[發(fā)明專利]相變存儲(chǔ)器裝置、系統(tǒng)及其操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202180002652.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN113678203A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘緒文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長江存儲(chǔ)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G11C13/00
• 分類號(hào): G11C13/00
• 代理公司: 北京永新同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11376
• 代理人: 林錦輝;劉景峰

在某些方面，一種存儲(chǔ)器裝置包括：位線；與位線耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元，以及N個(gè)選擇器，其中，N是大于1的正整數(shù)；以及N條字線。多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)包括N個(gè)相變存儲(chǔ)器(PCM)元件。N個(gè)選擇器中的每一個(gè)與N個(gè)PCM元件中的相應(yīng)一個(gè)耦接。N條字線中的每一條與N個(gè)選擇器中的相應(yīng)一個(gè)耦接。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及相變存儲(chǔ)器裝置、系統(tǒng)及其操作方法。

背景技術(shù)

動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)是一種用于計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器裝置，其中存儲(chǔ)信息并從中取回信息。每個(gè)DRAM單元包括集成電路內(nèi)的晶體管和電容器，并且數(shù)據(jù)位存儲(chǔ)在電容器中。

相變存儲(chǔ)器(PCM)是另一種能夠在足夠的電激勵(lì)或熱激勵(lì)下改變電阻的存儲(chǔ)器裝置，其在高速非易失性存儲(chǔ)器應(yīng)用方面已經(jīng)引起了相當(dāng)大的關(guān)注。具體而言，PCM可以基于通過電熱方式對(duì)相變材料進(jìn)行加熱而利用相變材料中的非晶相和晶相的電阻率之間的差。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面，一種存儲(chǔ)器裝置包括：位線；與位線耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元；以及N個(gè)選擇器，其中，N是大于1的正整數(shù)；以及N條字線。多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)包括N個(gè)相變存儲(chǔ)器(PCM)元件。N個(gè)選擇器中的每一個(gè)與N個(gè)PCM元件中的相應(yīng)一個(gè)耦接。N條字線中的每一條與N個(gè)選擇器中的相應(yīng)一個(gè)耦接。

在本公開內(nèi)容的另一方面，一種存儲(chǔ)器裝置包括位線；與位線耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元，多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)包括公共相變存儲(chǔ)器(PCM)元件和與公共PCM元件耦接的兩個(gè)選擇器；以及兩條字線。兩條字線中的每一條與兩個(gè)選擇器中的每一個(gè)耦接。

在本公開內(nèi)容的又一方面，一種系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器裝置和存儲(chǔ)器控制器。存儲(chǔ)器裝置包括位線、與位線耦接的多個(gè)存儲(chǔ)器單元，多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)包括N個(gè)相變存儲(chǔ)器(PCM)元件及N個(gè)選擇器，其中，N是大于1的正整數(shù)。N個(gè)選擇器中的每一個(gè)與N個(gè)PCM元件中的相應(yīng)一個(gè)和N條字線耦接。N條字線中的每一條與N個(gè)選擇器中的相應(yīng)一個(gè)耦接。存儲(chǔ)器控制器耦接到存儲(chǔ)器裝置且被配置為通過位線和N條字線控制多個(gè)存儲(chǔ)器單元。

在本公開內(nèi)容的又一方面，公開了一種操作存儲(chǔ)器裝置的方法。該存儲(chǔ)器裝置包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元和N條字線。多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)包括N個(gè)相變存儲(chǔ)器(PCM)元件和N個(gè)選擇器，其中，N是大于1的正整數(shù)。N個(gè)選擇器中的每一個(gè)與N個(gè)PCM元件中的相應(yīng)一個(gè)耦接。N條字線中的每一條與N個(gè)選擇器中的相應(yīng)一個(gè)耦接。該方法包括將數(shù)據(jù)輸入到多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)中以從N條字線生成N個(gè)信號(hào)；以及在N個(gè)信號(hào)穩(wěn)定之前，比較從N條字線讀取的N個(gè)信號(hào)中的每兩個(gè)信號(hào)，以輸出一位的比較結(jié)果。

在本公開內(nèi)容的又一方面，公開了一種操作存儲(chǔ)器裝置的方法。該存儲(chǔ)器裝置包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元、第一字線和第二字線。多個(gè)存儲(chǔ)器單元中的每一個(gè)包括第一相變存儲(chǔ)器(PCM)元件、第二PCM元件、第一選擇器和第二選擇器。第一選擇器和第二選擇器分別與第一PCM元件和第二PCM元件耦接。第一字線和第二字線分別與第一選擇器和第二選擇器耦接。該方法包括將第一選擇器編程為0并且將第二選擇器編程為1，讀取第一PCM元件和第二PCM元件以生成第一PCM元件和第二PCM元件的第一電壓差，將第一選擇器編程為1并且將第二選擇器編程為0，讀取第一PCM元件和第二PCM元件以生成第一PCM元件和第二PCM元件的第二電壓差，響應(yīng)于確定第一電壓差和第二電壓差同為正或負(fù)，確定第一PCM元件和第二PCM元件中的至少一個(gè)出現(xiàn)故障，并且響應(yīng)于確定第一電壓差和第二電壓差不同為正或負(fù)，確定第一PCM元件和第二PCM元件中的一個(gè)功能良好。

附圖說明

并入本文并形成說明書的一部分的附圖示出了本公開內(nèi)容的各方面，并且與說明書一起進(jìn)一步用于解釋本公開內(nèi)容的原理并且使得相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠構(gòu)成和使用本公開內(nèi)容。

圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一些方面的具有存儲(chǔ)器裝置的示例性系統(tǒng)的框圖。

圖2示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一些方面的具有比較器電路的示例性PCM存儲(chǔ)器裝置的框圖。