[發明專利]多級相變存儲器器件和相關方法

有效

• 申請號: 200810135807.0
• 申請日: 2008-07-14
• 公開（公告）號: CN101345083A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 鄭基泰
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G11C11/56
• 分類號: G11C11/56;G11C16/02;G11C16/30;G11C16/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陸錦華;穆德駿

1.一種可變電阻存儲器器件，包括：

多個主單元，被編程為具有多個電阻狀態中的任何一個，所述電 阻狀態與多比特數據相對應；

多個參考單元，每當所述主單元的至少一個被編程時，所述多個 參考單元被編程為具有所述電阻狀態當中的至少兩個不同的電阻狀 態；以及

參考電壓產生電路，用于檢測所述參考單元，以產生用于標識每 個所述電阻狀態的參考電壓，

其中所述主單元和所述參考單元與相同的字線連接，

其中所述參考單元被編程為具有與所述電阻狀態中至少兩個分別 不同的狀態相對應的電阻值，

其中，所述參考單元包括第一參考單元和第二參考單元，并且每 當所述主單元中的至少一個被編程為具有分別不同電阻量值的第一至 第四狀態中的任何一個時，所述第一參考單元被編程為所述第二狀態， 并且所述第二參考單元被編程為比所述第二狀態高的所述第三狀態。

2.根據權利要求1所述的可變電阻存儲器器件，其中

所述參考電壓產生電路經由第一參考比特線與所述第一參考單元 連接，并且經由第二參考比特線與所述第二參考單元連接，并且所述 參考電壓產生電路：

通過檢測所述第一參考比特線來產生第一參考電壓，以標識所述 第一和第二狀態；

通過檢測所述第二參考比特線來產生第三參考電壓，以標識所述 第三和第四狀態；以及

通過利用所述第一和第三參考電壓的電平來產生第二參考電壓， 以標識所述第二和第三狀態。

3.根據權利要求2所述的可變電阻存儲器器件，其中所述第二參 考電壓是所述第一與第三參考電壓的算術平均值。

4.根據權利要求1所述的可變電阻存儲器器件，其中所述參考單 元的數目與所述電阻狀態的數目相對應，并且所述參考單元被編程為 具有分別對應于所述電阻狀態的電阻值。

5.根據權利要求4所述的可變電阻存儲器器件，其中

每當所述主單元被編程為具有第一至第四狀態中的任何一個時， 對所述參考單元進行編程，所述第一至第四狀態具有分別不同的電阻 值，

所述參考單元包括：

被編程為所述第一狀態的第一參考單元；

被編程為所述第二狀態的第二參考單元，所述第二狀態具有比所 述第一狀態高的電阻值；

被編程為所述第三狀態的第三參考單元，所述第三狀態具有比所 述第二狀態高的電阻值；以及

被編程為所述第四狀態的第四參考單元，所述第四狀態具有比所 述第三狀態高的電阻值。

6.根據權利要求5所述的可變電阻存儲器器件，其中

所述參考電壓產生電路經由第一參考比特線與所述第一參考單元 連接，經由第二參考比特線與所述第二參考單元連接，經由第三參考 比特線與所述第三參考單元連接，并且經由第四參考比特線與所述第 四參考單元連接，并且所述參考電壓產生電路檢測所述第一至第四參 考比特線，以產生用于標識所述第一至第四狀態的第一至第三參考電 壓。

7.根據權利要求1所述的可變電阻存儲器器件，其中所述主單元 和所述參考單元的每一個包括：

可變電阻器，具有所述電阻狀態中的任何一個；以及

選擇器件，與字線連接并且響應于經由所述字線所接收到的選擇 信號進行切換。

8.根據權利要求7所述的可變電阻存儲器器件，其中所述可變電 阻器包括硫族化物合金。

9.根據權利要求7所述的可變電阻存儲器器件，其中所述可變電 阻器包括具有分別對應于所述電阻狀態的晶體狀態和多個無定形狀態 的材料。

10.根據權利要求1所述的可變電阻存儲器器件，進一步包括：

讀出放大器電路，用于將所述主單元的每個比特線電壓與所述參 考電壓的至少一個進行比較，以讀取存儲在所述主單元中的多比特數 據。