半导体存储器装置及其操作方法制造方法及图纸

半导体存储器装置包括：一存储器阵列，包括多个存储单元，所述存储单元处于一高阻抗状态或一低阻抗状态的任一者；一参考阵列，包括多个参考单元，所述存储单元与所述参考单元具有相同的阻抗‑温度关系，且所述参考单元处于一中阻抗状态，该中阻抗状态介于该高阻抗状态与该低阻抗状态之间；一平均电路，耦接至该参考阵列，用以平均由该参考阵列的所述参考单元所输出的个别参考电流成一平均参考电流；以及一比较器，耦接至该参考阵列与该平均电路，比较该平均参考电流与该存储器阵列的所述存储单元所输出的多个个别存储器电流，以得到多个输出数据以及判断该存储器阵列的所述存储单元的个别阻抗状态。

【技术实现步骤摘要】
半导体存储器装置及其操作方法
本专利技术是涉及一种半导体存储器装置及其操作方法。
技术介绍
目前许多公司正在发展可变电阻式存储器(Resistiverandom-accessmemory，ReRAM)技术，因为ReRAM的优点在于消耗电力较低，且访问速度较快。ReRAM的阻值有关于温度。故而，如果温度变化的话，ReRAM的阻值也随之变化。通常，以固定电阻来产生固定参考电流。当ReRAM的阻值随温度变化时，由ReRAM所输出的电流也随温度变化。故而，不易判断ReRAM处于高阻状态(highresistancestate，HRS)或低阻状态(lowresistancestate，LRS)，也即，不易判断ReRAM所储存的数据是逻辑1或逻辑0。故而，需要产生可随温度变化的参考电流。即便温度有大范围变化，仍有可能正确地判断ReRAM处于高阻状态或低阻状态，以正确判读ReRAM的储存数据。
技术实现思路
根据本专利技术一实施例，提出一种半导体存储器装置，包括：一存储器阵列，包括多个存储单元，所述存储单元处于一高阻抗状态或一低阻抗状态的任一者；一参考阵列，包括多个参考单元，所述存储单元与所述参考单元具有相同的阻抗-温度关系，且所述参考单元处于一中阻抗状态，该中阻抗状态介于该高阻抗状态与该低阻抗状态之间；一平均电路，耦接至该参考阵列，用以平均由该参考阵列的所述参考单元所输出的个别参考电流成一平均参考电流；以及一比较器，耦接至该参考阵列与该平均电路，比较该平均参考电流与该存储器阵列的所述存储单元所输出的多个个别存储器电流，以得到多个输出数据以及判断该存储器阵列的所述存储单元的个别阻抗状态。根据本专利技术另一实施例，提出一种半导体存储器装置的操作方法，包括：由一存储器阵列的多个存储器体单元输出多个个别存储器电流，以及由一参考阵列的多个参考单元输出个别参考电流；平均由该参考阵列的所述参考单元所输出的所述个别参考电流成一平均参考电流；以及比较该平均参考电流与该存储器阵列的所述存储单元所输出的所述个别存储器电流，以得到该存储器阵列的所述存储单元的多个输出数据以及判断该存储器阵列的所述存储单元的个别阻抗状态。该存储器阵列的所述存储单元处于一高阻抗状态或一低阻抗状态的任一者。该存储器阵列的所述存储单元与该参考阵列的所述参考单元具有相同的阻抗-温度关系，且该参考阵列的所述参考单元处于一中阻抗状态，该中阻抗状态介于该高阻抗状态与该低阻抗状态之间。为了对本专利技术上述及其他方面有更佳了解，下文特列举实施例，并配合所附附图详细说明如下：附图说明图1显示根据本案一实施例的半导体存储器装置的功能方块图。图2显示根据本案实施例的半导体存储器装置的操作方法。【符号说明】100：半导体存储器装置110：存储器阵列120：参考阵列130A与130B：行译码器140A与140B：列译码器150：平均电路160：比较器170：控制器210-230：步骤具体实施方式本说明书的技术用语参照本
的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。本揭露的各个实施例分别具有一或多个技术特征。在可能实施的前提下，本领域技术人员可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将这些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。在本案实施例中，利用ReRAM来当成参考单元，由多个ReRAM参考单元所产生的参考电流，再经过运算(例如但不受限于，平均)以得到平均参考电流。该平均参考电流可随温度而变化。故而，在本案实施例中，即便当温度变化时，由于平均参考电流也随温度变化，仍可判断ReRAM处于高阻状态或低阻状态。现请参考图1，其显示根据本案一实施例的半导体存储器装置100的功能方块图。半导体存储器装置100包括：存储器阵列110、参考阵列120、行译码器130A与130B、列译码器140A与140B、平均电路150、比较器160与控制器170。存储器阵列110包括多个存储单元，所述存储单元例如排列成阵列。存储器阵列110耦接至行译码器130A、列译码器140A与比较器160。存储器阵列110的所述存储单元处于高阻抗状态或低阻抗状态的任一者。参考阵列120包括多个参考单元，所述参考单元例如排列成阵列。参考阵列120耦接至行译码器130B、列译码器140B与平均电路150。在本案实施例中，存储器阵列110的所述存储单元与参考阵列120的所述参考单元使用相同的半导体单元。在此，以所述存储单元与所述参考单元皆由ReRAM实施为例做说明，但当知本案并不受限于此。在本案其他可能实施例中，所用的所述存储单元与所述参考单元的存储器元件(memoryelement)的存储器状态随着温度而变化(也即，其存储器元件具有温度相关阻抗状态(impedancestate)/存储器状态(memorystate))，这也在本案精神范围内，而且，所用的所述存储单元与所述参考单元基本上具有相同的电路架构与操作。行译码器130A以及列译码器140A对存储器地址Add_1译码以寻址存储器阵列110的所述存储单元。行译码器130A以及列译码器140A的电路架构与操作在此可不特别限定。同样地，行译码器130B以及列译码器140B对参考地址Add_2译码以寻址参考阵列120的所述参考单元。行译码器130B以及列译码器140B的电路架构与操作在此可不特别限定。平均电路150用以将由参考阵列120的所述参考单元所输出的多个个别参考电流REF(由参考单元所输出的电流称为参考电流)给予平均后，得到平均参考电流REF_AVG。在本案实施例中，由于该存储器阵列110的所述存储单元与参考阵列120的所述参考单元皆包括ReRAM单元，故而，所述存储单元与所述参考单元的存储器状态随着温度而变化，所述参考单元的所输出的所述参考电流REF也随着温度而变化，该平均参考电流REF_AVG也随着温度而变化。比较器160比较平均参考电流REF_AVG与存储器阵列110的所述存储单元所输出的个别存储器电流I_MEM，以得到输出数据Dout，以及判定存储器阵列110的所述存储器晶的记忆状态。比较器160的电路架构与操作在此可不特别限定。控制器170耦接至参考阵列120。控制器170用以控制参考阵列120，以产生所需的参考电流REF与平均参考电流REF_AVG。为得到所需的参考电流REF与平均参考电流REF_AVG，在本案实施例中，例如但不受限于，在半导体存储器装置100制造完毕并测试通过后，在出厂之前，控制器170可控制和/或改变施加至参考阵列120的操作电压Vin和/或操作电流Iin，以调整参考阵列120的所述参考单元所产生的所述参考电流REF及平均参考电流REF_AVG，直到平均参考电流REF_AVG接近目标电流Icon(其为固定电流，且可由电流产生器所产生)，而且，在此情况下，所述参考单元所产生的所述参考电流REF基本上彼此十分接近(可能未必完全相同，但彼此之间的差异值不大)。由于施加和/或改变操作电压Vin与操作电流Iin至参考阵列120的所述参考单元，参考阵列120的所述参考单元的各别阻抗状态将被改变，例如，由高阻抗状态变成中阻抗状态，或者是由低阻抗状态变成中阻抗状态。当平均参考电流REF_AV本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体存储器装置，包括：一存储器阵列，包括多个存储单元，所述存储单元处于一高阻抗状态或一低阻抗状态的任一者；一参考阵列，包括多个参考单元，所述存储单元与所述参考单元具有相同的阻抗‑温度关系，且所述参考单元处于一中阻抗状态，该中阻抗状态介于该高阻抗状态与该低阻抗状态之间；一平均电路，耦接至该参考阵列，用以平均由该参考阵列的所述参考单元所输出的个别参考电流成一平均参考电流；以及一比较器，耦接至该参考阵列与该平均电路，比较该平均参考电流与该存储器阵列的所述存储单元所输出的多个个别存储器电流，以得到该存储器阵列的所述存储单元的多个输出数据以及判断该存储器阵列的所述存储单元的个别阻抗状态。

