[發(fā)明專利]用于讀取電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RRAM)單元的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380053672.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104718576A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·蘇塔爾德雅;A·吳;常潤(rùn)滋;W·李;P·李
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬維爾國(guó)際貿(mào)易有限公司
• 主分類號(hào): G11C11/16
• 分類號(hào): G11C11/16;G11C13/00;G11C7/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2013年10月10日遞交的美國(guó)發(fā)明申請(qǐng)?zhí)枮?4/050,678的優(yōu)先權(quán)，以及于2012年10月15日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)枮?1/713,900的權(quán)益。以上引用的申請(qǐng)的全部公開(kāi)通過(guò)引用的方式被并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及用于讀取電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RRAM)單元的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

本文提供的背景技術(shù)的描述是用于概括地呈現(xiàn)本公開(kāi)的環(huán)境的目的。現(xiàn)在提名的發(fā)明人的工作，至被描述在背景技術(shù)部分的工作的程度，以及在遞交的時(shí)間本不能算作現(xiàn)有技術(shù)的描述的方面，既不明示也不暗示地被承認(rèn)作為關(guān)于本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。

電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RRAM)陣列包括被布置在字線和位線的相交處的RRAM單元。RRAM單元包括作為電阻元件的絕緣材料。當(dāng)電流在一個(gè)方向流經(jīng)該絕緣材料時(shí)，該絕緣材料的電阻增大，當(dāng)電流在相反的方向流經(jīng)該絕緣材料時(shí)，該絕緣材料的電阻減小。相應(yīng)地，RRAM單元可以通過(guò)使得電流在一個(gè)方向流經(jīng)該RRAM單元被編程為高阻態(tài)，并且通過(guò)使得電流在相反的方向流經(jīng)該RRAM單元被編程為低阻態(tài)。該高阻態(tài)可以被用來(lái)指示邏輯高(二進(jìn)制1)，并且該低阻態(tài)可以被用來(lái)指示邏輯低(二進(jìn)制0)，或反之亦然。

使用相反極性的電流被編程為高阻態(tài)和低阻態(tài)的RRAM單元被稱為雙極RRAM單元?？商娲?，RRAM單元可以通過(guò)使得兩個(gè)不同大小的電流在相同的方向上流經(jīng)該RRAM單元的絕緣材料而被編程為高阻態(tài)和低阻態(tài)。使用在相同方向上的兩個(gè)不同大小的電流被編程為高阻態(tài)和低阻態(tài)的RRAM單元被稱為單極RRAM單元。

每個(gè)RRAM單元包括諸如二極管或晶體管之類的開(kāi)關(guān)元件。該開(kāi)關(guān)元件與該絕緣材料(即，電阻元件)串聯(lián)地連接。使用該開(kāi)關(guān)元件，在RRAM陣列中的RRAM單元在讀取操作和寫入操作期間可以被選擇并且被取消選擇。

發(fā)明內(nèi)容

一種系統(tǒng)，包括連接至字線和位線的電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元以及被配置為將位線預(yù)充電至第一電壓并且字線不被選擇的預(yù)充電電路。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)器電路以及比較器，該驅(qū)動(dòng)器電路被配置為在位線被充電至第一電壓之后的第一時(shí)間選擇字線，該比較器被配置為將位線上的第二電壓與供應(yīng)至該比較器的第三電壓比較并且基于該比較生成輸出。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括鎖存器，其被配置為將該比較器的該輸出鎖存并且生成鎖存的輸出。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括脈沖生成器，其被配置為在該第一時(shí)間之后的時(shí)延之后生成脈沖以將該鎖存器計(jì)時(shí)，從而將該比較器的該輸出鎖存并且生成鎖存的輸出。鎖存的輸出指示該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)。

在其它特征中，該時(shí)延是可編程的并且基于以下因素被選擇：該位線的寄生電容、對(duì)應(yīng)于該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的電阻元件的高阻態(tài)和低阻態(tài)的電阻值、以及該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的開(kāi)關(guān)元件的特性。

在另外的特征中，該時(shí)延是可編程的并且基于工藝變化被選擇。

在其它的特征中，該時(shí)延是可編程的，并且在包括該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器陣列的制造期間被選擇，或者響應(yīng)于包括該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的該存儲(chǔ)器陣列的電源被接通而被選擇，或者兩者兼具而被選擇。

在其它特征中，比較器包括反相器，并且該第一電壓和該第三電壓(i)在包括電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器陣列的電源電壓與參考電壓之間是可調(diào)節(jié)的，(ii)小于損壞電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的電壓，并且(iii)被選擇為允許感應(yīng)電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的電阻元件的高阻態(tài)和低阻態(tài)。

在其它特征中，該比較器包括反相器，該反相器包括具有選擇的閾值電壓的晶體管，并且選擇的閾值電壓允許將包括該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器陣列的電源電壓減小至小于選擇的值以節(jié)省功率，并且允許將該第三電壓降低至小于該電源電壓。

在其它特征中，該比較器包括反相器，該反相器包括具有選擇的閾值電壓的晶體管，并且選擇的閾值電壓允許將包括該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器陣列的電源電壓減小至小于選擇的閾值電壓，同時(shí)允許感應(yīng)該電阻性隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器單元的電阻元件的高阻態(tài)和低阻態(tài)。