半导体器件制造技术

公开了一种半导体器件，包括：存储单元阵列，其包括多个存储单元；读取电路，其适用于产生与沿第一方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的读取电流相对应的读取数据；反向读取控制电路，其适用于产生与读取数据相对应的反向读取控制信号；以及反向电流发生电路，其适用于响应于反向读取控制信号来产生沿第二方向流经选中的存储单元的反向电流。

semiconductor device

A semiconductor device, including an array of storage units, which includes a plurality of storage units; a read circuit is used to generate read data corresponding to the reading current of a selected storage unit flowing through a number of storage units in the first direction; a reverse read control circuit is used to generate and read data. The corresponding reverse read control signal; and the reverse current generator circuit are applied to the reverse read control signal to produce the reverse current that flows through the selected storage unit in the second direction.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月10日提交的韩国专利申请10-2017-0003450的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术的示例性实施例涉及半导体设计技术，且更具体而言涉及半导体器件。
技术介绍
电子设备的最新进展诸如尺寸缩小、功耗降低、性能增强和多样化，需要能够在包括计算机和移动通信设备的各种电子设备中储存数据的半导体存储器。重要的研究致力于能够根据施加的电压或电流储存与存储单元的不同电阻状态相对应的数据的半导体存储器，诸如阻变随机存取存储器(RRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)、磁随机存取存储器(MRAM)以及电熔丝。一般地，在半导体存储器中，在执行读取操作时可能会产生读取干扰。读取干扰是指在执行读取操作时相应的存储单元的数据值(或逻辑值)由于此存储器件的结构特性和/或操作特性而无意地改变的现象。为了防止读取干扰，在半导体存储器内引入了写回技术。写回技术能通过在读取操作之后立即额外地对已执行读取操作的存储单元执行写入操作，来防止读取干扰。然而，写回技术通常需要比读取操作更多的电流消耗和更多的操作时间，因为写回技术利用实质的写入电路执行写入操作。写回技术还可能会对存储单元的寿命造成不良影响。因此，需要一种取代电流写回技术的改善技术。
技术实现思路
本专利技术的各个实施例涉及用于在执行读取操作时防止读取干扰的半导体器件。此外，如果在读取操作时要防止读取干扰，则各个实施例涉及具有比写回技术更强的性能的半导体器件。在一个实施例中，一种半导体器件可以包括：存储单元阵列，其包括多个存储单元；读取电路，其适用于产生与沿第一方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的读取电流相对应的读取数据；反向读取控制电路，其适用于产生与读取数据相对应的反向读取控制信号；以及反向电流发生电路，其适用于响应于反向读取控制信号来产生沿第二方向流经选中的存储单元的反向电流。反向读取控制电路可以适用于：基于具有第一数据值的读取数据来激活反向读取控制信号；以及基于具有第二数据值的读取数据来去激活反向读取控制信号。第一数据值可以对应于在选中的存储单元为低电阻状态时流动的读取电流，以及第二数据值可以对应于在选中的存储单元为高电阻状态时流动的读取电流。反向读取控制电路可以包括：确定单元，其适用于基于读取使能信号和读取数据来确定选中的存储单元的电阻状态；以及控制单元，其适用于基于确定的电阻状态来产生反向读取控制信号。反向电流发生电路可以适用于：响应于被激活的反向读取控制信号来产生反向电流，以及响应于被去激活的反向读取控制信号而不产生反向电流。反向电流发生电路可以包括：反向电流源单元，其适用于响应于反向读取控制信号来发起反向电流；以及反向电流吸收单元，其适用于响应于反向读取控制信号来吸收反向电流。反向电流发生电路还可以包括适用于限制反向电流的钳位单元。多个存储单元中的每个存储单元可以包括电阻状态根据读取电流的方向而改变的可变电阻元件。半导体器件还可以包括写入电路，该写入电路适用于产生沿与写入数据相对应的方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的写入电流。在一个实施例中，一种半导体器件可以包括：全局位线；全局源极线；耦接到全局位线的多个位线；耦接到全局源极线的多个源极线；存储单元阵列，其包括布置在行方向和列方向上的多个存储单元，其中，属于多个存储单元且在行方向上排列(aligned)的存储单元由多个字线选中，并且属于多个存储单元且在列方向上排列的存储单元由多个位线和多个源极线选中；读取电路，其耦接到全局位线，并适用于产生与沿第一方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的读取电流相对应的读取数据；反向读取控制电路，其适用于产生与读取数据相对应的反向读取控制信号；反向电流发生电路，其响应于反向读取控制信号而耦接到全局位线和全局源极线，并适用于产生沿第二方向流经选中的存储单元的反向电流。反向读取控制电路可以适用于：基于具有第一数据值的读取数据来激活反向读取控制信号；以及基于具有第二数据值的读取数据来去激活反向读取控制信号。第一数据值可以对应于在选中的存储单元为低电阻状态时流动的读取电流，以及第二数据值可以对应于在选中的存储单元为高电阻状态时流动的读取电流。反向读取控制电路可以包括：确定单元，其适用于基于读取使能信号和读取数据来确定选中的存储单元的电阻状态；以及控制单元，其适用于基于确定的电阻状态来产生反向读取控制信号。反向电流发生电路可以适用于：响应于被激活的反向读取控制信号来产生反向电流，以及响应于被去激活的反向读取控制信号而不产生反向电流。反向电流发生电路可以包括：反向电流吸收单元，其适用于响应于反向读取控制信号来从全局位线吸收反向电流到低电压级；以及反向电流源单元，其适用于响应于反向读取控制信号的反相的信号来从高电压级发起反向电流到全局源极线。反向电流发生电路还可以包括适用于耦接在反向电流源单元与全局源极线之间且适用于限制反向电流的钳位单元。读取电路可以包括：感测放大单元，其适用于基于读取电流和参考电流来产生读取数据；读取电流源单元，其适用于响应于读取使能信号来从感测放大单元发起读取电流到全局位线；以及读取电流吸收单元，其适用于响应于读取使能信号来从全局源极线吸收读取电流到低电压级。读取电路还可以包括适用于耦接在读取电流源单元与全局位线之间且适用于限制读取电流的钳位单元。多个存储单元中的每个存储单元可以包括电阻状态根据读取电流的方向而改变的可变电阻元件。半导体器件还可以包括写入电路，所述写入电路耦接在全局位线和全局源极线之间，并适用于产生沿与写入数据相对应的方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的写入电流。附图说明图1是示出作为隧道势垒层插入在两个磁性层之间的一种结构的磁隧道结(MTJ)的示例的图。图2A和图2B是解释在可变电阻元件中储存数据的图。图3是示出根据本专利技术的一个实施例的半导体器件的图。图4是示出图3所示的反向读取控制电路的一个示例的电路图。图5是示出图3所示的反向读取控制电路的另一个示例的电路图。图6至图9是用于说明图3所示的半导体器件的读取操作的时序图。具体实施方式在下文，将参照附图更加详细地描述各个实施例。然而本专利技术可以采用不同形式来实施，并且不应理解为仅限于本文所列的实施例。确切地说，提供这些实施例使得本公开将会充分且完整，且将会向本领域技术人员完全地传达本专利技术的范围。遍及本说明书，遍及本专利技术的各个附图和实施例，相同的附图标记表示相同的元件。另外，应注意，本文使用的术语仅是出于描述实施例的目的，而并非意图限制本专利技术。如本文使用的，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示出来。还将理解，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”在本说明书中使用时表明存在所述的特征，而不排除存在或增加一个或更多个其它未表述的特征。如本文所使用的，术语“和/或”指所列的相关项目中的一个或更多个项目的任何组合和全部组合。还要注意，在本说明书中，“连接/耦接”是指一个部件不仅可直接耦接至另一个部件而且还可经由中间部件间接耦接至另一个部件。还将理解，尽管在本文中术语“第一”、“第二”、“第三”等可以用来描述各个元件，但是这些元件不受到这些术语的限制。这些术语用来区分一个元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：存储单元阵列，其包括多个存储单元；读取电路，其适用于产生与沿第一方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的读取电流相对应的读取数据；反向读取控制电路，其适用于产生与读取数据相对应的反向读取控制信号；以及反向电流发生电路，其适用于响应于反向读取控制信号来产生沿第二方向流经选中的存储单元的反向电流。

