[發(fā)明專利]阻變存儲器的檢測電路及檢測設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910077521.6
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101783182A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳江;劉明;姬濯宇;涂德鈺;劉興華;商立偉;劉舸;王宏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: G11C29/00
• 分類號: G11C29/00;G11C7/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲器的測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種阻變存儲器 的檢測電路和具有該檢測電路的檢測設(shè)備。

背景技術(shù)

盡管目前FLASH存儲器仍然是非易失性半導(dǎo)體存儲器市場上的主流 器件，但是隨著微電子技術(shù)節(jié)點不斷向前推進，基于傳統(tǒng)浮柵結(jié)構(gòu)的 FLASH技術(shù)正在遭遇嚴(yán)重的技術(shù)難點，其中最主要的問題是其隨技術(shù)代 發(fā)展的可縮小性受阻。在這種局面下，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對下一代非易失性 半導(dǎo)體存儲器技術(shù)的研發(fā)，投入了越來越多的精力，其中阻變存儲器 (Resistance-Change?Memory)便是其中一個研究方向，其采用完全不 同的新技術(shù)和新存儲原理。如阻性隨機存取存儲器(RRAM)表示的阻變 存儲器，其存儲數(shù)據(jù)的原理是通過配置使其表現(xiàn)出高阻和低阻兩種狀態(tài)， 從而實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的目標(biāo)。

使用阻變存儲器作為存儲單元的半導(dǎo)體設(shè)備具有這樣的結(jié)構(gòu)特點：阻 變存儲器一般位于字線和位線的交叉點。在編程時，通過在字線和位線上 加以編程電壓，隨著所加電壓的變化，則位于交叉點的阻變存儲器的阻值， 在高低阻態(tài)之間變化。當(dāng)進行數(shù)據(jù)讀取時，字線上加以讀取電壓，而位線 連接到數(shù)據(jù)檢測電路，通過檢測流過阻變存儲器中電流的大小，來確定阻 變存儲器中所存儲的數(shù)據(jù)。

在阻變存儲器的檢測電路中，電流的大小差別往往轉(zhuǎn)換成電壓的大小 差別上來，然后通過取高低阻態(tài)對應(yīng)的電壓的平均值，作為電壓比較器的 參考電壓，從而得到存儲器存儲的對應(yīng)數(shù)據(jù)(“0”或“1”)。雖然這種方 法道理簡單，但實現(xiàn)起來需要一些額外的電路，這樣就導(dǎo)致了成本的增加， 對大規(guī)模的生產(chǎn)不利。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種更合適的阻變存儲器檢測電 路，和具有該檢測電路的檢測設(shè)備。通過使用這種檢測設(shè)備為檢測電路提 供一個合適的取樣電阻，達到可以用讀取電壓替代額外的電壓參考源的目 的，從而減少電路的元器件數(shù)量，降低生產(chǎn)成本。

(二)技術(shù)方案

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種阻變存儲器的檢測電路，該檢測電路被配置成通過設(shè)置字線的電 壓為預(yù)定的讀取電壓并檢測流過阻變存儲器的電流值，在合理的配置可調(diào) 取樣電阻后，比較讀取電壓和取樣電阻上的電壓，從而讀出存儲器中的數(shù) 據(jù)，該檢測電路包括：

一用于把電流轉(zhuǎn)換成電壓的放大器；

一用于使電壓反向的放大器；

一可調(diào)取樣電阻和兩個用于電壓反向的電阻；以及

一電壓比較器。

上述方案中，所述合理的配置可調(diào)取樣電阻，是指使所述可調(diào)取樣電 阻上的電壓，在存儲器為低阻時高于讀取電壓，且在存儲器為高阻時低于 讀取電壓，從而實現(xiàn)讀出存儲器中數(shù)據(jù)的目標(biāo)。

上述方案中，所述電壓比較器使用讀取電壓作為參考電壓，不需要額 外的參考電壓源。

一種阻變存儲器的檢測設(shè)備，該檢測設(shè)備包括：

顯示器；

控制器；

用于產(chǎn)生編程電壓、讀取電壓以及保護電壓的電壓產(chǎn)生電路；

用于配置字線電壓和電壓比較器參考電壓的字線選擇開關(guān)陣列；

用于配置位線電壓和電流檢測端口的位線選擇開關(guān)陣列；

自適應(yīng)AD采樣電路；以及

用于讀出阻變存儲器數(shù)據(jù)的檢測電路。

上述方案中，該檢測設(shè)備通過使用試探法，為所述檢測電路獲得合適 的取樣電阻。

上述方案中，所述的試探法具體包括：先設(shè)置取樣電阻的初始值，然 后編程存儲器使其處于低阻態(tài)，通過自適應(yīng)AD采樣電路，計算出存儲器 處于低阻態(tài)時的電阻R_L，然后再編程存儲器使其處于高阻態(tài)，再次通過自 適應(yīng)AD采樣電路，計算出存儲器處于高阻態(tài)時的電阻R_H，通過調(diào)整取樣 電阻的阻值R_S，使其滿足：R’_L＜R_S＜R，并盡量接近(R’_L+R)/2，其中R＝min (R_H，V_DDR’_L/V_RD)，R’_L為低阻R_L和寄生電阻之和。

(三)有益效果