[發(fā)明專利]可變電阻記憶體電路以及可變電阻記憶體電路的寫入方法

有效

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• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108022617B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭家辰;許世玄
• 申請（專利權(quán)）人: 財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本發(fā)明的一實施例提供一種可變電阻記憶體電路與可變電阻記憶體電路的寫入方法。可變電阻記憶體電路包括可變電阻記憶體晶胞(包括可變電阻元件與晶體管)、電壓信號產(chǎn)生電路、切換電路、偵測電路與控制器。電壓信號產(chǎn)生電路耦接晶體管的控制端。切換電路耦接晶體管與可變電阻元件。偵測電路耦接電壓源與切換電路。控制器耦接電壓信號產(chǎn)生電路、切換電路與偵測電路。可變電阻記憶體晶胞在寫入動作時，電壓信號產(chǎn)生電路提供電壓信號至晶體管，且偵測電路連續(xù)地偵測可變電阻元件是否發(fā)生電阻值轉(zhuǎn)態(tài)。若發(fā)生電阻值轉(zhuǎn)態(tài)，控制器停止寫入動作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于記憶體電路，特別有關(guān)于具備可變電阻的記憶體電路以及可變電阻記憶體電路的寫入方法。

背景技術(shù)

可變電阻記憶體電路是一種利用電阻高低差異來儲存數(shù)據(jù)的記憶體。舉例而言，低電阻值可代表“0”，而高電阻值可代表“1”。一般而言，在寫入不同的數(shù)據(jù)時，會對應(yīng)不同的寫入操作。

舉例而言，在寫入低電阻值所代表的“0”時，可變電阻記憶體會在寫入過程中呈現(xiàn)低電阻值，此時可變電阻記憶體通常需要將電流的量值限制在箝制電流(clampingcurrent)內(nèi)，借以控制元件阻值。然而上述控制元件阻值的方法，傳統(tǒng)上是使用字符線(WL)電壓來控制上述箝制電流，但實際上所述箝制電流會隨著晶體管的制程變異而無法達(dá)到穩(wěn)定的電流量值。

另一方面，在寫入高電阻值所代表的“1”時，通常必須注意字符線電壓的控制。若字符線電壓太低，則寫入操作會失敗或造成電阻值過低，但字符線電壓太高則會使可變電阻記憶體內(nèi)部的元件受損，導(dǎo)致可變電阻記憶體無法正常操作。因此，一般可變電阻記憶體在寫入高電阻值所代表的“1”時，通常會使用寫入驗證機(jī)制來保護(hù)電路。舉例而言，上述寫入驗證機(jī)制的流程為進(jìn)行驗證(verify)，若可變電阻記憶體未被成功寫入，則提高字符線電壓并進(jìn)行寫入動作。繼之，重復(fù)以上驗證與寫入操作直到驗證成功。上述寫入驗證機(jī)制需花費額外的時間與能量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可變電阻記憶體電路以及可變電阻記憶體電路的寫入方法，在上述可變電阻記憶體電路執(zhí)行寫入動作時，準(zhǔn)確地控制可變電阻記憶體電路在寫入時的電流以及有效率地判斷上述寫入動作是否完成。

本發(fā)明一些實施例提供一種可變電阻記憶體電路，該可變電阻記憶體電路包括：一可變電阻記憶體晶胞、一電壓信號產(chǎn)生電路、一切換電路、一偵測電路以及一控制器。該可變電阻記憶體晶胞包括一可變電阻元件與一晶體管，其中該晶體管的第一端連接該可變電阻元件的第一端。該電壓信號產(chǎn)生電路耦接該晶體管的控制端。該切換電路耦接該晶體管的第二端與該可變電阻元件的第二端。該偵測電路耦接一電壓源，其中該偵測電路的第一端與第二端耦接該切換電路。該控制器耦接該電壓信號產(chǎn)生電路、該切換電路以及該偵測電路。

其中，當(dāng)該控制器對該可變電阻記憶體晶胞執(zhí)行一第一寫入動作時，該控制器透過該切換電路將該可變電阻元件的第二端與該偵測電路的第一端耦接，并且透過該切換電路將該晶體管的第二端與該偵測電路的第二端耦接。其中，當(dāng)該控制器對該可變電阻記憶體晶胞執(zhí)行該第一寫入動作時，該控制器啟動該偵測電路，使該偵測電路連續(xù)地偵測流經(jīng)該可變電阻元件的一第一電流。其中，當(dāng)該控制器對該可變電阻記憶體晶胞執(zhí)行該第一寫入動作時，該控制器啟動該電壓信號產(chǎn)生電路，使該電壓信號產(chǎn)生電路提供一電壓信號至該晶體管的控制端。其中，當(dāng)該控制器對該可變電阻記憶體晶胞執(zhí)行該第一寫入動作時，若該偵測電路判斷該第一電流小于一第一預(yù)定電流，則該偵測電路發(fā)送一偵測信號至該控制器以致使該控制器停止執(zhí)行該第一寫入動作。