一种抗读干扰的阻变存储器读方法技术

本发明专利技术公开了一种抗读干扰的阻变存储器读方法，包括：判断读使能是否有效，如果无效继续等待读使能有效；读使能有效后对读地址进行译码，映射到相应的阻变存储器的字；在读地址选中的阻变存储器的字的各个阻变单元上加相应的正向读电压Vr，持续时间T；将读出的数据写入读出寄存器buffer；判断读出的数据中阻变单元存储的数据是否存在“0”，如果存在“0”则执行下一步，否则返回继续判断读使能是否有效；在后台对阻变单元存储的数据为“0”的阻变单元进行一次ReRead操作；完成以上操作后返回继续判断读使能是否有效。本发明专利技术通过在阻变存储器的读过程中添加了后台ReRead过程，解决了由于读干扰导致的数据翻转失效问题，提高了阻变存储器数据存储的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体数据存储
，更具体地涉及。
技术介绍
阻变存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)是最近几年兴起的一种半导体存储器，由于它具有高集成度、低功耗、与CMOS工艺兼容等优点，因此被认为是最有可能取代FLASH成为下一代主流非挥发存储器的半导体存储器。阻变存储器的存储原理是通过对阻变材料两端加适当的电压后可以对阻变材料进行SET和RESET操作，当阻变存储器被SET后，其阻值变为低阻状态(LRS)，相对应的数据存储值为“ I ”，当阻变存储器被RESET时，其阻值变为高阻状态(HRS)，其相对应的数据存储值为“0”，SET通过对阻变存储器两端加一个正向写电压Vw实现，RESET通过对阻变存储器两端加一个反向写电压-Vw实现，如图1所示。在对阻变存储器进行读操作时，会在存储器单元两端加一个与SET电压方向一致的读电压Vr，Vr作用产生的电流通过读电路转换成电压并通过灵敏放大器将电压值与参考值进行对比，对比的结果就是该单元所存储的数据。研宄表明任何加在阻变存储器两端的电压对阻变存储器的阻值都会有影响，包括读电压，当读电压反复作用于阻变单元时，其作用就好像是一个弱的SET电压反复作用于阻变单元，这种累积效应会导致阻变单元的阻值发生漂移，如图2所示，最终发生数据翻转，导致读出数据出错，而这是读过程造成的，即读干扰(read disturb)问题。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供，以解决由于读干扰导致的数据翻转失效问题，提高阻变存储器数据存储的可靠性。( 二 )技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供了，该方法包括:步骤1:判断读使能是否有效，如果读使能无效则继续等待读使能有效；步骤2:读使能有效后对读地址进行译码，映射到相应的阻变存储器的字；步骤3:在读地址选中的阻变存储器的字的各阻变单元上加相应的正向读电压Vr,持续时间T ； 步骤4:将读出的数据写入读出寄存器(buffer)，并判断读出的数据中阻变单元存储的数据是否存在“0”，如果存在“O”则执行步骤5，否则返回执行步骤I ;步骤5:对阻变单元存储的数据为“O”的阻变单元进行一次再读(ReRead)操作，之后返回执行步骤I。上述方案中，步骤2中所述映射到相应的阻变存储器的字，是映射到存储器某一行的16列，S卩16个阻变单元。上述方案中，步骤3中所述正向读电压Vr的取值范围是I?1.5V，持续时间T的取值范围是I?10ns。上述方案中，步骤4中所述对存储单元存储的数据的判断，是通过对读出寄存器中的值进行读取得到的。上述方案中，步骤4中是对本次读出的所有的数据中是否有“O”进行判断。上述方案中，步骤4中对读出数据中是否有“O”进行判断是在后台进行的。上述方案中，步骤5中只对那些阻变单元中存储的数据为“O”的单元进行再读操作。上述方案中，步骤5中对阻变存储单元存储的数据为“O”的单元进行再读操作，是通过对这些单元加反向的读电压-Vr，持续时间T来进行的。所述反向的读电压-Vr的取值范围是-1?-1.5V，持续时间T的取值范围是I?10ns。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法，通过在传统读过程中加入一个再读过程(ReRead process)，将读过程中对阻变单元造成的副作用抵消掉，如图3所示。为了降低再读过程(ReRead process)带来的功耗增加，对于阻态为LRS的阻变单元不进行ReRead操作，因为读过程对阻变单元所加的正向Vr电压对LRS的阻变单元有正向加强其本身阻态的作用，即正向Vr读电压相当于一个弱SET过程，因此无需对这些LRS阻变单元进行ReRead操作。本专利技术通过以上方法在一定程度上有效地解决了阻变存储器读过程中的读干扰问题。2、本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法，通过在阻变存储器的读过程中添加了后台ReRead过程，对存储数据为“O”的阻变单元进行一次加反向读电压的操作过程，解决了由于读干扰导致的数据翻转失效问题，提高了阻变存储器数据存储的可靠性。【附图说明】图1为阻变存储单元SET和RESET示意图；图2为阻变存储器读过程中发生读干扰示意图；图3为本专利技术提供的阻变存储器读过程中加入的ReRead过程示意图；图4为本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法的流程图；图5为本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法的一种实施方法示意图；图6为本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法的一种实施电路示意图；图7为本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法的读电压变化示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法，通过在阻变存储器的读过程中添加了后台ReRead过程，对存储数据为“O”的阻变单元进行一次加反向读电压的操作过程，解决了由于读干扰导致的数据翻转失效问题，提高了阻变存储器数据存储的可靠性。本专利技术提供的抗读干扰的阻变存储器读方法，具体包括以下步骤:步骤1:判断读使能是否有效，如果读使能无效则继续等待读使能有效；步骤2:读使能有效后对读地址进行译码，映射到相应的阻变存储器的字；步骤3:在读地址选中的阻变存储器的字的各阻变单元上加相应的正向读电压Vr,持续时间T ；步骤4:将读出的数据写入读出寄存器(buffer)，并判断读出的数据中阻变单元存储的数据是否存在“0”，如果存在“O”则执行步骤5，否则返回执行步骤1，继续判断读使能是否有效；步骤5:对阻变单元存储的数据为“O”的阻变单元进行一次再读(ReRead)操作，之后返回执行步骤1，继续判断读使能是否有效。在本专利技术提供的技术方案中，步骤2中所述映射到相应的阻变存储器的字，是映射到存储器某一行的16列，即16个阻变单元。步骤3中所述正向当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗读干扰的阻变存储器读方法，其特征在于，该方法包括：步骤1：判断读使能是否有效，如果读使能无效则继续等待读使能有效；步骤2：读使能有效后对读地址进行译码，映射到相应的阻变存储器的字；步骤3：在读地址选中的阻变存储器的字的各阻变单元上加相应的正向读电压Vr，持续时间T；步骤4：将读出的数据写入读出寄存器(buffer)，并判断读出的数据中阻变单元存储的数据是否存在“0”，如果存在“0”则执行步骤5，否则返回执行步骤1；步骤5：对阻变单元存储的数据为“0”的阻变单元进行一次再读(ReRead)操作，之后返回执行步骤1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，项中元，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11