读取电阻式存储器件的方法技术

本发明专利技术公开了一种读取电阻式存储器件的方法。在根据一个实施例的一种读取电阻式存储器件的方法中，准备包括选择元件和可变电阻元件的存储单元。选择元件在针对存储单元的电流‑电压扫描曲线上表现出骤回行为。在选择元件维持导通状态的电压范围之内确定要施加给存储单元的第一读取电压和第二读取电压。第二读取电压的大小小于第一读取电压的大小，以及第二读取电压在选择元件表现出骤回行为的电压范围内选择。施加第一读取电压给存储单元以测量第一单元电流。施加第二读取电压给存储单元以测量第二单元电流。基于第一单元电流和第二单元电流来确定储存在存储单元中的电阻状态。

Method of Reading Resistance Memory Devices

【技术实现步骤摘要】
读取电阻式存储器件的方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年2月8日提交的编号为10-2018-00158587的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体合并于此。
本公开的各种实施例总体而言涉及一种电阻式存储器件，更具体地，涉及一种读取储存在电阻式存储器件中的数据的方法。
技术介绍
一般而言，电阻式存储器件为如下器件：在位于存储单元中的非易失性存储材料层中引起电阻变化以及根据电阻状态来储存不同的数据的器件。电阻式存储器件可以包括电阻式随机存取存储(RAM)器件、相变RAM器件、磁性RAM器件等。近来，为了实现存储器件的高度集成，诸如交叉点阵列结构的三维单元结构已经作为电阻式存储器件的单元结构而被提出。作为示例，交叉点阵列结构可以具有如下单元结构，该单元结构中柱形单元设置在与不同平面相交的电极之间。
技术实现思路
公开了一种根据本公开的一个方面的读取电阻式存储器件的方法。在读取电阻式存储器件的方法中，准备包括选择元件和可变电阻元件的存储单元。此时，所述选择元件在关于所述存储单元的电流-电压扫描曲线上表现出骤回行为。要施加给所述存储单元的第一读取电压和第二读取电压在所述选择元件维持导通状态的电压范围之内。所述第二读取电压的大小小于所述第一读取电压的大小，以及所述第二读取电压在所述选择元件表现出所述骤回行为的电压范围内。施加所述第一读取电压给所述存储单元以测量第一单元电流。施加所述第二读取电压给所述存储单元以测量第二单元电流。基于所述第一单元电流和所述第二单元电流来确定储存在所述存储单元中的电阻状态。附图说明图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的框图。图2是示意性地示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的存储单元阵列的视图。图3是示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的存储单元阵列结构的立体图。图4是示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的存储单元阵列的单位存储单元的立体图。图5是示意性地示出根据本公开的一个实施例的读取电阻式存储器件的方法的流程图。图6A是根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的选择元件的截面图，图6B是示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的选择元件的电流-电压扫描特性的图。图7A和图7B是示意性地示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的存储单元中的根据电流扫描的输出电压的图。图8A和图8B是示意性地示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的存储单元中的根据电压扫描的输出电流的图。图9是示意性地示出本公开的一个实施例中的用于施加读取电压给电阻式存储器件的存储单元的输入脉冲的视图。图10是示意性地示出本公开的另一实施例中的用于施加读取电压给电阻式存储器件的存储单元的输入脉冲的视图。图11是示出本公开的一个实施例中的使用从电阻式存储器件的存储单元测量来的单元电流来确定电阻状态的方法的视图。具体实施方式现在将在下文中参照附图来描述各种实施例。在附图中，为了图示的清楚性，层和区域的尺寸可能被夸大。附图是相对于观察者的视点来描述的。如果元件被称作位于另一元件上，则可以理解成该元件直接位于其他元件上，或者另外的元件可以被插入到该元件与该其他元件之间。贯穿该说明书，相同的附图标记指相同的元件。此外，除非在上下文中清楚地另外使用了，否则单数形式的单词的表述应当被理解成包括该单词的复数形式。将理解的是，术语“包括”或“具有”意在指定特征、数量、步骤、操作、元件、部分或其组合的存在，而非用来排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、组件、部分或其组合的存在或增大的可能性。此外，在执行方法或制造方法中，除非在上下文中明确地描述了特定顺序，否则构成该方法的每个过程发生的次序可以与规定的次序不同。换言之，每个过程可以以与陈述的次序相同的方式来执行，可以实质上同时地执行，或者可以以相反的次序来执行。本说明书中描述的选择元件的阈值切换操作可以表示如下切换操作：在该切换操作中，当外部电压被施加给选择元件时，在施加的电压增大到阈值电压或更高时选择元件导通，而在施加的电压再次减小到阈值电压之下时选择元件从导通状态关断。然而，当外部电压被去除时，选择元件可以始终保持在关断状态。即，阈值切换操作可以为具有易失性的非存储性切换操作。本说明书中描述的可变电阻元件可以表示如下元件，该元件能够根据外部施加的电压的大小或极性而可变地具有彼此相互区分的两个或更多个电阻状态。可变电阻元件可以以非易失性的方式来储存可变电阻状态作为逻辑数据值。在本说明书中，可变电阻元件或选择元件的“低电阻状态”和“高电阻状态”可以被解释为用于识别彼此的电阻状态的相对概念，而非被解释为具有特定电阻值的电阻状态。作为示例，可变电阻元件的“低电阻状态”和“高电阻状态”可以分别对应于数据信息“0”或“1”。此外，选择元件的“高电阻状态”可以表示关断状态，而“低电阻状态”可以表示导通状态。图1是示意性地图示根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的框图。参见图1，电阻式存储器件1可以包括存储单元阵列1000和感测放大器2000。存储单元阵列1000可以包括多个非易失性存储单元。当多个非易失性存储单元之中的预定存储单元被选中时，感测放大器2000可以感测写入在选中的存储单元中的数据，以及可以将感测的数据放大以将其转换成二进制逻辑值。此外，感测放大器2000可以将转换后的二进制逻辑值输出给后级的缓冲器。在一个实施例中，可以使用外部提供的读取电压Vr和参考电流Iref。读取电压Vr被提供给存储单元阵列1000。感测放大器2000可以响应于读取电压Vr而测量存储单元中产生的电流，并将测量的电流与参考电流Iref进行比较，以输出储存在存储单元中的数据的逻辑值。图2是示意性地示出根据本公开的一个实施例的电阻式存储器件的存储单元阵列的视图。参见图2，存储单元阵列1000可以具有交叉点阵列结构。具体地，存储单元阵列1000可以具有沿第一方向(例如，x方向)延伸的第一导线10和沿与第一方向不平行的第二方向(例如，y方向)延伸的第二导线20。第一导线10和第二导线20中的每个可以包括多个第一线10_1、10_2和10_3，以及多个第二线20_1、20_2、20_3和20_4。多个存储单元可以设置在第一线(10_1、10_2和10_3)与对应的第二线(20_1、20_2、20_3和20_4)相交的区域处。虽然图2示出了三个第一线10_1、10_2和10_3以及四个第二线20_1、20_2、20_3和20_4，但是第一线和第二线的数量可以不限于此。第一线和第二线的各种其他数量是可能的。存储单元30可以包括彼此串联连接的选择元件31和可变电阻元件32。在一些实施例中，在对存储单元30的读取操作期间，选择元件31可以响应于外部施加的读取电压而执行阈值切换操作。因此，因相邻的存储单元30之间出现的潜行电流(sneakcurrent)或泄漏电流而引起的读取操作错误可以得到抑制。选择元件31可以包括例如晶体管、二极管、隧道阻挡(tunnelbarrier)器件、双向阈值开关、以及金属绝缘体金属开关等。可变电阻元件32可以为储存非易失性逻辑信号的电元件，该非易失性逻辑信号根据内部电阻改变材料层的电阻改变而改变。可变电阻元件32可以包括例如电阻式RAM、相变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种读取电阻式存储器件的方法，包括：准备包括选择元件和可变电阻元件的存储单元，所述选择元件在针对所述存储单元的电流‑电压扫描曲线上表现出骤回行为；在所述选择元件维持导通状态的电压范围之内确定要施加给所述存储单元的第一读取电压和第二读取电压，所述第二读取电压低于所述第一读取电压，并且所述第二读取电压在所述选择元件表现出所述骤回行为的电压范围中选择；施加所述第一读取电压给所述存储单元以测量第一单元电流；施加所述第二读取电压给所述存储单元以测量第二单元电流；以及基于所述第一单元电流和所述第二单元电流来确定储存在所述存储单元中的电阻状态。

