确定电阻式存储单元的存储状态的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于确定电阻式存储单元的存储状态的方法，该存储单元包括第一电极、第二电极、和置于第一电极和第二电极之间的活性材料，上述方法包括：通过在第一电极和第二电极之间施加电压来产生读取电容；通过存储单元的活性材料来对读取电容进行放电；以及根据在对读取电容进行放电期间电压的变化来确定存储器单元的存储状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种确定电阻式存储单元的存储状态的方法、以及一种确定(measure)电阻式存储单元的存储状态的装置。技术背景半导体器件用于各种电气和电子应用中的集成电路，例如，计 算机、移动电话、收音机、以及电视机。 一种特殊类型的半导体器 件是诸如随机存取存储器(RAM)器件的半导体存储器件。RAM 器件使用电荷来存储信息。许多RAM器件包括许多按照具有两组 选才奪线、字线和位线的二维阵列排列的存^f诸单元。通过激活字线和 位线来选冲奪一个存储单元。因为如果在单元处相交的4亍和列是已知 的，则可以对阵列中的任何存储单元直接进行存取，所以RAM器 件被认为是随机存取的。众所周知，RAM的常用形式是动态RAM器4牛。动态随才几存取 存储器(DRAM)具有存储单元，存储单元具有一对晶体管和电容 器。作为动态存储器，DRAM必须被刷新以保持其信息。只要器件 通电，可以包括六个晶体管的静态随冲几存耳又存储器(SRAM)就将 保持其状态。为了在即使没有电能的情况下也保持存储，必须使用 非易失性存储器。非易失性存储器的实例包括传导桥接随机存取存 储器(CBRAM)，磁阻随机存取存储器(MRAM),以及相变随机 存取存储器(PCRAM)。本专利技术旨在^L高电阻存储单元的存储密度。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了 一种用于确定电阻式存储单 元的存储状态的方法，该存储单元包括第一电极、第二电极、以及置于第一电极和第二电极之间的活性材料，该方法包括通过在第 一电才及和第二电才及之间施加电压来对存々者单元的读取电容(read capacity )进4亍充电或方文电；以及才艮才居在对读取电容进4亍充电或》文电 期间电压的变化来确定存4诸单元的存4诸状态。附图说明为了更全面了解本专利技术的示例性实施例及其优点，现参考以下 结合附图的描述，附图中图1A示出了设为第一开关状态的固体电解质存储单元的示意 性截面一见图；图1B示出了设为第二开关状态的固体电解质存储单元的示意 性截面视图；图2示出了根据本专利技术的存储状态确定装置的一个实施例的示 意性框图；图3示出了才艮据本专利技术的方法的一个实施例的流程图；图4示出了根据本专利技术的存储器件的一个实施例的示意图；图5示出了描述发生在才艮据本专利技术的方法的实施例中不同的读 取电容放电过程的特征的电压图；图6示出了描述发生在根据本专利技术的方法的实施例中不同的读 取电容放电过程的特征的电压图；图7示出了根据本专利技术的存储器件的一个实施例的示意图；图8示出了根据本专利技术的存储器件的一个实施例的示意图；图9示出了根据本发曰7 法的 一个实施例的流程图；以及图10示出了才艮据本发曰/ 编程的方法的 一个实施例的流禾呈图具体实施方式才艮据本专利技术的一个实施例，才是供了 一种用于确定电阻式存4诸单 元的存储状态的方法，该存储单元包括第一电极、第二电极、以及 置于第一电极和第二电极之间的活性材料，该方法包括通过在第 一电才及和第二电才及之间施加电压(通过存卞者单元的活性材并+)来对 存储单元的读取电容进行充电或》文电；以及4艮据在对读取电容进行根据本专利技术的 一个实施例，在对读取电容进行充电或放电期 间，第一电极的电压保持恒定。根据本专利技术的 一个实施例，在对读耳又电容进行充电或放电期 间，第二电才及的电压4丸-f亍自适应处理(adaptation process )，该自适 应处理使第二电极的电压适应第一电极的电压。根据本专利技术的一个实施例，根据自适应处理的特性确定存储状态。 才艮据本专利技术的一个实施例，通过对第二电才及的电压进4亍采才羊来 确定存储状态，其中，将相应的电压采样值与参考电压进行比较。才艮据本专利技术的一个实施例，当第二电才及的电压与至少一个参考 电压之间的差大于预定的电压阈值时进行采样。才艮据本专利技术的一个实施例，将电压自适应功能分配给存储单元 的每个可能的存储状态，每个电压自适应功能反映了将第二电极的电压调整为第一电才及电压的相应调整过程；以及将至少一个釆样时 间分配给每个电压自适应功能，选择至少一个采样时间，以使电压 自适应功能与至少一个参考电压之间的差大于预定的电压阈值。才艮据本专利技术的一个实施例，通过当将采样时间分配给可能的电 压自适应功能时耳又样第二电极的电压、以及通过处理相应的采样而根据所确定的电压自适应功能确定存储单元的存储状态。根据本专利技术的一个实施例，选择采样时间，以使具有低电阻的 存储状态的电压自适应功能的采样时间晚于具有高电阻的存储状 态的电压自适应功能的采样时间。