[發明專利]存儲器架構與其操作方法

有效

• 申請號: 201310597458.5
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN104658600B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 李明修;李峰旻;林昱佑
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/02
• 分類號: G11C16/02;G11C16/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種存儲器架構與其操作方法，操作方法應用于包括一晶體管與一電阻式存儲器元件的一電阻式存儲單元。該操作方法包括：于一編程操作時，一編程電流通過該晶體管與該電阻式存儲器元件，以使得該電阻式存儲器元件的一電阻狀態由一第一電阻狀態改變成一第二電阻狀態；以及于一擦除操作時，一擦除電流從該晶體管的一阱區流向該電阻式存儲器元件但該擦除電流不流經該晶體管，以使得該電阻式存儲器元件的該電阻狀態由該第二電阻狀態改變成該第一電阻狀態。

技術領域

本發明是有關于一種存儲器架構與其操作方法，且特別是有關于一種電阻式存儲器(Resistive random-access memory(RRAM or ReRAM))架構與其操作方法。

背景技術

電阻式存儲器已得到愈來愈多的關注。電阻式存儲器除了具有高密度、低成本、低耗能、操作速度快、保存數據能力佳等優點外，構造簡單也是它的一大特色。

電阻式存儲器常用的基本結構是以「一個晶體管與一個電阻(1T1R)」或「一個二極管加一個電阻(1D1R)」所組成。通過外加偏壓來改變電阻式存儲器的電阻值，以執行編程(program)與擦除(erase)操作，使電阻式存儲器形成高電阻或低電阻的狀態，也就是邏輯「0」或邏輯「1」。

常見的電阻式存儲器的種類有：過渡金屬氧化物電阻式存儲器(TransitionMetal Oxide(TMO)ReRAM)、導通橋存儲器(conduction bridge memory)與相變存儲器(phase change memory)。

為得到更佳的控制，通常會將存儲器元件連接至晶體管(亦即1T1R)。在對此存儲器元件進行編程，將電流以一方向流經此存儲器元件；要對此存儲器元件進行擦除時，則將電流以另一方向(通常是反方向)流經此存儲器元件。故而，如何增加電阻式存儲器的操作效率并降低操作失敗率乃是努力方向之一。

發明內容

本發明是有關于一種存儲器架構與其操作方法，其中，在擦除操作時，擦除電流不通過晶體管，以降低晶體管的主體效應，進而能提升編程/擦除操作的效能。

本發明的一實施例提出一種操作方法應用于包括一晶體管與一電阻式存儲器元件的一電阻式存儲單元。該操作方法包括：于一編程操作時，一編程電流通過該晶體管與該電阻式存儲器元件，以使得該電阻式存儲器元件由一第一電阻狀態改變成一第二電阻狀態；以及于一擦除操作時，一擦除電流從該晶體管的一阱區流向該電阻式存儲器元件但該擦除電流不流經該晶體管，以使得該電阻式存儲器元件由該第二電阻狀態改變成該第一電阻狀態。

本發明的另一實施例提出一種存儲器架構，包括：多個電阻式存儲單元，排列成陣列；多條漏極信號線，各漏極信號線耦接至位于同一直排的多個電阻式存儲單元；多條柵極信號線，各柵極信號線耦接至位于同一橫列的多個電阻式存儲單元，各漏極信號線垂直于各柵極信號線；多條源極信號線，各源極信號線耦接至位于同一橫列或同一直排的多個電阻式存儲單元，各源極信號線垂直或平行于各漏極信號線；以及多條阱信號線，各阱信號線耦接至位于同一橫列或同一直排的多個電阻式存儲單元的個別晶體管的個別阱區，各阱信號線垂直或平行于各漏極信號線。

為了對本發明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1A顯示根據本發明實施例的電阻式存儲器的編程操作示意圖。

圖1B顯示根據本發明實施例的電阻式存儲器的擦除操作示意圖。

圖2顯示根據本發明另一實施例的存儲器陣列的架構圖。

圖3A～圖3D顯示根據本發明一實施例的四種擦除模式。

圖4顯示根據本發明又一實施例的存儲器陣列的架構圖。

圖5顯示根據本發明更一實施例的存儲器陣列的架構圖。