具有电阻变化材料的存储器件和该存储器件的操作方法技术

提供了具有电阻变化材料的存储器件和该存储器件的操作方法。存储器件包括：存储器单元阵列，包括根据电阻的变化存储不同的数据的第一电阻式存储器单元和第二电阻式存储器单元；缓冲器，包括分别与第一电阻式存储器单元和第二电阻式存储器单元相对应的第一存储区域和第二存储区域；以及控制电路，接收要编程到存储器单元阵列的程序数据，比较存储在第一存储区域中的第一数据和存储在第一电阻式存储器单元中的第二数据，并且作为比较的结果，确定第一存储区域和第二存储区域中的一个作为程序数据要被写入到的存储区域。

【技术实现步骤摘要】
具有电阻变化材料的存储器件和该存储器件的操作方法
本公开涉及具有电阻变化材料的存储器件和该存储器件的操作方法。
技术介绍
使用电阻材料的非易失性存储器件的示例包括相变随机存取存储器(PRAM)、电阻随机存取存储器(RRAM)和磁随机存取存储器(MRAM)。动态随机存取存储器(DRAM)或闪存使用电荷存储数据，而使用电阻材料的非易失性存储器件使用诸如硫族化合物合金之类的相变材料状态的变化(在PRAM的情况下)、可变电阻器的电阻的变化(在RRAM的情况下)、或者取决于铁磁材料的磁化状态的磁性隧道结(MTJ)薄膜的电阻的变化(在MRAM的情况下)米存储数据。
技术实现思路
本公开的示例性实施例提供了可以被小型化并且可以高速处理数据的存储器件。本公开的示例性实施例还提供了一种小尺寸存储器件，其可以确保数据输入和输出的可靠性，而不必考虑电阻漂移现象。本公开的示例性实施例还提供了一种小尺寸存储器件的操作方法，其可以确保数据输入和输出的可靠性，而不必考虑电阻漂移现象。然而，本公开的示例性实施例不限于本文所阐述的那些。通过参考下面给出的本公开的详细描述，本公开的上述和其他示例性实施例对于本公开所属领域的普通技术人员而言将变得更加显而易见。根据本公开的示例性实施例，提供了一种存储器件，包括：存储器单元阵列，至少包括第一电阻式存储器单元和第二电阻式存储器单元，其中所述第一电阻式存储器单元和所述第二电阻式存储器单元各自包括电阻变化材料，并且各自被配置为根据电阻的值存储不同的数据。缓冲器，包括分别与所述第一电阻式存储器单元和所述第二电阻式存储器单元相对应的第一存储区域和第二存储区域；以及控制电路，被配置为接收要编程到所述存储器单元阵列的程序数据，比较存储在所述第一存储区域中的第一数据和存储在所述第一电阻式存储器单元中的第二数据，并且响应于比较所述第一数据和所述第二数据，确定所述第一存储区域和所述第二存储区域中的一个作为所述程序数据要被写入到的选定存储区域。根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种操作存储器件的方法，包括：接收程序数据；读取存储在所述存储器件的缓冲器的第一存储区域中的第一数据，其中所述第一存储区域被写指针指向；读取存储在所述存储器件的第一电阻式存储器单元中的第二数据，所述第一电阻式存储器单元与所述第一存储区域相对应并根据电阻的值存储不同的数据；比较所述第一数据和所述第二数据；以及当比较所述第一数据和所述第二数据产生第一结果时，将所述程序数据写入所述第一存储区域，并且当比较所述第一数据和所述第二数据产生与所述第一结果不同的第二结果时，控制所述写指针指向所述缓冲器的与所述第一存储区域不同的第二存储区域。根据本公开的另一示例性实施例，提供了一种操作存储器件的方法，包括：接收程序数据；读取存储在所述存储器件的缓冲器的第一存储区域中的第一数据，其中所述缓冲器包括所述第一存储区域和与所述第一存储区域分离的第二存储区域；读取存储在所述存储器件的存储器单元阵列的第一电阻式存储器单元中的第二数据，其中所述第一电阻式存储器单元与所述第一存储区域相对应并根据电阻的值存储不同的数据；比较所述第一数据和所述第二数据；以及当比较所述第一数据和所述第二数据产生第一结果时，将所述程序数据写入所述第一存储区域，并且当比较所述第一数据和所述第二数据产生与所述第一结果不同的第二结果时，将所述程序数据写入所述第二存储区域。