[發明專利]阻變存儲器

有效

• 申請號: 201310444816.9
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103680604B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: M·A·范布斯科克
• 申請（專利權）人: ADESTO技術公司
• 主分類號: G11C11/56
• 分類號: G11C11/56
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

本發明公開了一種阻變存儲器。在本發明的一個實施例中，存儲單元包括具有第一端子和第二端子的第一阻變元件、和具有第一端子和第二端子的第二阻變元件。該存儲器還包括三端子晶體管，其具有第一端子、第二端子、和第三端子。三端子晶體管的第一端子耦合至第一阻變元件的第一端子。三端子晶體管的第二端子耦合至第二阻變元件的第一端子。三端子晶體管的第三端子耦合至字線。

技術領域

本發明一般地涉及存儲設備，且更特定地涉及阻變存儲器。

背景技術

半導體產業依賴于器件按比例縮小來以更低的成本傳遞改進的性能。在當今市場上，閃存是主流非易失性存儲器。然而，閃存具有一些限制，對于存儲器技術的持續性發展提出了顯著威脅。因此，該產業正在開發備選的存儲器來替代閃存。未來存儲器技術的競爭者包括磁性存儲隨機存取存儲器（MRAM）、鐵電RAM（FeRAM）、以及阻變存儲器，諸如相變RAM（PCRAM）、金屬氧化物基存儲器、以及可編程金屬化單元（PMC）或離子存儲器。這些存儲器也被稱為即將出現的存儲器。

為了切實可行，在諸如可量測性、性能、能效、導通/截止比、操作溫度、CMOS兼容性、和可靠性之類的多于一個的技術度量方面，即將出現的存儲器必須優于閃存。

存儲器設計的各種挑戰之一涉及單元界限。例如，開關元件，在第一狀態和第二狀態之間開關，必須在兩個狀態之間維持充分差異以使隨后的讀操作可辨別兩者。如果兩個狀態之間的差異小于讀取過程的敏感度，則存儲單元可能丟失所存儲的數據。

發明內容

根據本發明的一實施例，存儲單元包括具有第一端子和第二端子的第一阻變元件、具有第一端子和第二端子的第二阻變元件、以及三端子晶體管。該三端子晶體管具有第一端子、第二端子、和第三端子。三端子晶體管的第一端子耦合至第一阻變元件的第一端子。三端子晶體管的第二端子耦合至第二阻變元件的第一端子。三端子晶體管的第三端子耦合至字線。

根據本發明的可選實施例，存儲單元包括具有陰極端子和陽極端子的第一阻變元件，以及具有陰極端子和陽極端子的第二阻變元件。該存儲單元還包括具有第一發射極/集電極、第二發射機/集電極、和基極的雙極晶體管。該第一發射極/集電極耦合至第一阻變元件的陰極端子。該第二發射極/集電極耦合至第二阻變元件的陰極端子?；鶚O耦合至字線。第一阻變元件的陰極端子耦合至位線對的第一位線。第二阻變元件的陽極端子耦合至該位線對的第二位線。存儲單元配置為存儲第一或第二存儲器狀態。

根據本發明的可選實施例，存儲單元包括具有第一端子和第二端子的第一阻變元件、和具有第一端子和第二端子的第二阻變元件。該存儲單元還包括具有第一源極/漏極和第二源極/漏極的晶體管。該第一源極/漏極耦合至第一阻變元件的第一端子，且該第二源極/漏極耦合至第二阻變元件的第一端子。

附圖說明

為更透徹理解本發明及其優點，現參考連同附圖進行的以下描述，其中：

圖1示出根據本發明一實施例的差分存儲單元陣列的示意性電路；

圖2，包括圖2A-2D，示出根據本發明一實施例的差分存儲單元陣列的結構性實現，其中圖2A示出俯視圖而圖2B和2C示出截面圖且圖2D示出在一個實施例中的阻變元件的放大圖；

圖3，包括圖3A-3E，示出根據本發明各實施例的存儲單元陣列的操作，其中圖3A示出激活存儲單元，其中圖3B示出根據本發明一實施例的在寫操作期間存儲單元陣列的存儲單元，其中圖3C示出根據本發明一實施例的包括寄生效應的存儲單元的操作，其中圖3D示出根據本發明各實施例的存儲單元的操作狀態，且其中圖3E示出根據本發明一實施例的在讀操作期間存儲單元陣列的存儲單元；

圖4，包括圖4A-4E，示出根據本發明一可選實施例的存儲單元陣列，其中圖4B-4E示出根據本發明各實施例的圖4A中所示的存儲單元的結構性實現，其中圖4B示出俯視圖，其中圖4C和4D示出截面圖，而圖4E示出阻變元件的放大的截面圖；