[發(fā)明專利]電阻式隨機存取存儲器(RERAM)與導(dǎo)電橋式隨機存取存儲器(CBRAM)交叉耦合的熔絲與讀取方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480006918.5
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN105027218B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 特拉楊·邦塔斯;克勞迪-杜米特魯·內(nèi)基福爾;朱利安·杜米特魯;肯特·休依特
• 申請（專利權(quán)）人: 密克羅奇普技術(shù)公司
• 主分類號: G11C17/16
• 分類號: G11C17/16;G11C13/00;G11C7/06;G11C14/00;G11C17/18
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

通過將導(dǎo)電與非導(dǎo)電電阻式存儲器單元兩者布置為交叉耦合布置以促進(jìn)讀取數(shù)據(jù)狀態(tài)，所述存儲器單元在其電阻值中可具有非常小的差異且仍能正確讀取。這允許所述存儲器單元兩者的電阻隨時間變化且仍具有介于其電阻之間的足夠差異來讀取經(jīng)編程的所需數(shù)據(jù)狀態(tài)。一對ReRAM或CBRAM電阻式存儲器裝置經(jīng)配置為一位存儲器單元且被用于存儲單一數(shù)據(jù)位，其中所述電阻式存儲器裝置中的一者處于擦除條件且所述對的另一電阻式存儲器裝置處于寫入條件。因為在其導(dǎo)電狀態(tài)之間存在跳變點，所以無需使用參考電壓或電流來實現(xiàn)讀取所述對電阻式存儲器裝置的電阻狀態(tài)。

相關(guān)申請案

本申請案主張2013年3月8日申請的共同擁有的第61/775,337號美國專利臨時申請案的優(yōu)先權(quán)，所述案出于所有目的以引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電阻式隨機存取存儲器(ReRAM)及導(dǎo)電橋式隨機存取存儲器(CBRAM)且，特定來說涉及一種ReRAM與CBRAM交叉耦合的熔絲與讀取方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電阻式隨機存取存儲器為基于電介質(zhì)(其通常為絕緣)可被強制導(dǎo)電的概念。這可通過(例如)在跨電介質(zhì)材料施加足夠高電壓之后形成的至少一個細(xì)絲或?qū)щ娐窂絹韺崿F(xiàn)。不同機構(gòu)(例如缺損、金屬遷移等等)可導(dǎo)致形成此導(dǎo)電路徑。一旦形成導(dǎo)電路徑，可通過適當(dāng)施加電壓將其重設(shè)(例如切斷)導(dǎo)致高電阻或設(shè)置(例如重新成形)導(dǎo)致更低電阻。接著，可使用適當(dāng)電子評估電路以讀取包括經(jīng)電子修改傳導(dǎo)性的此電介質(zhì)材料的存儲器單元。當(dāng)被施加外部電場時，ReRAM及CBRAM類存儲器單元改變其導(dǎo)電狀態(tài)。如果使用單極讀取操作來讀取存儲器單元的狀態(tài)，那么將擾亂所述存儲器單元所“記憶”的電阻值。

發(fā)明內(nèi)容

因此，存在即使當(dāng)先前讀取操作改變電阻存儲器元件的電阻值時，或單元電阻值歸因于存儲器單元數(shù)據(jù)保持性不佳而改變時仍能可靠地讀取電阻存儲器單元的需要。

根據(jù)實施例，電阻式隨機存取存儲器可包括：經(jīng)配置為存儲器單元的第一電阻式存儲器裝置及第二電阻式存儲器裝置；及耦合有所述第一及第二電阻式存儲器裝置以讀取其導(dǎo)電狀態(tài)值的交叉耦合讀取電路，其中當(dāng)?shù)谝患暗诙娮枋酱鎯ζ餮b置可針對不同導(dǎo)電狀態(tài)值經(jīng)編程時可存儲一位值。

根據(jù)進(jìn)一步實施例，當(dāng)?shù)谝患暗诙娮枋酱鎯ζ餮b置中的一者可經(jīng)編程以具有第一導(dǎo)電狀態(tài)值且另一者可經(jīng)編程以具有第二導(dǎo)電狀態(tài)值時，可將所述一位值存儲在電阻式隨機存取存儲器中。根據(jù)進(jìn)一步實施例，第一導(dǎo)電狀態(tài)值可具有比第二導(dǎo)電狀態(tài)值更低的電阻。根據(jù)進(jìn)一步實施例，第一導(dǎo)電狀態(tài)值可具有比第二導(dǎo)電狀態(tài)值高的電阻。根據(jù)進(jìn)一步實施例，當(dāng)?shù)谝浑娮枋酱鎯ζ餮b置在第一導(dǎo)電狀態(tài)值且第二電阻式存儲器裝置在第二導(dǎo)電狀態(tài)值時，所述一位值可為邏輯一。根據(jù)進(jìn)一步實施例，當(dāng)?shù)谝浑娮枋酱鎯ζ餮b置可在第二導(dǎo)電狀態(tài)值且第二電阻式存儲器裝置可在第一導(dǎo)電狀態(tài)值時，所述一位值可為邏輯零。根據(jù)進(jìn)一步實施例，當(dāng)?shù)谝浑娮枋酱鎯ζ餮b置可在第一導(dǎo)電狀態(tài)值且第二電阻式存儲器裝置可在第二導(dǎo)電狀態(tài)值時，所述一位值可為邏輯零。根據(jù)進(jìn)一步實施例，當(dāng)?shù)谝浑娮枋酱鎯ζ餮b置可在第二導(dǎo)電狀態(tài)值且第二電阻式存儲器裝置可在第一導(dǎo)電狀態(tài)值時，所述一位值可為邏輯一。根據(jù)進(jìn)一步實施例，電阻式隨機存取存儲器可為導(dǎo)電橋式隨機存取存儲器。

根據(jù)進(jìn)一步實施例，電路可經(jīng)配置以自適應(yīng)調(diào)整交叉耦合讀取電路的跳變值。根據(jù)進(jìn)一步實施例，可在讀取操作期間控制施加到第一電阻式存儲器裝置的暴露電壓。根據(jù)進(jìn)一步實施例，可使用電流源控制讀取操作暴露電壓。根據(jù)進(jìn)一步實施例，可控制電流源的值以優(yōu)化存儲器讀取速度及電阻式存儲器裝置擾動強度。根據(jù)進(jìn)一步實施例，可從第一及第二電阻式存儲器裝置讀取所述一位值且將其存儲在一位鎖存器中。根據(jù)進(jìn)一步實施例，可在微控制器中提供多個第一及第二電阻式存儲器裝置以存儲配置信息。根據(jù)進(jìn)一步實施例，可從未調(diào)節(jié)電壓電源向所述多個第一及第二電阻式存儲器裝置供電。根據(jù)進(jìn)一步實施例，可使用至少一個讀出放大器驗證所述多個第一及第二電阻式存儲器裝置的讀出導(dǎo)電狀態(tài)值。