根据本专利技术的另一方面，一种存储器件包括：存储器单元阵列，包括多个电阻式存储器单元，所述多个电阻式存储器单元各自包括电阻变化材料，并且被配置为根据电阻的值存储不同的数据；缓冲器，包括多个存储区域；以及控制电路，被配置为接收要编程到存储器单元阵列的程序数据，并且还被配置为使得响应于所述程序数据，当写指针指向所述多个存储区域中的第一存储区域时，控制电路确定所述第一区域是否为空，并且当所述第一区域为空时，控制电路将所述程序数据写入第一区域和所述多个电阻式存储器单元中的第一电阻式存储器单元，其中所述第一电阻式存储器单元与所述缓冲器的第一存储区域相对应，并且当第一区域不为空时，控制电路比较存储在第一存储区域中的第一数据和存储在第一电阻式存储器单元中的第二数据，并且响应于比较第一数据和第二数据，确定是否将所述程序数据写入第一存储区域和第一电阻式存储器单元。其他特征和示例性实施例可以通过以下详细描述、附图和权利要求变得清楚明白。附图说明通过参照附图详细描述本公开的示例性实施例，本公开的以上和其他示例性实施例和特征将变得被更清楚，在附图中：图1示出了电阻漂移现象。图2示出了根据图1所示的电阻漂移现象的电阻式存储器单元的分布的变化。图3示出了根据本公开的一些示例性实施例的考虑到图1所示的电阻漂移现象的存储器件的写入方法。图4示出了根据本公开的一些示例性实施例的考虑到图1所示的电阻漂移现象的存储器件的读取方法。图5是根据本公开的一些示例性实施例的存储器件的框图。图6是图5的存储器控制器的详细框图。图7是图5的存储器元件的详细框图。图8、图9和图10示出了图7的存储器单元阵列。图11示出了图7的缓冲器。图12是示出了根据本公开的一些示例性实施例的存储器件的读操作的流程图。图13是示出了根据本公开的一些示例性实施例的存储器件的写操作的流程图。图14、图15、图16和图17示出了图13的写操作。图18、图19和图20示出了根据本公开的一些示例性实施例的存储器件的优点。图21是示出了根据本公开的一些示例性实施例的存储器件的写操作的流程图。图22是根据本公开的一些示例性实施例的存储器件的框图。图23示出了图22的存储器件的操作的示例。具体实施方式如在本专利技术构思的
中通常的做法，可以以功能块、单元和/或模块来描述并示出实施例的一个或多个元素。这些功能块、单元和/或模块通过诸如逻辑电路、微处理器、硬连线电路等的电子电路物理地实现，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。此外，在不脱离本专利技术构思的范围的情况下，实施例的每个功能块、单元和/或模块可以物理地分离成两个或更多个交互和离散的块、单元和/或模块。此外，在不脱离本专利技术构思的范围的情况下，实施例的两个或更多个功能块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块或单元。图1示出了电阻漂移现象。具体地，图1是表示相变材料的电阻随时间变化的曲线图。更具体地，图1是表示复位状态下的相变材料的电阻随时间变化以及设置状态下的相变材料的电阻随时间变化的曲线图。在根据电阻存储不同数据的电阻式存储器单元(RMC)中的具有相变材料的相变存储器单元可以根据相变材料的电阻存储不同的数据。相变材料在被加热后缓慢冷却而变成结晶状态，或者在快速冷却时变成非晶状态。相变材料在结晶状态下具有低电阻，并且在非晶态下具有高电阻。因此，结晶状态下的相变材料可以被定义为例如设置数据或“零”数据，并且非晶态状态下的相变材料可以被定义为例如复位数据或“一”数据。在相变材料由于热而达到非晶状态的情况下，相变材料中可能存在结构缺陷。结构缺陷可以通过结构缓和工艺来处理。随着结构缺陷被处理，可能会发生如图1所示的电阻漂移现象，其是复位状态下的相变材料的电阻增加的现象。图2示出了根据图1所示的电阻漂移现象的电阻式存储器单元的分布的变化。如图2所示，电阻漂移现象可改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器件，所述存储器件包括：存储器单元阵列，至少包括第一电阻式存储器单元和第二电阻式存储器单元，其中所述第一电阻式存储器单元和所述第二电阻式存储器单元各自包括电阻变化材料，并且各自被配置为根据电阻的值存储不同的数据；缓冲器，包括分别与所述第一电阻式存储器单元和所述第二电阻式存储器单元相对应的第一存储区域和第二存储区域；以及控制电路，被配置为接收要编程到所述存储器单元阵列的程序数据，比较存储在所述第一存储区域中的第一数据和存储在所述第一电阻式存储器单元中的第二数据，并且响应于比较所述第一数据和所述第二数据，确定所述第一存储区域和所述第二存储区域中的一个作为所述程序数据要被写入到的选定存储区域。

