电阻式存储装置及其操作方法制造方法及图纸

提供了电阻式存储装置及其操作方法。存储装置包括具有分别布置在多条第一信号线与多条第二信号线交叉的区域中的多个存储单元的存储单元阵列。存储装置还包括具有分别与所述多条第一信号线连接的多个行选择开关单元的解码器。所述多个行选择开关单元中的每个选择性地响应于第一开关信号和第二开关信号而将偏置电压施加到与所述多个行选择开关单元中的每个对应的第一信号线，其中，第一开关信号和第二开关信号的电压电平在激活状态下彼此不同。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2014年11月26日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0166627号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
专利技术构思的实施例涉及一种存储装置，尤其涉及一种电阻式存储装置以及一种操作电阻式存储装置的方法。
技术介绍
随着对高容量和低功耗存储装置的需求的增长，正在进行对诸如不需要刷新操作的非易失性存储装置的下一代存储装置的研究。这些下一代存储装置需要具有像动态随机存取存储器(DRAM)那样的高集成特性，具有像闪存那样的非易失性特性，并且具有像静态RAM(SRAM)那样的高速度。相变RAM(PRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物RAM(PoRAM)、磁性RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)和电阻式RAM(RRAM)已经作为一些下一代存储装置而备受瞩目。
技术实现思路
专利技术构思的实施例提供一种能够提高耐久性并且降低功耗的电阻式存储装置以及一种操作电阻式存储装置的方法。根据专利技术构思的一个方面，提供一种包括存储单元阵列和解码器的存储装置。存储单元阵列包括分别布置在多条第一信号线与多条第二信号线交叉的区域中的多个存储单元。解码器包括分别与所述多条第一信号线连接的多个行选择开关单元。每个行选择开关单元选择性地响应于第一开关信号和第二开关信号将偏置电压施加到与每个行选择开关单元对应的第一信号线，第一开关信号和第二开关信号的电压电平在激活状态下彼此不同。根据专利技术构思的另一个方面，提供一种包括存储单元阵列和开关块的存储装置。存储单元阵列包括第一区域和第二区域，第一区域包括至少一个选择的存储单元，第二区域包括未选择的存储单元。开关块响应于第一电压的第一开关信号将选择电压或抑制电压施加到第一区域中的第一信号线，并且响应于第二电压的第二开关信号将抑制电压施加到第二区域中的第一信号线。根据专利技术构思的一个方面，提供一种操作存储装置的方法，所述存储装置包括分别布置在多条第一信号线与多条第二信号线彼此交叉的区域中的多个存储单元，并且所述多条第一信号线中的每条连接到用于提供偏置电压的至少两个第一导电型晶体管开关。所述方法包括：将第一电压施加到与至少一条第一信号线连接的所述至少两个第一导电型晶体管开关中的一个，使得选择电压被施加到所述多条第一信号线之中的所述至少一条第一信号线；以及将具有与第一电压的电压电平不同的电压电平的第二电压施加到所述至少两个第一导电型晶体管开关中的另一个，使得抑制电压被提供给所述至少一条第一信号线。根据专利技术构思的一个方面，提供一种操作存储装置的方法，所述存储装置包括布置在存储单元阵列的区域中使得多条第一信号线与多条第二信号线交叉的多个存储单元，所述多条第一信号线连接到相应的开关单元，每个开关单元包括为了执行写入或读取操作而将偏置电压提供给所述多个存储单元的多个晶体管开关。所述方法包括：确定存储装置的操作模式；基于确定的操作模式生成第一电压和第二电压，第一电压和第二电压分别为激活状态下两个开关信号的电压；将第一电压施加到与第一区域中的所述多条第一信号线的被选择的第一信号线连接的第一开关单元，以将选择电压提供给被选择的第一信号线，并将第一电压施加到与第一区域中的未选择的第一信号线连接的另一个开关单元，以将抑制电压提供给未选择的第一信号线；将第二电压施加到与除了第一区域之外的区域中的未选择的第一信号线连接的除了第一开关单元之外的开关单元，以将抑制电压提供给未选择的第一信号线；以及根据操作模式对与被选择的第一信号线连接的存储单元执行写入操作或读取操作。附图说明根据以下结合附图进行的描述，专利技术构思的示例性实施例将被更清楚地理解，在附图中：图1是根据专利技术构思的示例性实施例的包括电阻式存储装置的存储系统的框图；图2是图1的存储装置的示例的框图；图3是图2的存储单元阵列的详细电路图；图4是图3的存储单元中包括的可变电阻器装置的示例的图；图5A至图5C是示出图3的存储单元的变型示例的电路图；图6A和图6B是存储单元的电阻分布的曲线图；图7是存储单元的伏安特性曲线的曲线图；图8A是根据专利技术构思的示例性实施例的行解码器的电路图；图8B是示出图8A的行解码器的开关信号的波形的曲线图；图9A和图9B是示出当对存储装置执行设定写入操作时的行解码器的操作的图；图10是示出当对存储装置执行重置写入操作时的行解码器的操作的图；图11是示出当对存储装置执行读取操作时的行解码器的操作的图；图12和图13是示出根据示例性实施例的行选择开关单元的变型示例的图；图14是根据示例性实施例的行解码块的电路图；图15是根据示例性实施例的电压选择器的电路图；