针对双极性操作的存储器装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种存储器架构，其改善了针对可编程电阻值存储单元写入数据的双极性电流方向操作的可控性，所述存储器架构包括基于金属氧化物存储器材料的ReRAM存储单元。取代对特定译码器晶体管或单元选择装置施加固定的栅极电压，控制电压的值是在完全开启模式设定译码器晶体管或单元选择装置针对某一电流方向操作，并在电流调节模式针对相反的电流方向操作。利用此技术，可允许在两电流方向上进行对称或接近对称的操作，并仅对阵列的复杂度造成些微影响甚至完全不造成影响。

Memory device and method for bipolar operation

The invention provides a memory architecture, which improves the programmable resistance value controllable write bipolar current direction data storage unit, the memory architecture including ReRAM memory cell memory materials based on metal oxide. Instead of specific decoder transistors or unit selection device for applying a fixed gate voltage, the control voltage value is in full open mode setting unit decoder transistors or selection device in a direction of the current operation, and in the current regulation mode for current in the opposite direction of operation. By using this technique, symmetrical or nearly symmetrical operations can be allowed in the two current direction, and only slight or even no influence on the complexity of the array can be achieved.

【技术实现步骤摘要】
针对双极性操作的存储器装置及方法
本专利技术涉及一种基于ReRAM装置的高密度存储器阵列，尤其是关于ReRAM装置的双极性(bipolar)操作。
技术介绍
阻变式存储器(Resistiverandomaccessmemory，RRAM或ReRAM)是一类型的非易失性存储器，其包括可编程电阻材料，像是过渡金属氧化物，可通过对其施加电平适用于集成电路的电子脉冲，使电阻值在两个或多个稳定的电阻值范围间改变。施加至ReRAM存储器装置的电压及电流设定将决定ReRAM存储器装置是否进行设定(SET)操作以建立较低的电阻值状态，或是进行复位(RESET)操作以建立较高的电阻值状态。一些ReRAM技术适用于“双极(bipolar)”操作，其采用相反的电流方向以减低电阻值(如SET)以及增加电阻值(如RESET)。考虑ReRAM装置操作的可靠度以及效率，一般会希望针对两个电流方向使用控制良好的电流以及电压源。ReRAM单元可与位线、源极线以及字线规划于大型阵列中。在一例示性的阵列中，可规划成阵列中的各存储单元具有一选择装置(像是选择晶体管)，以响应一字线电压而连接或断开流经存储单元的存储器元件的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路，包括：可编程存储单元阵列以及多个译码器电路，所述译码器电路选择性地将所述阵列中的多个存储单元耦接至源极侧及位线侧电压源，所述译码器电路包括在所述阵列中各所述存储单元的位线侧的一个或多个晶体管以及源极线侧的一个或多个晶体管；多个位线侧驱动器电路，施加电压至位于所述存储单元的所述位线侧的所述一个或多个晶体管栅极，以及多个源极线侧驱动器电路，施加电压至位于所述存储单元的所述源极线侧的所述一个或多个晶体管栅极；控制电路，耦接所述译码器电路、所述位线侧驱动器电路以及所述源极线侧驱动器电路，所述控制电路具有：第一编程模式，在所述第一编程模式中，所述控制电路使电流以第一方向从所述位线侧经过所述...

【技术特征摘要】
2016.04.22 US 15/136,3601.一种集成电路，包括：可编程存储单元阵列以及多个译码器电路，所述译码器电路选择性地将所述阵列中的多个存储单元耦接至源极侧及位线侧电压源，所述译码器电路包括在所述阵列中各所述存储单元的位线侧的一个或多个晶体管以及源极线侧的一个或多个晶体管；多个位线侧驱动器电路，施加电压至位于所述存储单元的所述位线侧的所述一个或多个晶体管栅极，以及多个源极线侧驱动器电路，施加电压至位于所述存储单元的所述源极线侧的所述一个或多个晶体管栅极；控制电路，耦接所述译码器电路、所述位线侧驱动器电路以及所述源极线侧驱动器电路，所述控制电路具有：第一编程模式，在所述第一编程模式中，所述控制电路使电流以第一方向从所述位线侧经过所述存储单元其中之一流至所述源极线侧，并使所述位线侧驱动器电路施加非限流栅极电压至位于所述位线侧的所述一个或多个晶体管中的特定晶体管，所述控制电路施加限流栅极电压至位于所述源极线侧的所述一个或多个晶体管中的特定晶体管；以及第二编程模式，在所述第二编程模式中，所述控制电路使电流以第二方向从所述源极线侧经过所述存储单元其中之一流至所述位线侧，并使所述位线侧驱动器电路施加所述限流栅极电压至位于所述位线侧的所述一个或多个晶体管中的所述特定晶体管，所述控制电路施加所述非限流栅极电压至所述源极线侧上所述一个或多个晶体管中的一特定晶体管。2.如权利要求1所述的集成电路，其中各所述存储单元包括：第一电极，位于所述位线侧上；第二电极，位于所述源极线侧上；可编程元件，包括金属氧化物，所述可编程元件至少电性耦接于所述第一电极与所述第二电极之间；以及单元选择装置，位于所述第二电极的所述源极线侧上，并耦接字线。3.如权利要求2所述的集成电路，其中所述单元选择装置是所述译码器电路中位于所述源极线侧的所述特定晶体管，所述源极线侧驱动器电路耦接所述字线。4.如权利要求1所述的集成电路，其中所述阵列包括多条区域位线以及多条全局位线，所述译码器电路包括多个区域位线选择晶体管，所述区域位线选择晶体管将所述区域位线连接至所述全局位线，所述区域位线选择晶体管包括在所述译码器电路中位于所述位线侧的所述特定晶体管，所述位线侧驱动器电路耦接至耦接所述区域位线选择晶体管的区域位线选择线。5.如权利要求1所述的集成电路，其中被施加在所述位线侧的所述限流栅极电压低于被施加在所述位线侧的所述非限流栅极电压，被施加在所述源极线侧的所述限流栅极电压低于被施加在所述源极线侧的所述非限流栅极电压。6.如权利要求1所述的集成电路，其中所述控制电路选择性地将所述存储单元其中之一的可编程电阻值编程至：(i)在所述第一编程模式中的第一目标电阻值范围内，以及(ii)在所述第二编程模式中的第二目标电阻值范围内，其中所述第一目标电阻值范围与所述第二目标电阻值范围互不重叠。7.一种存储器，包括：可编程电阻值存储单元阵列，所述阵列包括多条位线、多条源极线以及多条字线，所述阵列中的多个存储单元分别包括存储器元件，所述存储器元件在对应的位线与源极线之间与多个位线侧开关其中之一或与多个源极线侧开关其中之一串接，通过连接至单元选择装置的对应字线；位线侧受控电流/电压源；源极线侧受控电流/电压源；位线译码器，包括所述位线侧开关，所述位线侧开关响应于位线晶体管栅极电压，将所述位线侧受控电流/电压源连接至所述阵列中的所述位线；源极线译码器，包括所述源极线侧开关，所述源极线侧开关回应于源极线晶体管栅极电压，将所述源极线侧受控电流/电压源连接至所述阵列中的所述源极线；第一驱动器，用以提供位线侧栅极电压，所述第一驱动器具有针对包括以第一电流方向流过所述存储单元其中之一的操作的第一模式，以及针对包括以第二电流方向流过所述存储单元其中之一的操作的第二模式；以及第二驱动器，用以提供源极线侧栅极电压，所述第二驱动器具有针对包括以所述第一电流方向流过所述存储单元其中之一的操作的所述第一模式，以及针对包括以所述第二电流方向流过所述存储单元其中之一的操作的所述第二模式，其中：在所述第一模式下，流经所述存储单元中的选定存储单元的电流路径介于位于所述选定存储单元的所述位线侧的所述位线侧受控电流/电压源与所述选定存储单元的所述源极线侧的参考电位之间，被施加到所述源极线侧开关之一的所述源极线侧栅极电压的值是在调节电阻值模式设定所述源极线侧开关操作；以及在所述第二模式下，流经所述选定存储单元的电流路径介于所述选定存储单元的所述源极线侧的所述源极线侧受控电流/电压源与所述选定存储单元的所述位线侧的参考电位之间，被施加到所述位线侧开关之一的所述位线侧栅极电压的值是在所述调节电阻值模式设定所述位线侧开关操作。8.一种操作集成电路存储器的方法，所述集成电路存储器包括可编程存储单元阵列以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：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