【技术特征摘要】
2017.01.06 KR 10-2017-00024471.一种存储器件，所述存储器件包括：存储器单元阵列，至少包括第一电阻式存储器单元和第二电阻式存储器单元，其中所述第一电阻式存储器单元和所述第二电阻式存储器单元各自包括电阻变化材料，并且各自被配置为根据电阻的值存储不同的数据；缓冲器，包括分别与所述第一电阻式存储器单元和所述第二电阻式存储器单元相对应的第一存储区域和第二存储区域；以及控制电路，被配置为接收要编程到所述存储器单元阵列的程序数据，比较存储在所述第一存储区域中的第一数据和存储在所述第一电阻式存储器单元中的第二数据，并且响应于比较所述第一数据和所述第二数据，确定所述第一存储区域和所述第二存储区域中的一个作为所述程序数据要被写入到的选定存储区域。2.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述控制电路被配置为当所述第一数据和所述第二数据相同时，将所述程序数据写入所述第一存储区域，并且当所述第一数据和所述第二个数据不同时，将所述程序数据写入所述第二存储区域。3.根据权利要求1所述的存储器件，还包括：纠错码ECC单元，被配置为对存储在所述存储器单元阵列中的第二数据执行错误检测和校正，其中所述控制电路被配置为当确定能够通过错误检测和校正使所述第一数据和所述第二数据相同时，将所述程序数据写入所述第一存储区域，并且当确定不能通过错误检测和校正使所述第一数据和所述第二数据相同时，将所述程序数据写入所述第二存储区域。4.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述控制电路包括指针控制电路，被配置为对指向所述程序数据要被写入的目标存储区域的写指针进行控制，以及所述指针控制电路还被配置为根据比较所述第一数据和所述第二数据的结果来控制所述写指针改变所述程序数据要被写入的目标存储区域。5.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述存储器单元阵列、所述缓冲器和所述控制电路构成存储器元件，所述存储器件还包括被配置为向所述存储器元件提供所述程序数据和写命令的存储器控制器。6.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述第一电阻式存储器单元和所述第一存储区域设置在第一存储器元件中，以及所述第二电阻式存储器单元和所述第二存储区域设置在与所述第一存储器元件不同的第二存储器元件中，所述存储器件还包括存储器控制器，其被配置为向所述第一存储器元件和所述第二存储器元件提供所述程序数据和写命令。7.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述第一电阻式存储器单元和所述第二电阻式存储器单元各自包括可变电阻元件和访问元件，所述可变电阻元件包括相变材料，所述访问元件控制在所述可变电阻元件中流过的电流。8.根据权利要求7所述的存储器件，其中，所述访问元件包括双向阈值开关OTS。9.一种操作存储器件的方法，包括：接收程序数据；读取存储在所述存储器件的缓冲器的第一存储区域中的第一数据，其中所述第一存储区域被写指针指向；读取存储在所述存储器件的第一电阻式存储器单元中的第二数据，所述第一电阻式存储器单元与所述第一存储区域相对应并根据电阻的值存储不同的数据；比较所述第一数据和所述第二数据；以及当比较所述第一数据和所述第二数据产生第一结果时，将所述程序数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：林菜昱，朴贤国，鲜于桢，吴荣训，李墉焌，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR