具有可变电阻特性的存储装置的控制制造方法及图纸

技术编号:3082351 阅读:155 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
利用至少一个恒定电流源(114、404)以促进有机存储单元(102、302、402、904、1102、1206)的编程(programming)与/或利用至少一个恒定电压源(112、304)以促进有机存储单元(200、300、400、900、1100)的擦除的系统与方法。本发明专利技术利用于单一存储单元装置与存储单元阵列(100)。利用恒定电流源(114、404)可防止在编程期间产生电流突波(spike)并使得存储单元(102、302、402、904、1102、1206)的状态在写入周期期间能够正确的控制,而与存储单元的电阻无关。利用恒定电压源(112、304)可在擦除周期期间对于存储单元(102、302、402、904、1102、1206)提供稳定的负载并使得在处理期间能够不管存储单元电阻的大量动态改变而于存储单元(102、302、402、904、1102、1206)精确地控制电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致关于存储装置,更详而言之,是有关于控制用于擦除与编程(programming)的存储装置的电阻特性。[programming字面意义为编制程式,事实上时对存储写入信息,一般简称为编程]相关申请的参考文献本案为2004年9月28日申请、专利技术名称为“CONTROL OFMEMORY DEVICES POSSESSING VARIABLE RESISTANCECHARACTERISTICS”之美国专利申请案第10/951,375号之连续案。此申请案之整体内容引用于此作为参考。
技术介绍
计算机与电子装置之容量、使用性、以及复杂度正持续地增加。由于新的与改良过的电子装置正持续地发展(例如数字音乐拨放器(digital audio player)、影像拨放器(video player)),因此计算机变得更为强大。此外,数字媒体(例如数字声音(audio)、影像(video)、图像(image)等)之成长与使用更进一步地推动这些装置之发展。此成长与发展已经大大地增加了所期望/需要储存与保存(maintain)于计算机与电子装置之信息量。通常将信息储存与保存于许多类型之储存装置中之一个或多个内。储存装置包括长期储存媒体(long term storage medium),例如硬盘机、光驱与相对应媒体、DVD光驱(digital video disk drives)等。长期储存媒体典型地以较便宜的成本来储存较大量的信息,但是速度比其它类型的储存媒体来的慢。储存装置亦包括(通常但并非总是)短期储存媒体(short term storage medium)。存储装置倾向于较长期储存媒体的速度快了许多。此种存储装置包括如动态随机存取存储(dynamic randomaccess memory;DRAM)、静态随机存取存储(static random accessmemory;SRAM)、双资料率存储(double data rate memory;DDR)、闪存(flash memory)、只读存储(read only memory;ROM)等。存储装置可再细分成挥发(volatile)与非挥发(non-volatile)类型。挥发性存储装置通常在失去电源时丧失其信息,且典型地需要定期的更新周期(refreshcycle)以保存其信息。挥发性存储装置包括如随机存取存储(randomaccess memory;RAM)、DRAM、SRAM等。非挥发性存储装置不论是否有电源供应均能保存其信息。非挥发性存储装置包括(但不限于)ROM、可程序化只读存储(programmable read only memory;PROM)、可擦除可程序化只读存储(erasable programmable read only memory;EPROM)、闪存等。挥发性存储装置通常以较非挥发性存储装置为便宜的成本而提供较快的操作。存储装置通常包括存储单元阵列。可将信息存取(access)或读取(read)、写入(write)、擦除(erase)于每一个存储单元。存储单元以关闭(off)或打开(on)的状态(限于两个状态)将信息保存,也可称为“0”与“1”。存储装置典型地撷取特定数量的字节(例如每个字节8个存储单元)。对于挥发性存储装置而言,该存储单元必须定期地更新以保持其状态。此种存储装置通常从可执行这些不同的功能且可切换(switch)与保持此两个状态之半导体装置制成。该装置通常以无机固态技术(inorganic solidstate technolgy)制成,例如晶硅(crystalline silicon)装置。金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor;MOSFET)是一种普遍使用于存储装置之半导体装置。可携式计算机与电子装置之使用对于非挥发性存储装置的需求已快速地增加。数字相机、数字音乐拨放器、个人数字助理(personal digitalassistant;PDA)等均试图使用大容量之非挥发性存储装置(如闪存、SM记忆卡(smart media)、CF记忆卡(compact flash)等)。