【技术特征摘要】
2018.02.08 KR 10-2018-00158571.一种读取电阻式存储器件的方法，包括：准备包括选择元件和可变电阻元件的存储单元，所述选择元件在针对所述存储单元的电流-电压扫描曲线上表现出骤回行为；在所述选择元件维持导通状态的电压范围之内确定要施加给所述存储单元的第一读取电压和第二读取电压，所述第二读取电压低于所述第一读取电压，并且所述第二读取电压在所述选择元件表现出所述骤回行为的电压范围中选择；施加所述第一读取电压给所述存储单元以测量第一单元电流；施加所述第二读取电压给所述存储单元以测量第二单元电流；以及基于所述第一单元电流和所述第二单元电流来确定储存在所述存储单元中的电阻状态。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电阻式存储器件包括沿第一方向延伸的第一导线和沿第二方向延伸的第二导线，以及其中，所述存储单元沿第三方向位于所述第一导线与所述第二导线之间的区域中。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述电流-电压扫描曲线是通过在扫描输入电流时施加所述输入电流给所述存储单元并测量来自所述存储单元的输出电压而获得的曲线。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述电流-电压扫描曲线是通过在扫描输入电压时施加所述输入电压给所述存储单元并测量来自所述存储单元的输出电流而获得的曲线。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述电流-电压扫描曲线包括所述可变电阻元件处于低电阻状态时的电流-电压测量部分和所述可变电阻元件处于高电阻状态时的电流-电压测量部分。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述电流-电压扫描曲线通过在扫描时施加输入电流给所述存储单元之后测量来自所述存储单元的输出电压来获得，以及其中，所述骤回行为包括随着施加的电流在等于或大于所述选择元件的导通阈值电流的电流范围中增大而输出电压减小。7.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一读取电压包括：在从0A开始连续增大给所述存储单元施加的电流的大小的同时，测量来自所述存储单元的输出电压，以获得所述电流-电压扫描曲线的第一扫描图；以及在所述第一扫描图上，在高于所述可变电阻元件处于高电阻状态时的所述选择元件的导通阈值电压、且低于所述可变电阻元件的设置电压的电压范围之内选择一个电压值。8.如权利要求7所述的方法，其中，确定所述第二读取电压包括：在将所述施加的电流的大小从预定电流到0A连续减小的同时测量所述输出电压，以获得所述电流-电压扫描曲线的第二扫描图；以及在高于所述可变电阻元件处于低电阻状态时的所述选择元件的关断阈值电压、且低于所述第一扫描图上...

【专利技术属性】
技术研发人员：金京完，河泰政，
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