【技术特征摘要】
2017.01.20 US 62/448,3991.一种半导体存储器装置，包括：一存储器阵列，包括多个存储单元，所述存储单元处于一高阻抗状态或一低阻抗状态的任一者；一参考阵列，包括多个参考单元，所述存储单元与所述参考单元具有相同的阻抗-温度关系，且所述参考单元处于一中阻抗状态，该中阻抗状态介于该高阻抗状态与该低阻抗状态之间；一平均电路，耦接至该参考阵列，用以平均由该参考阵列的所述参考单元所输出的个别参考电流成一平均参考电流；以及一比较器，耦接至该参考阵列与该平均电路，比较该平均参考电流与该存储器阵列的所述存储单元所输出的多个个别存储器电流，以得到该存储器阵列的所述存储单元的多个输出数据以及判断该存储器阵列的所述存储单元的个别阻抗状态。2.如权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，该存储器阵列的所述存储单元与该参考阵列的所述参考单元具有相同架构。3.如权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，该存储器阵列的所述存储单元与该参考阵列的所述参考单元包括多个可变电阻式存储器(Resistiverandom-accessmemory，ReRAM)单元。4.如权利要求1所述的半导体存储器装置，其中，该存储器阵列的所述存储单元与所述参考单元的存储器状态随着温度而变化；所述参考单元的所输出的所述参考电流随着温度而变化；以及该平均参考电流随着温度而变化。5.如权利要求1所述的半导体存储器装置，还包括：一控制器，耦接至该参考阵列，该控制器用以控制该参考阵列，以产生所述参考电流与该平均参考电流。6.如权利要求5所述的半导体存储器装置，其中，该控...

【专利技术属性】
技术研发人员：林榆瑄，许凯捷，林昱佑，李峰旻，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71