因为越来越多对于信息储存的需求,存储装置开发者与制造者不断地试图增加存储装置之储存容量(如增加每个晶粒(die)或芯片的储存容量)。邮票大小般的硅(silicon)可包含几千万个晶体管,而每一个晶体管小至几百奈米。然而,硅基装置(silicon-based device)即将达到其基本的物理大小限制。无机固态装置大体由导致高成本与损失资料储存密度之复杂结构所拖累。基于无机半导体材料之挥发性半导体存储必须不断地供应电流以保持已储存信息,同时产生热与高电力消耗。非挥发性半导体装置具有降低的资料率与较高的电力消耗以及高度的复杂度。此外,随着无机固态装置尺寸的减小与整合(integration)的增加,校准误差的敏感度(sensitivity to alignment tolerance)也跟着增加,使得其制造明显地更为困难。以最小的尺寸所形成的特征并不表示最小的尺寸可使用来制造有效的电路(working circuit)。而必须具有远小于最小尺寸的校准误差(例如最小尺寸的四分之一)。无机固态装置之大小调整(scaling)引起掺杂物扩散长度(dopantdiffusion length)的问题。随着尺寸的缩小,在制程设计中硅内的掺杂物扩散长度将造成难题。由此,做出许多调整以降低掺杂物移动性(mobility)与降低在高温的时间。然而,无法得知此种调整是否能无限地持续下去(continue indefinitely)。施加电压穿过半导体接面(junction)(在反向偏压方向)将于接面附近形成空乏区(depletion region)。该空乏区的宽度系根据半导体的掺杂程度而定。若该空乏区延伸至接触到另一个空乏区,则可能会发生穿透(punch through)或不受控制的电流。较高的掺杂程度有助于最小化需要用来避免穿透之分隔物(separation)。然而,若每单位距离之电压改变为大,则将有进一步的难题,此处所述每单位距离之电压改变为大意指电场之强度为大。越个此一陡梯度(sharp gradient)之电子可加速至明显高于最小导电带能量之能阶。此种电子被称为热电子,且可具有足够的能量以穿过绝缘体,如此将导致半导体装置不可逆的退化(degradation)。大小调整(scaling)与整合使得在整块半导体基板中做好隔离(isolation)更具有挑战性。更具体而言,在某些情况下,各个装置彼此之间要做好横向隔离(lateral isolation)是很困难的。另一个难题就是漏电流的大小调整(leakage current scaling)。而另一个难题系由基板内载子(carrier)之扩散所引起,也就是自由载子能扩散至数十微米及将储存电荷(stored charge)电中和。因此,对于无机存储装置,进一步的装置缩小与密度增加将受到限制。此外,对于无机非挥发性存储装置之装置缩小同时要满足增加的效能之需求将显得特别地困难,尤其同时要保持低成本将更为困本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进存储装置(200、300、400、900、1100)的系统,包含:具有可变电阻特性的存储装置(200、300、400、900、1100);以及在存储运作期间促进该存储装置(200、300、400、900、1100)的至少一个参数稳定的阻抗控制组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-9-28 10/951,375;US 2004-11-8 10/983,9191.一种促进存储装置(200、300、400、900、1100)的系统,包含具有可变电阻特性的存储装置(200、300、400、900、1100);以及在存储运作期间促进该存储装置(200、300、400、900、1100)的至少一个参数稳定的阻抗控制组件。2.如权利要求1所述的系统,其中,该参数包含该存储装置(200、300、400、900、1100)的存储状态电阻电平。3.如权利要求2所述的系统,其中,该阻抗控制组件包含限流组件,该电性特性包含该存储装置(200、300、400、900、1100)的电阻,以及该存储运作包含编程周期。4.如权利要求3所述的系统,其中,该限流组件包含与存储装置(200、300、400、900、1100)电性串联的金属氧化物半导体装置。5.如权利要求3所述的系统,其中,该限流组件包含通过限流于电压电平达到与所期望的电阻电平有关的所期望的状态的点而促进将电阻编程的组件。6.如权利要求2所述的系统,其中,该阻抗控制组件包含恒定电流源组件(114、404),该电性特性包含该存储装置(200、300、400、900、1100)的电阻,以及该存储运作包含编程周期。7.如权利要求1所述的系统,其中,该阻抗控制组件包含恒定电压源组件(112、304),该电性特性包含该...

【专利技术属性】
技术研发人员:TN方MA范布斯基尔科CS比尔
申请(专利权)人:斯班逊有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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