操作电阻存储装置的方法、电阻存储装置和存储系统制造方法及图纸

提供一种操作包括存储单元阵列的电阻存储装置的方法。该方法包括：电阻存储装置响应于激活命令和写入命令来执行第一写入操作并且响应于写入激活命令和写入命令来执行第二写入操作。第一写入操作包括用于响应于激活命令锁存从存储单元阵列读取的数据的读取数据评估操作。第二写入操作不包括读取数据评估操作。

Method of Operating Resistance Storage Device, Resistance Storage Device and Storage System

【技术实现步骤摘要】
操作电阻存储装置的方法、电阻存储装置和存储系统对相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月27日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0023899号韩国专利申请的优先权，该专利申请的公开通过引用被整体合并于此。
本专利技术构思涉及一种非易失性存储装置，并且更具体地涉及一种能够减少写入等待时间的电阻存储装置以及操作其的方法和存储系统。
技术介绍
非易失性存储装置可以包括电阻存储器，诸如相变RAM(PRAM)、电阻式RAM(RRAM)以及磁阻RAM(MRAM)。电阻存储器的存储单元包括基于电阻状态的变化来存储数据的可变电阻器。可以通过在多个位线和字线之间的交叉处安排这些存储单元来实现交叉点电阻存储装置。可以利用具有根据电流或电压的幅度和/或方向而变化的并且即使当电流或电压断开时也被不变地维持的电阻值的材料来实施电阻存储装置。电阻存储装置的存储单元可以包括至少一个电阻器和至少一个开关。通过控制连接到存储单元的字线和位线的电流或电压来改变电阻器的电阻值，可以将数据存储在存储单元中。具体地，在相变存储装置中，花费很长时间来写入或编程数据。因此，能够减少写入等待时间的方法和系统是必需的。
技术实现思路
本专利技术构思的至少一个实施例提供一种操作电阻存储装置的方法，其能够通过减少数据写入操作时间来减少写入等待时间。根据本专利技术构思的示例性实施例，提供一种操作包括存储单元阵列的电阻存储装置的方法。该方法包括：电阻存储装置响应于激活命令和写入命令来执行第一写入操作，以及响应于写入激活命令和写入命令来执行第二写入操作。第一写入操作包括用于响应于激活命令锁存从存储单元阵列读取的数据的读取数据评估操作。第二写入操作不包括读取数据评估操作。根据本专利技术构思的示例性实施例，提供一种电阻存储装置，包括：包括多个存储单元的存储单元阵列；读取数据锁存器，被配置为基于读取数据评估操作锁存从存储单元阵列的存储单元读取的数据；写入数据锁存器，被配置为锁存将被写入存储单元阵列的存储单元中的写入数据；以及控制电路，被配置为控制电阻存储装置基于激活命令和写入命令执行包括读取数据评估操作的第一写入操作，并且基于写入激活命令和写入命令执行不包括读取数据评估操作的第二写入操作。根据本专利技术构思的示例性实施例，提供一种存储系统，包括：包括多个存储单元的电阻存储装置，以及被配置为控制电阻存储装置的操作的存储器控制器。电阻存储装置另外包括：读取数据锁存器，被配置为锁存从存储单元读取的数据；写入数据锁存器，被配置为锁存将被写入存储单元中的写入数据，以及控制电路，被配置为控制电阻存储装置响应于从存储器控制器接收激活命令和写入命令来执行第一写入操作，并且响应于从存储器控制器接收写入激活命令和写入命令来执行第二写入操作。通过将读取数据的比特与写入数据的比特相比较以确定不同的比特并且将不同的数据比特写入到存储单元之一来执行第一写入操作，并且通过将写入数据的所有比特写入到该一个存储单元来执行第二写入操作。