图16是根据示例性实施例的电压生成器的框图；图17A是图16的电荷泵的电路图；图17B是对图17A的电荷泵施加的泵浦信号的波形图；图18是图16的电压选择器的电路图；图19是示出根据示例性实施例的电压生成器的变型示例的框图；图20是图19的电压调整器的电路图；图21是示出根据示例性实施例的行解码器和列解码器的区块和布置的配置的图；图22是根据示例性实施例的操作存储装置的方法的流程图；图23是根据另一个示例性实施例的操作存储装置的方法的流程图；图24是根据专利技术构思的示例性实施例的包括电阻式存储装置的存储系统的示意性框图；图25是应用了根据专利技术构思的示例性实施例的存储系统的存储卡系统的框图；图26是根据专利技术构思的示例性实施例的电阻式存储模块的图；图27是应用了根据专利技术构思的示例性实施例的存储系统的固态硬盘(SSD)系统的框图；图28是根据专利技术构思的示例性实施例的包括存储系统的计算系统的框图。具体实施方式将参照以下描述和附图更充分地描述实施例。然而，专利技术构思可以以各种不同的形式实现，并且不应被解释为对所示实施例的限制。而是，提供这些实施例作为示例，使得本公开将是彻底的和完整的，并将专利技术构思的主旨充分传达给本领域普通技术人员。因此，专利技术构思的实施例可以包括与本发明构思相关的构思和技术范围之内包括的所有修改、等同物或替代物。针对一些实施例，可以不描述已知的处理、元件和技术。除非另外说明，否则贯穿附图和书面说明的始终，相同的附图标记表示相同的元件，因此可以不重复描述。在附图中，为了清晰起见，可夸大结构的尺寸。此外，这里阐述的所有示例和条件性语言将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储装置，所述存储装置包括：存储单元阵列，包括分别布置在多条第一信号线与多条第二信号线交叉的区域中的多个存储单元；以及解码器，包括分别与所述多条第一信号线连接的多个行选择开关单元，其中，所述多个行选择开关单元中的每个选择性地响应于第一开关信号和第二开关信号而将偏置电压施加到与所述多个行选择开关单元中的每个对应的第一信号线，其中，第一开关信号和第二开关信号的电压电平在激活状态下彼此不同。

【技术特征摘要】
2014.11.26 KR 10-2014-01666271.一种存储装置，所述存储装置包括：
存储单元阵列，包括分别布置在多条第一信号线与多条第二信号线交叉
的区域中的多个存储单元；以及
解码器，包括分别与所述多条第一信号线连接的多个行选择开关单元，
其中，所述多个行选择开关单元中的每个选择性地响应于第一开关信号
和第二开关信号而将偏置电压施加到与所述多个行选择开关单元中的每个对
应的第一信号线，其中，第一开关信号和第二开关信号的电压电平在激活状
态下彼此不同。
2.根据权利要求1所述的存储装置，其中，所述多个行选择开关单元中
的每个包括响应于第一开关信号而操作的第一开关和响应于第二开关信号而
操作的第二开关。
3.根据权利要求2所述的存储装置，其中，第一开关和第二开关是第一
导电型晶体管。
4.根据权利要求2所述的存储装置，其中，第一开关和第二开关中的每
个包括n型金属氧化物半导体晶体管。
5.根据权利要求2所述的存储装置，其中，第一开关连接到将偏置电压
提供给所述第一信号线的个体源极线，第二开关连接到将抑制电压共同地提
供给所述多条第一信号线的公共源极线。
6.根据权利要求2所述的存储装置，其中，第一开关信号在第一电压和
第三电压之间转变，第二开关信号在第二电压和第三电压之间转变。
7.根据权利要求2所述的存储装置，其中，第一开关在第一开关信号的
电压电平是第一电压时接通，第二开关在第二开关信号的电压电平是第二电
压时接通。
8.根据权利要求7所述的存储装置，其中，第一电压和第二电压中的至
少一个电压的电压电平根据存储装置的操作模式而变化。
9.根据权利要求6所述的存储装置，其中，当存储装置执行设定写入操
作或读取操作时，第一电压的电压电平高于第二电压的电压电平，当存储装
置执行重置写入操作时，第一电压的电压电平低于第二电压的电压电平。
10.根据权利要求6所述的存储装置，其中，第三电压是地电压。
11.根据权利要求6所述的存储装置，其中，当存储装置执行设定写入
操作或读取操作时，第一电压的电压电平等于或大于设定写入电压或读取电
压的电压电平与第一开关的阈值电压电平之和，第二电压的电压电平大于第
二开关的阈值电压电平，其中，所述设定写入电压或读取电压作为偏置电压
被提供给所述多条第一信号线之中的被选择的第一信号线。
12.根据权利要求6所述的存储装置，其中，当存储装置执行设定写入
操作或读取操作时，第一电压的电压电平大于第一开关的阈值电压电平，第
二电压的电压电平大于第二开关的阈值电压电平和作为偏置电压被提供给所
述多条信号线之中的未选择的第一信号线的抑制电压的电压电平。
13.根据权利要求1所述的存储装置，所述存储装置还包括：
解码块，接收第一电压和第二电压，并且基于地址生成具有第一电压的
第一开关信号或具有第二电压的第二开关信号；以及
电压驱动单元，用于将偏置电压提供给所述多个行选择开关单元中的每
个。
14.根据权利要求13所述的存储装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹治元，朴贤国，李永宅，金甫根，李镕圭，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR