[發(fā)明專利]電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080003079.3
• 申請(qǐng)日: 2010-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN102197434A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 友谷裕司;島川一彥;河合賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G11C13/00
• 分類號(hào): G11C13/00;H01L27/10;H01L45/00;H01L49/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

1.一種電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

具備：

存儲(chǔ)單元陣列，以矩陣狀配置存儲(chǔ)單元而構(gòu)成，該存儲(chǔ)單元具備電阻變化元件和與上述電阻變化元件串聯(lián)連接的第1開關(guān)元件，上述電阻變化元件由第1電極、第2電極、和夾在上述第1電極及第2電極之間、對(duì)應(yīng)于對(duì)上述第1電極及第2電極間施加的電壓的極性而可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)或低電阻狀態(tài)的非易失性的電阻變化層構(gòu)成；

選擇電路，從構(gòu)成上述存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)單元中選擇至少一個(gè)存儲(chǔ)單元；

高電阻狀態(tài)寫入電路，對(duì)由上述選擇電路選擇的存儲(chǔ)單元施加電壓，以使得作為用來(lái)使包含在該存儲(chǔ)單元中的電阻變化元件從低電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)的電壓而以該電阻變化元件的第1電極為基準(zhǔn)對(duì)第2電極施加正的電壓；以及

低電阻狀態(tài)寫入電路，對(duì)由上述選擇電路選擇的存儲(chǔ)單元施加電壓，以使得作為用來(lái)使包含在該存儲(chǔ)單元中的電阻變化元件從高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)的電壓而以該電阻變化元件的第2電極為基準(zhǔn)對(duì)第1電極施加正的電壓；

上述低電阻狀態(tài)寫入電路具有對(duì)上述存儲(chǔ)單元施加上述電壓的、輸出端子相互連接的第1驅(qū)動(dòng)電路及第2驅(qū)動(dòng)電路；

當(dāng)上述低電阻狀態(tài)寫入電路對(duì)上述存儲(chǔ)單元施加上述電壓時(shí)上述第1驅(qū)動(dòng)電路輸出第1電流；

當(dāng)上述低電阻狀態(tài)寫入電路對(duì)上述存儲(chǔ)單元施加上述電壓時(shí)，在上述第1驅(qū)動(dòng)電路的輸出端子處的電壓比預(yù)先確定的第1基準(zhǔn)電壓高的情況下上述第2驅(qū)動(dòng)電路輸出第2電流，在上述輸出端子處的電壓比上述第1基準(zhǔn)電壓低的情況下上述第2驅(qū)動(dòng)電路為高阻抗?fàn)顟B(tài)。

2.如權(quán)利要求1所述的電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

上述第2驅(qū)動(dòng)電路具有：

第1比較電路，將上述第1驅(qū)動(dòng)電路的輸出端子處的電壓與上述第1基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較；以及

第1驅(qū)動(dòng)元件，根據(jù)上述第1比較電路中的比較結(jié)果，提供上述第2電流。

3.如權(quán)利要求2所述的電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

還具有產(chǎn)生上述第1基準(zhǔn)電壓的第1基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路；

上述第1比較電路將上述第1驅(qū)動(dòng)電路的輸出端子處的電壓與由上述第1基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的上述第1基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。

4.如權(quán)利要求2所述的電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

上述第1比較電路是邏輯運(yùn)算元件；

上述邏輯運(yùn)算元件通過將用來(lái)判別被輸入的邏輯值的狀態(tài)的閾值電壓用作上述第1基準(zhǔn)電壓，從而進(jìn)行上述比較。

5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

上述第1基準(zhǔn)電壓設(shè)定在上述低電阻狀態(tài)寫入電路應(yīng)輸出的電壓的范圍內(nèi)，以使對(duì)上述電阻變化元件施加的電壓在作為低電阻變化電壓而可能發(fā)生的電壓范圍內(nèi)，該低電阻變化電壓是該電阻變化元件從高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)的閾值電壓。

6.如權(quán)利要求5所述的電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

如果設(shè)每當(dāng)上述電阻變化元件的電阻變化時(shí)可能發(fā)生的上述低電阻變化電壓的平均值為VR、最小值為VR1，設(shè)從上述低電阻狀態(tài)寫入電路到上述電阻變化元件的電壓下降的最小值為VD1、最大值為VD2，

則上述第1基準(zhǔn)電壓VREF1處于(VD1+VR1)≤VREF1≤(VD2+VR)的范圍中。

7.如權(quán)利要求6所述的電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

上述電阻變化層由鉭及鉿中的某一種的欠氧型的過渡性金屬氧化物層構(gòu)成；

上述第1電極和上述第2電極由具有不同的標(biāo)準(zhǔn)電極電位的材料構(gòu)成；

上述第1電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位V1、上述第2電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位V2、和包含在上述電阻變化層中的鉭及鉿中的某一種的標(biāo)準(zhǔn)電極電位Vt滿足Vt＜V2、且V1＜V2；

上述低電阻變化電壓的偏差的上述低電阻變化電壓的平均值是0.8V，最小值是0.7V；

上述第1基準(zhǔn)電壓是0.75V～1.10V。

8.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的電阻變化型非易失性存儲(chǔ)裝置，其特征在于，

上述第2電流比上述第1電流小、且比0安培大。