附图说明根据结合附图的以下详细描述将更清楚地理解本专利技术构思的实施例，其中：图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的、使用操作电阻存储装置的方法的存储单元的示意图；图2是用于描述施加到图1的存储单元的写入脉冲的图；图3A至图3C是用于描述图1的存储单元的特性的图；图4是用于描述本专利技术构思的示例性实施例的存储系统的框图；图5是图4的存储单元阵列的电路图；图6A至图6C是用于描述图5的存储单元阵列中所包括的存储单元的修改的示例的电路图；图7是根据本专利技术构思的示例性实施例的电阻存储装置的框图；图8是根据本专利技术构思的概念性实施例的电阻存储装置的状态图；图9A至图9C是根据本专利技术构思的示例性实施例的、电阻存储装置的读取和写入操作的时序图；图10是根据本专利技术构思的示例性实施例的、包括电阻存储装置的系统的框图；图11是根据本专利技术构思的示例性实施例的、使用电阻存储装置的存储卡系统的框图；以及图12是使用根据本专利技术构思的示例性实施例的电阻存储装置的固态驱动(SSD)系统的框图。具体实施方式图1是根据本专利技术构思的示例性实施例的、使用操作电阻存储装置的方法的存储单元MC的示意图。参考图1，存储单元MC包括可变电阻器R和开关SW。可以使用诸如晶体管和二极管之类的各种装置来实施开关SW。如在图1中放大的，可变电阻器R可以包括相变层11、提供在相变层11上的上电极12以及提供在相变层11之下的下电极13。在实施例中，相变层11由锗(Ge)-锑(Sb)-碲(Te)(GST)材料制成。可以在具有高电阻率的非晶态和具有低电阻率的晶态之间对GST材料进行编程。可以通过将GST材料加热来对GST材料进行编程。加热级别和时间可以确定GST材料是保持在非晶态中还是保持在晶态中。高电阻率和低电阻率可以分别被表示为编程值逻辑“0”和逻辑“1”，并且可以通过测量GST材料的电阻率被读出。替换地，高电阻率和低电阻率可以分别被表示为编程值逻辑“1”和逻辑“0”。在图1中，当向存储单元MC施加脉冲电流I时，所施加的脉冲电流I流过下电极13。当脉冲电流I在非常短的时间流过存储单元MC时，由于焦耳的热，所施加的脉冲电流I仅仅将与下电极13相邻的层加热。在这种情况下，由于加热分布的差异，相变层11的一部分(例如，图1中的阴影线部分)被改变为晶态(或设置状态)或者非晶态(或重置状态)。图2是用于描述施加到图1的存储单元MC的写入脉冲的图。参考图2，为了将相变层11改变为非晶态(或重置状态)，向存储单元MC短时间施加高电流的重置脉冲I1并且然后将其移除。为了将相变层11改变为晶态(或设置状态)，向存储单元MC施加与重置脉冲I1相比较低的电流的设置脉冲I2，并且将所施加的设置脉冲I2维持某时间以将相变层11晶体化并且然后将所施加的设置脉冲I2移除。存储单元MC可以被设置为晶态和非晶态之一，如上所述。在图2中，TP1指示相变层11的结晶温度，并且TP2指示相变层11的熔点。图3A至图3C是用于描述图1的存储单元MC的特性的图。图3A示出使用一个比特编程的单级单元的理想分布。在图3A中，水平轴指示电阻，并且垂直轴指示存储单元的数量。存储单元MC的可变电阻器R可以具有低电阻状态LRS或高电阻状态HRS。通过向存储单元MC施加写入脉冲将可变电阻器R从高电阻状态HRS切换到低电阻状态LRS的操作被叫作设置操作或设置写入操作。通过向存储单元MC施加写入脉冲将可变电阻器R从低电阻状态LRS切换到高电阻状态HRS的操作被叫作重置操作或重置写入操作。基于低电阻状态LRS的分布与基于高电阻状态HRS的分布之间的任意电阻可以被设置为阈值电阻Rth。在从存储单元MC的读取操作中，当读取的结果等于或大于阈值电阻Rth时，可以确定与高电阻状态HRS相对应的重置数据(逻辑“0”)，并且当读取的结果小于阈值电阻Rth时，可以确定与低电阻状态LRS相对应的设置数据(逻辑“1”)。当存储单元MC被连续地设置为重置数据(逻辑“0”)或设置数据(逻辑“1”)时，存储单元MC的性能可能劣化，如图3B和图3C中所图示的。图3B示出通过施加高电流连续地被编程为逻辑“0”的重置数据的存储单元MC的示例性能。在图3B中，水平轴指示编程周期的数量，并且垂直轴指示电阻。在早期，存储单元MC的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作包括存储单元阵列的电阻存储装置的方法，所述方法包括：由所述电阻存储装置响应于激活命令和写入命令来执行第一写入操作；以及由所述电阻存储装置响应于写入激活命令和所述写入命令来执行第二写入操作，其中，所述第一写入操作包括用于响应于所述激活命令来锁存从所述存储单元阵列读取的数据的读取数据评估操作，并且其中，所述第二写入操作不包括所述读取数据评估操作。

