[實(shí)用新型]存儲(chǔ)器設(shè)備和電子裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920347691.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209625798U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·康特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): G11C11/4097
• 分類號(hào): G11C11/4097
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

本公開(kāi)的實(shí)施例涉及存儲(chǔ)器設(shè)備和電子裝置。本文中描述了一種可以在不同的讀取模式之間切換的非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。特別地，存儲(chǔ)器設(shè)備包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元，并且可替換地實(shí)現(xiàn)差分類型的讀取和單端類型的讀取。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及一種可以在不同的讀取模式之間切換的非易失性存儲(chǔ)器設(shè)備。

背景技術(shù)

相變存儲(chǔ)器(PCM)是新一代的非易失性存儲(chǔ)器，其中為了存儲(chǔ)信息，利用了具有在不同電特性的相之間切換的性質(zhì)的材料的特性。這些材料可以在無(wú)序/無(wú)定形相和有序、結(jié)晶或多晶相之間切換；不同的相的特性在于不同的電阻率值，因此與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的不同的值相關(guān)聯(lián)。例如，可以使用元素周期表第VI族的元素(諸如碲(Te)、硒(Se)或銻(Sb)，被稱為“硫族化合物”或“硫族材料”)，以制造相變存儲(chǔ)器元件。特別地，由鍺(Ge)、銻(Sb)和碲(Te)構(gòu)成的、被稱為GST(具有化學(xué)組成Ge2Sb2Te5)的合金目前在這種存儲(chǔ)器單元中得到廣泛應(yīng)用。

存儲(chǔ)器元件中的相變可以經(jīng)由被布置為與硫族材料區(qū)域接觸的電阻性電極(通常被稱為“加熱器”)通過(guò)局部增加硫族材料的單元的溫度來(lái)獲得。

訪問(wèn)(或選擇)設(shè)備(例如，雙極或MOS晶體管)被連接到加熱器，以便使得編程電流(還被稱為寫(xiě)入電流)能夠選擇性地通過(guò)它們。通過(guò)焦耳效應(yīng)，該電流生成相變所需的溫度。

特別地，當(dāng)硫族材料處于無(wú)定形態(tài)并且因此具有高電阻率(所謂的RESET狀態(tài))時(shí)，需要施加具有一定持續(xù)時(shí)間和幅度的電流/電壓脈沖(或適當(dāng)數(shù)目的電流/電壓脈沖)，以使得硫族材料能夠緩慢冷卻。經(jīng)過(guò)這種處理后，硫族材料改變狀態(tài)，并且從高電阻率狀態(tài)切換到低電阻率狀態(tài)(所謂的SET狀態(tài))。相反，當(dāng)硫族材料處于SET狀態(tài)時(shí)，需要施加具有適當(dāng)?shù)某掷m(xù)時(shí)間和大幅度的電流/電壓脈沖，以便使硫族材料返回到高電阻率無(wú)定形RESET狀態(tài)中。

在讀取期間，通過(guò)施加足夠低以便不引起其感熱加熱的電壓，然后經(jīng)由讀出放大器讀取在存儲(chǔ)器單元中流動(dòng)的電流的值，來(lái)檢測(cè)硫族材料的狀態(tài)。假定電流與硫族材料的電導(dǎo)率成比例，則可以確定材料處于哪種狀態(tài)，并且因此確定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)。

在于2017年09月28日以本申請(qǐng)人的名義提交的意大利專利申請(qǐng)?zhí)?02017000108905中描述了其中選擇器元件由PNP型雙極晶體管形成的PCM設(shè)備的一個(gè)示例，并且在圖1中圖示了該P(yáng)CM設(shè)備(由1指定)。

特別地，PCM設(shè)備1包括由布置成行(或字線WL)和列(或位線BL)的多個(gè)存儲(chǔ)器單元3形成的存儲(chǔ)器陣列2。純粹通過(guò)示例的方式，圖1中圖示了由WL指定的三個(gè)字線和由BL指定的三個(gè)位線，其使得能夠?qū)ぶ肪艂€(gè)存儲(chǔ)器單元3。

每個(gè)存儲(chǔ)器單元3由存儲(chǔ)元件4a和選擇器元件4b形成，它們串聯(lián)連接在相應(yīng)的位線BL和基準(zhǔn)電勢(shì)端子(例如，接地，縮寫(xiě)為GND)之間。

存儲(chǔ)元件4a包括由相變材料(例如，硫族化合物，例如GST)制成的元件，并且因此能夠以與材料本身所呈現(xiàn)的不同相相關(guān)聯(lián)的電阻水平的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

選擇器元件4b由PNP型的雙極結(jié)型晶體管(BJT)形成，其發(fā)射極端子被連接到存儲(chǔ)元件4a的第一端子，而基極端子被連接到對(duì)應(yīng)的字線WL；雙極晶體管的集電極端子被連接到接地。在這方面，一個(gè)字線WL被連接到沿相同的行對(duì)齊的雙極晶體管4b的所有基極端子；同樣地，一個(gè)位線BL被連接到沿相同的列對(duì)齊的存儲(chǔ)元件4a的所有第二端子。

實(shí)踐中，給定存儲(chǔ)器單元3，存儲(chǔ)元件4a的第二端子和雙極晶體管4b的基極端子分別形成存儲(chǔ)器單元3的位線端子和字線端子。

PCM設(shè)備1還包括列解碼器8和行解碼器10，其使得能夠基于在輸入處接收的地址信號(hào)(作為整體由AS指定)來(lái)選擇存儲(chǔ)器單元3。地址信號(hào)AS可以由控制邏輯CL生成，控制邏輯CL還驅(qū)動(dòng)列解碼器8和行解碼器10，以便使得能夠?qū)τ傻刂沸盘?hào)AS尋址的存儲(chǔ)器單元3進(jìn)行讀取和寫(xiě)入(還被稱為編程)。控制邏輯CL還向列解碼器8和行解碼器10提供控制信號(hào)，以便控制上述讀取/寫(xiě)入操作。