[發(fā)明專利]存儲單元、形成存儲單元的方法以及操作存儲單元的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310050079.4
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103247338A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設計）人: W.阿勒斯;M.耶弗雷莫夫;J.奧特斯泰特;C.彼得斯;R.韋斯納
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G11C16/06
• 分類號: G11C16/06;G11C16/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;劉春元

技術(shù)領域

各種實施例總體上涉及存儲單元、用于形成存儲單元的方法、以及用于操作存儲單元的方法。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)浮柵FLASH單元相比，許多創(chuàng)新的非易失性存儲器NVM應用和概念（例如磁阻隨機存取存儲器MRAM，例如電阻隨機存取存儲器RRAM，例如導電橋隨機存取存儲器CBRAM，例如相變存儲器PCRAM）經(jīng)受非常小的讀電流窗口。在存儲單元的壽命內(nèi)，存儲單元可能經(jīng)受不穩(wěn)定的讀電流窗口，尤其是當考慮較大單元場中的典型地大的分布寬度時。直到現(xiàn)在，已經(jīng)試圖使小的讀窗口可使用，例如通過可變參考，通過使用更強的糾錯碼ECC、復雜程序算法，以及通過對規(guī)范（例如溫度和周期數(shù)）的限制。遺憾的是，存儲器的出錯率如此高，以致針對更高級或復雜的應用還未考慮它們。

例如，自旋轉(zhuǎn)移力矩磁隨機存取存儲器STT-MRAM單元在經(jīng)擦除的和經(jīng)寫入的狀態(tài)之間具有低電阻差，典型地具有100%電阻改變，例如2k歐姆對4k歐姆。為了在讀取期間區(qū)分電平，必須將讀出放大器的參考電流精確地定位在兩個電平之間，即精確地定位在經(jīng)擦除的和經(jīng)寫入的狀態(tài)之間。STT-MRAM陣列中面臨的挑戰(zhàn)在于：盡管通常可以使用經(jīng)擦除的且經(jīng)編程的參考單元的組合來生成參考電流（這可能有助于讀取所選單元的狀態(tài)），但是如果全部存儲器的電流分布為寬的或者靠近，則它們可能失效。

發(fā)明內(nèi)容

各種實施例提供一種存儲單元，其包括：第一二端存儲元件；第二二端存儲元件；控制器電路，其被配置成將所述第一二端存儲元件編程（program）至一個或多個狀態(tài)并將所述第二二端存儲元件編程至一個或多個狀態(tài)，其中所述第一二端存儲元件的狀態(tài)和所述第二二端存儲元件的狀態(tài)相互依賴；以及測量電路，其被配置成測量與所述第一二端存儲元件的狀態(tài)相關聯(lián)的第一二端存儲元件信號和與所述第二二端存儲元件的狀態(tài)相關聯(lián)的第二二端存儲元件信號之間的差信號。

附圖說明

在附圖中，相同的附圖標記一般指代貫穿不同視圖的相同部分。附圖不一定是按比例的，而是一般將重點放在說明本發(fā)明的原理上。在下列描述中，參照下列附圖來描述本發(fā)明的各種實施例，在附圖中：

圖1示出根據(jù)一個實施例的存儲單元；

圖2示出根據(jù)一個實施例的存儲單元；

圖3示出根據(jù)一個實施例的用于操作存儲單元的方法；

圖4A至4C示出根據(jù)一個實施例的用于操作存儲單元的方法；

圖5示出根據(jù)一個實施例的存儲單元；

圖6示出根據(jù)一個實施例的讀電路；

圖7示出根據(jù)一個實施例的用于形成存儲單元的方法；

圖8示出根據(jù)一個實施例的存儲單元；

圖9示出根據(jù)一個實施例的存儲單元；

圖10示出根據(jù)一個實施例的存儲單元；

圖11示出根據(jù)一個實施例的存儲單元。

具體實施方式

下列詳細描述參照了附圖，所述附圖通過例圖（illustration）示出其中可以實踐本發(fā)明的具體細節(jié)和實施例。

本文中使用詞“示例性”來指“用作實例、例子、或例圖”。本文中描述為“示例性”的任何實施例或設計不一定被解釋為相對于其他實施例或設計是優(yōu)選的或有利的。

本文中用來描述“在”側(cè)或表面“上方”形成特征（例如層）的詞“在…上方”可以被用來指，可以“直接地在”所暗指的側(cè)或表面“上”（例如與其直接接觸）形成該特征（例如該層）。本文中用來描述“在”側(cè)或表面“上方”形成特征（例如層）的詞“在…上方”可以被用來指，可以“間接地在”所暗指的側(cè)或表面“上”形成該特征（例如該層），其中一個或多個附加層被布置在所暗指的側(cè)或表面與所形成的層之間。

各種實施例針對差分感測提供使用新興非易失性存儲器（例如STT-MRAM，例如CBRAM，例如RRAM）的二元件存儲單元。

各種實施例在1比特存儲單元中提供兩個互補存儲元件，其中用于確定存儲單元的狀態(tài)的讀（READ）窗口可以被加倍。

各種實施例提供差分讀取概念，該概念可以避免使用全局參考（即將存儲單元與全局參考單元的狀態(tài)進行比較）以用于讀取存儲單元的狀態(tài)，并且還可以優(yōu)化存儲單元的面積。

各種實施例提供可在每個單元中包括局部參考元件的存儲單元。

圖1示出根據(jù)一個實施例的存儲單元102。