【技术特征摘要】
2017.01.10 KR 10-2017-00034501.一种半导体器件，包括：存储单元阵列，其包括多个存储单元；读取电路，其适用于产生与沿第一方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的读取电流相对应的读取数据；反向读取控制电路，其适用于产生与读取数据相对应的反向读取控制信号；以及反向电流发生电路，其适用于响应于反向读取控制信号来产生沿第二方向流经选中的存储单元的反向电流。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，反向读取控制电路适用于：基于具有第一数据值的读取数据来激活反向读取控制信号；以及基于具有第二数据值的读取数据来去激活反向读取控制信号。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，第一数据值对应于在选中的存储单元为低电阻状态时流动的读取电流，以及第二数据值对应于在选中的存储单元为高电阻状态时流动的读取电流。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，反向读取控制电路包括：确定单元，其适用于基于读取使能信号和读取数据来确定选中的存储单元的电阻状态；以及控制单元，其适用于基于确定的电阻状态来产生反向读取控制信号。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，反向电流发生电路适用于：响应于被激活的反向读取控制信号来产生反向电流，以及响应于被去激活的反向读取控制信号而不产生反向电流。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，反向电流发生电路包括：反向电流源单元，其适用于响应于反向读取控制信号来发起反向电流；以及反向电流吸收单元，其适用于响应于反向读取控制信号来吸收反向电流。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，反向电流发生电路还包括适用于限制反向电流的钳位单元。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，多个存储单元中的每个存储单元包括电阻状态根据读取电流的方向而改变的可变电阻元件。9.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括写入电路，所述写入电路适用于产生沿与写入数据相对应的方向流经多个存储单元中的选中的存储单元的写入电流。10.一种半导体器件，包括：全局位线；全局源极线；耦接到全局位线的多个位线；耦接到全局源极线的多个源极线；存储单元阵列，其包括布置在行方向和列方向上的多个存储单元，其中，属于多个存储单元且在行方向上排列的存储单元由多个字线选中，并且属于多个存储单元且在列方向上排列的存储单元由多个位线和多个源极线选中；读取电路，其耦接到全局位线，并适用于产生与沿第一方向流经多个存储单元中的选中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李教允，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR