[發明專利]一種電阻型隨機讀取存儲器及其寫操作方法

有效

• 申請號: 201410072234.7
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN104882161B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 林殷茵;孟瑩
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙)31268
• 代理人: 吳桂琴

技術領域

本發明屬于電阻型隨機讀取存儲器(Resistive Random Access Memory,ReRAM)技術領域，涉及一種采用電壓階梯下降的電信號進行置位操作的ReRAM及其寫操作方法。

背景技術

電阻型隨機讀取存儲器(ReRAM)因為其不揮發、低成本、高密度、可突破工藝技術代發展限制等特點而被廣泛研究，并認為是可能取代閃存(Flash Memory)的半導體存儲技術之一。

ReRAM的每個存儲單元中，其是通過偏置的電信號作用使存儲介質在高電阻狀態(High Resistance State，HRS)和低電阻(Low Resistance State，LRS)狀態之間可逆轉換，從而實現存儲功能，其中，從HRS向LRS轉換通常被定義為Set(置位)操作，從LRS向HRS轉換通常被定義為Reset(復位)操作。

Deok-Hwang Kwo等人在雜志Nature Nanotechnology上發表的文章“Atomic structure of conducting nanofilaments in TiO2 resistive switching memory”表明，在Set操作過程中，存儲介質中會通過諸如氧空位移動來形成多個導電熔絲(Conductive Filament，CF)，從而實現存儲介質的上電極(TE)和下電極(BE)之間的低阻導通；并且，在Reset操作過程中，CF被切斷或消除以實現高阻轉換。

Sang-beom Kang等人的美國專利號為US7,920,405B2、題為“CIRCUITS AND METHODS FOR ADAPTIVE WRITE BIAS DRIVING OF RESISTIVE NON-VOLATILE MEMORY DEVICES”的專利中，其揭示了ReRAM的一種Set操作方法來實現寫操作，如圖1所示，其為現有技術的一實施例的ReRAM的Set操作信號示意圖。

Chih-He Lin等人的美國專利公開號為US2012/0075908A1、題為“RESISTIVE RANDOM ACCESS MEMORY AND VERIFYING METHOD THEREOF”的專利中，其揭示了ReRAM的又一種Set操作方法來實現寫操作，如圖2所示，其為現有技術的又一實施例的ReRAM的Set操作信號示意圖。

可以發現，已經提出的ReRAM的Set操作方法中，都是采用電壓階梯遞增的電信號來進行置位操作。

發明內容

本發明的目的在于，通過改變Set操作方式來提高ReRAM的存儲性能。

為實現以上目的或者其他目的，本發明提供以下技術方案。

按照本發明的一方面，提供一種電阻型隨機讀取存儲器，其包括：

寫操作信號生成模塊，其至少用于生成電壓逐漸下降的電信號作為置位操作信號。

在一實施例中，所述電壓逐漸下降的電信號可以為電壓階梯下降的電信號。

在之前所述實施例中，所述電壓階梯下降的電信號可以為電壓連續階梯下降的電信號。

在之前所述實施例中，所述電壓階梯下降的電信號還可以為電壓階梯下降的階梯電壓脈沖信號。

在又一實施例中，所述電壓逐漸下降的電信號為電壓逐漸連續下降的電信號。

根據本發明一優選實施例的電阻型隨機讀取存儲器，其中，所述電阻型隨機讀取存儲器還包括：

電流動態檢測模塊，其至少用于動態檢測流經被偏置所述置位操作信號的電阻型隨機讀取存儲器的存儲單元的電流以判斷是否被置位操作成功；以及

控制邏輯模塊，其被配置為：在所述電路動態檢測模塊判斷為置位操作成功的情況下接收來自所述電路動態檢測模塊的反饋信號，并基于該反饋信號使能所述寫操作信號生成模塊終止生成所述置位操作信號。

具體地，所述電阻型隨機讀取存儲器還包括：

極性選擇模塊，用于控制置位操作信號和/或復位操作信號偏置在所述存儲單元的極性；以及

選擇模塊，用于根據地址信號從所述電阻型隨機讀取存儲器的存儲陣列中選中相應的存儲單元。

根據本發明還一實施例的電阻型隨機讀取存儲器，其中，所述寫操作信號生成模塊還用于生成電壓逐漸上升的電信號作為復位操作信號。

優選地，所述電壓逐漸上升的電信號可以為電壓階梯抬升的階梯電壓脈沖信號。