【技术特征摘要】
2018.02.27 KR 10-2018-00238991.一种操作包括存储单元阵列的电阻存储装置的方法，所述方法包括：由所述电阻存储装置响应于激活命令和写入命令来执行第一写入操作；以及由所述电阻存储装置响应于写入激活命令和所述写入命令来执行第二写入操作，其中，所述第一写入操作包括用于响应于所述激活命令来锁存从所述存储单元阵列读取的数据的读取数据评估操作，并且其中，所述第二写入操作不包括所述读取数据评估操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一写入操作还包括用于响应于所述写入命令将读取数据与写入数据相比较的比较操作，并且其中，所述第二写入操作不包括所述比较操作。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一写入操作中，所述电阻存储装置响应于所述激活命令转变到存储体激活状态并且响应于所述写入命令转变到写入模式状态。4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述存储体激活状态中执行行译码操作和所述读取数据评估操作，并且其中，所述行译码操作包括：接收施加到所述电阻存储装置的存储体地址和行地址的操作；激活与所述存储体地址相对应的存储体的操作；以及激活通过译码所述行地址在激活的存储体中选择的字线的操作。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述读取数据评估操作包括读取并且锁存连接到被选择的字线的存储单元阵列的存储单元的数据的操作。6.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述写入模式状态中执行列译码操作、写入数据输入操作和比较操作，其中，所述列译码操作包括接收并且译码施加到所述电阻存储装置的列地址的操作，其中，所述写入数据输入操作包括接收施加到所述电阻存储装置的写入数据的操作，并且其中，所述比较操作包括逐个比特地将读取数据与所述写入数据相比较的操作。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括所述电阻存储装置执行编程操作，用于在所述存储单元阵列中仅仅写入作为所述比较操作的结果被确定为与读取数据的比特不同的写入数据的比特。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二写入操作中，所述电阻存储装置响应于所述写入激活命令转变到预激活状态并且响应于所述写入命令转变到写入模式状态。9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述预激活状态中执行行译码操作，并且其中，所述行译码操作包括：接收施加到所述电阻存储装置的存储体地址和行地址的操作；激活与所述存储体地址相对应的存储体的操作；以及激活通过译码所述行地址在激活的存储体中选择的字线的操作。10.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述写入模式状态中执行列译码操作和写入数据输入操作，其中，所述列译码操作包括接收并且译码施加到所述电阻存储装置的列地址的操作，并且其中，所述写入数据输入操作包括接收施加到所述电阻存储装置的写入数据的操作。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括用于在所述存储单元阵列中写入所述写入数据的所有比特的编程操作。12.一种电阻存储装置，包括：包括多个存储单元的存储单元阵列；读取数据锁存器，被配置为基于读取数据评估操作来锁存从所述存储单元阵列的存储单元读取的数据；写入数据锁存器，被配置为锁存将被写入所述存储单元阵列的存储单元中的写入数据；以及控制电路，被配置为控制所述电阻存储装置执行包括所述读取数据评估操作的、基于激活命令和写入命令的第一写入操作，并且执行不包括所述读取数据评估操作的、基于写入激活命令和所述写入命令的第二写入操作。13.根据权利要求12所述的电阻存储装置，其中，所述控制电路被进一步配置为控制所述电阻存储装置在所述第一写入操作期间执行用于响应于所述写入命令将读取数据与写入数据相比较的比较操作，并且在所述第二写入操作期间不包括执行所述比较操作。14.根据权利要求12所述的电阻存储装置，其中，所述控制电路被进一步配置为控制所述电阻存储装置在所述第一写入操作期间响应于所述激活命令转变到存储体激活状态并且响应于所述写入命令转变到写入模式状态。15....

【专利技术属性】
技术研发人员：柳惠瑛，柳庚昶，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