应用于可程序化电阻式存储材料的感测电路制造技术

本发明专利技术揭露的存储单元感测方法是包含选择一存储单元。施加至存储单元的一第一偏压诱发存储单元中的第一反应。施加至存储单元的一第二偏压诱发存储单元中的第二反应，该第二偏压是与第一偏压不同。该方法包含根据该第一及第二反应之间的差值与一预定参考值，以决定储存在存储单元的资料值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于根据可程序化电阻式存储材料的高密度存储装置的读取/感测电路，包含类似以硫属化物为基础的材料及其它材料的相变化材料，及此电路的操作方法。
技术介绍
例如硫属化物材料及相似材料的相变化材料的可程序化电阻式存储材料，能由适用于集成电路实施程度的电流的施加，引起非晶态与结晶态之间的相变化。 一般非晶态的特征为具有较一般结晶态高的电阻，其可轻易感知以指示资料。所述特性有益于使用可程序化电阻材料以形成非挥发性存储器电路，其可随机存取及写入。 此处称为重置或程序化的自非晶态变化至结晶态通常是一较低电流操作，其中电流会加热该材料而引起状态间的转换。此处称为重置的自结晶态变化至较高度的非晶态一般是一较高电流操作，其包含一短高电流密度脉冲以熔化或崩溃结晶结构，其后该相变化材料快速冷却，冷却相变化程序及使至少一部份相变化材料在非晶态中稳定化。 相变化存储器中，资料是由引起非晶态与结晶态之间的相变化材料的主动区中的转换而储存。图1是具有低电阻设定(程序化)状态100及高电阻重置(擦除)状态102的两个状态的一的存储单元的图，其中两者之间具有非重叠的电阻范围。 低电阻设定状态100的最高电阻&与高电阻重置状态102的最低电阻R2之间的差异是定义用于区分在设定状态100与重置状态102的单元的读取界限101。由决定存储单元是否具有对应于低电阻状态100或高电阻状态102的一电阻，可决定储存在存储单元中的资料，例如由量测存储单元的电阻是否高于或低于读取界限101中的临界电阻Rsa103。为了能可靠地区分重置状态102与设定状态100，维持一相对大的读取界限101是重要的。 传统决定存储单元的电阻及由此而得储存在存储单元的资料值的方法，包含将存储单元的电压或电流响应与一参考值作比较。然而，在材料、工艺以及操作环境方面的差异，会导致包含与存储单元的阵列中的每一资料值相关的存储材料的电阻的差异的不同程序化特征。这些差异会使由将存储单元的响应与一参考值比较，难以准确地感测存储单元的电阻状态，造成可能的位错误。 因此，期望提供支持高密度装置的感测电路，其能准确读取程序化电阻式存储单元的电阻状态，以及操作此电路的方法。
技术实现思路
此处描述的存储单元的感测方法是包含选择一存储单元。施加至存储单元的一第一偏压以诱发存储单元中的第一反应。施加至存储单元的一第二偏压以诱发存储单元中的第二反应，该第二偏压是与第一偏压不同。该方法包含根据该第一及第二反应之间的差值与一预定参考值，决定一储存在存储单元的资料值。 此处描述的存储装置包含一存储单元。该装置包含施加至存储单元的一第一偏压的电路，其中该第二偏压与该第一偏压不同。该装置还包含感测放大器电路，响应该第一及第二反应之间的差值与一预定参考值，以产生指示储存在该存储单元中的资料值的输出信号。 如上述，横跨一阵列的差值会使由将存储单元的响应与一参考值比较，难以准确地感测存储单元的电阻状态，造成可能的位错误。本专利技术由此处描述的根据该第一及第二反应之间的差值与一预定参考值决定储存资料值的感测方法，可解决此一困难。附图说明 本专利技术其它态样及目的可由阅读以下的附图、及详细说明更为明了， 其中 图1是具有低电阻设定状态及高电阻重置状态的两个状态之一的存储单元的图，其中两者具有非重叠的电阻范围。 图2是一集成电路200的简化方块图，其中可实施本专利技术。 图3是例示存储单元阵列的一部份，其中可实施本专利技术。 图4是例示用于相变化存储单元的范例电流_电压(IV)曲线。 图5是例示图3的IV曲线，其中第一及第二电压是施加至该存储单元。 图6是用于实施此处所描述决定储存在一选定存储单元中的资料值的感测方法的架构的简示图。 图7是一用于操作图6的架构的时序图。具体实施例方式以下有关本专利技术的描述是参照特定结构的实施例及方法，将为我们所了解的是，未有意图将本专利技术限制于该特定揭露的实施例及方法，而是可使用其它特征、元件、方法及实施例实施本专利技术。描述较佳实施例以说明本专利技术，而非限制其定义在申请专利范围的主张的范围。具有该领域的通常知识者将可明了依照本说明的各种不同的均等变化。各种不同的实施例的相同元件通常是使用相同的元件符号。 图2是一集成电路200的简化方块图，其中可实施本专利技术。集成电路200包含一存储阵列205，其是使用包含可程序化电阻式存储材料的存储单元(未显示)实施，以下将更充分讨论。 一字符线译码器210与多条字符线215电性连接。 一位线译码器220与多条位线225电性连接以自阵列205中的存储单元(未显示)读取资料或写入资料。地址是经由总线260而传送到字符线译码器210以及位线译码器220。在方块230中的感测放大器以及资料输入结构，是经由资料总线235而耦合到位线译码器220。资料是经由资料输入线240而从集成电路200中的输入/输出端口、或从集成电路200的其它内部或外部来源，传送到方块230中的资料输入结构。