻值，并且所述第二温度大于所述第一温度，决定所述第二读取电阻值的电阻状态是所述第二电阻状态；以及若所述第二读取电阻值大于或等于所述第一读取电阻值，并且所述第二温度小于所述第一温度，决定所述第二读取电阻值的电阻状态是所述第一电阻状态。7.根据权利要求1所述的电阻式存储器装置的读取方法，其特征在于，还包括：在取得所述第一读取电阻值的步骤以及取得所述第二读取电阻值的步骤之间，依据所述第一读取电阻值来读取所述电阻式存储单元的存储数据，以及判断所述电阻式存储单元的存储数据是否落入一预定范围；以及若所述电阻式存储单元的存储数据是否落入所述预定范围，执行依据该些读取电阻值的大小以及该些读取电阻值各自对应的温度的大小，来决定所述第二读取电阻值的电阻状态的步骤。8.一种电阻式存储器装置，其特征在于，包括：一电阻式存储单元阵列，包括多个电阻式存储单元；一热电元件，耦接至所述电阻式存储单元阵列，用以依据一电气脉冲来调整所述多个电阻式存储单元的温度；以及一控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达，林孟弘，王炳琨，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71