[發明專利]半導體存儲裝置

有效

• 申請號: 201280025590.2
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103635971A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 出口淳;戶田春希
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

相關申請的交叉引用

本申請基于2011年5月26日提交的編號為2011-11755的在先日本專利申請并要求其的優先權，該申請的全部內容通過引用的方式并入于此。

技術領域

實施例涉及半導體存儲裝置。

背景技術

例如，在三維上易于形成的可變電阻存儲器（ReRAM：電阻隨機訪問存儲器）作為能夠用于存儲海量數據的半導體存儲裝置受到了關注。可變電阻存儲器的單元（cell）的特征在于電壓-電流特性的不對稱性，電壓-電流特性的不對稱性根據施加到存儲單元的電壓的極性而極大地變化。

通常，包括可變電阻存儲單元的半導體存儲裝置通過施加偏壓，將被定為選擇目標的存儲單元（在下文中被稱為“選擇的存儲單元”）與其它的存儲單元（在下文中被稱為“未選擇的存儲單元”）區別開來，以便從外部對選擇的存儲單元進行訪問，向所有未選擇的存儲單元施加的偏壓與向選擇的存儲單元施加的偏壓不同。根據偏壓的設置，可以增加未選擇的存儲單元的失敗操作的余量，從而確保存儲單元陣列的可靠操作。然而，偏壓的設置是不容易的，并且如果是旨在最佳偏壓條件下執行訪問，例如，電流損耗增加會成為問題。

因此，如果這些可變電阻存儲器被用在海量存儲半導體存儲裝置中，被定為訪問目標的的單元陣列的尺寸不能被足夠地增加。因此，在半導體存儲裝置中的存儲單元的共用降低，使得三維構成的優點不能被充分地發揮的情況。

[專利文獻1]JP2010-33675A

發明內容

根據實施例的半導體存儲裝置包括：存儲單元陣列，其包括多個第一線、與所述第一線交叉的多個第二線、以及在所述多個第一線與所述多個第二線的交叉處設置的多個存儲單元，所述多個存儲單元通過操作根據不同的電阻狀態存儲數據；和寫入電路，其通過操作對所述多個存儲單元中的被定為數據寫入目標的、選擇的存儲單元執行寫入操作，所述存儲單元具有用于在施加第一極性的置位電壓時將所述電阻狀態從第一電阻狀態改變為第二電阻狀態的置位操作、和用于在施加極性與所述第一極性相反的第二極性的復位電壓時將所述電阻狀態從所述第二電阻狀態改變為所述第一電阻狀態的復位操作，并具有不對稱的在所述第一極性上的電壓-電流特性和在所述第二極性上的電壓-電流特性，并且所述寫入電路，在執行所述寫入操作時，執行第一步驟：跨與所述選擇的存儲單元連接的所述第一線和第二線施加電壓，并跨與所述多個存儲單元中的未被定為數據寫入目標的、未選擇的存儲單元連接的所述第一線和第二線施加不同的電壓，在執行所述第一步驟之后，執行第二步驟：跨與所述選擇的存儲單元連接的所述第一線和第二線施加數據寫入所需的電壓，并將與所述未選擇的存儲單元連接的所述第一線和第二線中的至少一個置于浮動狀態。

附圖說明

[圖1]示出了根據第一實施例的半導體存儲裝置的構成的示圖。

[圖2]根據相同實施例的半導體存儲裝置中存儲單元陣列的一部分的透視圖。

[圖3]示出了根據相同實施例的半導體存儲裝置中存儲單元的電路符號和電壓-電流特性的示圖。

[圖4]根據相同實施例的半導體存儲裝置中存儲單元陣列的一部分的等效電路圖。

[圖5]示出了在根據相同實施例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作（置位操作）時存儲單元陣列的偏壓狀態的示圖。

[圖6]示出了在根據相同實施例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作（置位操作）時在每一條線上的具體的電位變化的示圖。

[圖7]示出了在根據相同實施例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作（復位操作）時在每一條線上的具體的電位變化的示圖。

[圖8]示出了在根據相同實施例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作（置位操作）時在每一條線上的一般的電位變化的示圖。

[圖9]示出了在根據相同實施例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作（復位操作）時在每一條線上的一般的電位變化的示圖。

[圖10]圖解在根據第二實施例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作時的線選擇的示例的示圖。

[圖11]圖解在根據相同實施例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作時的線選擇的另一個示例的示圖。

[圖12]示出了在根據比較例的半導體存儲裝置中借助浮動訪問方式的寫入操作（置位操作）時的存儲單元陣列的偏壓狀態的示圖。

[圖13]示出了在圖12中考慮到線之間電容性耦合的情況下的存儲單元陣列的偏壓狀態的示圖。

具體實施方式