其它电路265可被包含于集成电路200上，诸如一泛用目的处理器或特殊目的应用电路，或是提供由阵列205支持的系统单芯片功能性的模块的组合。资料是经由资料输出线245而从方块230中的感测放大器传送到集成电路200的输入/输出端口、或传送到其它位于集成电路200内部或外部的资料目的地。 在本实施例中，使用偏压调整状态机构的一控制器250，是控制所施加的偏压调整5供应电压255，例如读取、程序化、擦除、擦除确认、与程序化确认电压。此控制器250可使用在此领域中所周知的特定目的逻辑电路而实施。在一替代实施例中，此控制器250包括一泛用目的处理器，此泛用目的处理器可安排于同一集成电路上，而此集成电路是执行一计算机程序以控制此元件的操作。在另一实施例中，可使用特定目的逻辑电路与泛用目的处理器的结合，以实施此控制器250。 如图3所示，阵列205的每一存储单元包含一存取晶体管(或其它存取装置诸如二极管)，其的四个是如存储单元330、332、334及336所示及分别包含存储元件346、348、350及352。例示在图3的阵列部份是表示一可包含数百万存储单元的阵列的一小区段。存储单元330、332、334及336的每一存取晶体管的源极是共同连接至源极线354，其是终止于诸如接地端的源极线终端电路355。于另一实施例，存取晶体管的源极线并不是电性连接的，而是独立控制的。 一些实施例中，源极线终端电路355可包含诸如电压源及电流源的偏压电路，以及用于施加除了接地的外的偏压调整至源极线254的译码电路。 包含字符线356、358的多条字符线215沿第一方向平行延伸。字符线356、358是与字符线译码器210电性连接。存储单元330、334的存取晶体管的栅极是共同连接至字符线356，以及存储单元332、336的存取晶体管的栅极是共同连接至字符线358。 包含位线360、362的多条位线225沿第二方向平行延伸。存储元件346、348将位线360耦接至存储单元330、332的存取晶体管的个别的漏极。存储单元350、352将位线362耦接至存储单元334、336的存取晶体管个别的漏极。 感测放大器电路230可包含多个感测放大器(未直接显示)，每一感测放大器是经由位线译码器220连接至对应位线360、362本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储单元的感测方法，该方法包含：选择一存储单元；施加至存储单元的一第一偏压以诱发存储单元中的一第一反应；施加至存储单元的一第二偏压以诱发存储单元中的一第二反应，该第二偏压与第一偏压不同；及根据该第一及第二反应之间的差值与一预定参考值，决定一储存在存储单元的资料值。

【技术特征摘要】
US 2008-9-12 12/209,920一种存储单元的感测方法，该方法包含选择一存储单元；施加至存储单元的一第一偏压以诱发存储单元中的一第一反应；施加至存储单元的一第二偏压以诱发存储单元中的一第二反应，该第二偏压与第一偏压不同；及根据该第一及第二反应之间的差值与一预定参考值，决定一储存在存储单元的资料值。2. 如权利要求l所述的存储单元的感测方法，其中，该施加一第一偏压包含施加一第一电压至该存储单元以诱发存储单元中的一第一电流；该施加一第二偏压包含施加一第二电压至该存储单元以诱发存储单元中的一第二电流，该第二电压与第一电压不同；及该决定储存在存储单元的资料值包含根据该第一及第二反应之间的一差值与一预定参考值来决定该资料值。3. 如权利要求2所述的存储单元的感测方法，其中该决定储存在存储单元中的资料值，还包含根据该存储单元中的该第一电流，设定一感测节点至一第一感测电压；及根据该存储单元中的该第二电流，设定该感测节点至一第二感测电压。4. 如权利要求3所述的存储单元的感测方法，其中该设定一感测节点至一第一感测电压的步骤包含电性耦接一串联安排的一第三电压及一 电阻负载元件至该感测节点，及根据该存储单元中的该第一 电流提供一第三电流通过该串联安排；及该设定该感测节点至一第二感测电压的步骤包含电性耦接串联安排的一第三电压及一电阻负载元件至该感测节点，及经由根据该存储单元中的该第二电流提供一第四电流通过该串联安排。5. 如权利要求4所述的存储单元的感测方法，其中该第三电流与该第一电流成比例；及该第四电流与该第二电流成比例。6. 如权利要求3所述的存储单元的感测方法，其中该决定在存储单元中的资料值，还包含根据该第一感测电压设定一电压于一第一电容器；根据该第二感测电压设定一电压于一第二电容器；根据设定于该第一 电容器的电压与设定于该第二电容器的电压之间的差值耦接一 电压至一感测放大器的一第一输出；及根据该感测放大器的该第一输出的该电压与一施加至该感测放大器的一第二输出的预定参考电压之间的差值产生该感测放大器的一输出信号，该输出信号是指储存在该存储单元中的该资料值。7. 如权利要求6所述的存储单元的感测方法，其中假如该存储单元是在一程序化状态，则该感测放大器的该输出信号包含一第一输出电压，及假如该存储单元是在一重置状态，则该感测放大器的该输出信号包含一...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙翔澜，马克拉莫瑞，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，国际商用机器公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]