根据本专利技术的 一 个实施例，至少 一 个参考电压与存储单元的电 源电压成正比、或与存^者单元的写入电压成正比。根据本专利技术的一个实施例，使用通过位线电连接至第二电极的 采样装置来对第二电极的电压进行采样。才艮据本专利技术的一个实施例，在采样处理期间，位线与采样单元 断开电连4妄。 根据本专利技术的一个实施例，使用多个并联连接的采样单元(每 个采样单元通过位线电连接至第二电极)来对第二电极的电压进4亍采样。才艮据本专利技术的一个实施例，其中，在采样处理开始时，所有的 采样单元都电连接至位线，并且其中，在每个采样时间， 一个采样 单元与位线断开电连接，已与位线断开电连4妄的最后一个采样单元 4丸4亍电流采样处理。根据本专利技术的一个实施例，在采样处理期间，使向采样单元供 给至少 一个参考电压的供给线与采样单元断开电连接。才艮据本专利技术的一个实施例，采样单元的凄t量为n-l，其中，n 是存储单元的可能存储状态的数目。根据本专利技术的一个实施例，基于以下步骤确定分配给电压自适 应功能的采样时间a) 通过在参考存储单元的第一电极和第二电极之间施加电压 来对具有对应于电压自适应功能的存储状态的参考存储单元的读 耳又电容进4于充电或》文电；b) 通过在至少一个采样时间处对电压变化进行采样，确定在 对参考存储单元进行充电或力文电期间的电压变化；以及c) 如果电压变化不在预定的电压目标范围之内，则4吏用至少 一个其他采样时间来重复步骤a)至b)。根据本专利技术的一个实施例，采样时间是时钟周期的倍数。根据本专利技术的 一个实施例，第 一采样时间是充电过程或放电过 程的早期时间，如果在第一采样时间，电压的变化不在预定的电压 目标范围内，则所述第一采样时间移向所述充电过程或放电过程的 后期时间。才艮据本专利技术的一个实施例，^是供了 一种对电阻式存储单元进4亍 编程的方法，该存储单元包括第一电极、第二电极、以及置于第一电极和第二电极之间的活性材料，该方法包括以下步骤a) 4吏用编程电流或编程电压对存〗诸单元进^f亍编程；b) 通过在第一电4及和第二电才及之间施加电压来对读取电容进 行充电或放电；c) 确定在对读取电容进行充电或放电期间电压的变化；d) 如果电压变化不在预定的电压目标范围内，则^使用不同的 编程电流或不同的编程电压来重复步骤a)至c);才艮据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于确定电阻式存^f诸单 元的存储状态的存储状态确定装置，该存储单元包括第一电极、第 二电极、以及置于第一电极和第二电极之间的活性材料，该装置包 括_用于在第一电极和第二电极之间产生电压的电压供给单元；以及或》文电期间的电压变^f匕的电压确定单元，该电压变^:表示爿寻要4企测 到的存储状态。 根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定电阻式存储单元的存储状态的方法，所述方法包括：通过在所述电阻式存储单元的第一电极和第二电极之间施加电压，对所述存储单元的读取电容进行充电或放电，在所述第一电极和所述第二电极之间放置活性材料；以及基于在对所述读取电容进行充电或放电期间所述电压的变化来确定所述存储单元的存储状态。

【技术特征摘要】
US 2006-8-21 11/507,3621.一种用于确定电阻式存储单元的存储状态的方法，所述方法包括通过在所述电阻式存储单元的第一电极和第二电极之间施加电压，对所述存储单元的读取电容进行充电或放电，在所述第一电极和所述第二电极之间放置活性材料；以及基于在对所述读取电容进行充电或放电期间所述电压的变化来确定所述存储单元的存储状态。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，在对所述读取电容进行充 电或》文电期间，所述第一电极的电压〗呆持恒定。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，在对所述读取电容进行充 电或放电期间，所述第二电极的电压执行自适应处理，所述自 适应处理^使所述第二电^l的电压适应所述第一电^l的电压。4. 根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述自适应处理的特 性来确定所述存储状态。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述存储状态包括对 所述第二电极的电压进行采样，其中，将相应的电压采样^直与 至少一个参考电压进行比较。6. 根据权利要求5所述的方法，其中，当所述第二电极的电压与 所述至少一个参考电压之间的差大于预定的电压阈值时，进行 所述采样。7. 根据权利要求5所述的方法，还包括将电压自适应功能分配给所述存储单元的每个可能的存 储状态，每个电压自适应功能反映了将所述第二电极的电压调 整为所述第一电极电压的相应调整过程；以及将至少一个采样时间分配给每个电压自适应功能，选择 所述至少一个采样时间，以<吏所述电压自适应功能与所述至少 一个参考电压之间的差大于预定的电压阈值。8. 根据权利要求7所述的方法，还包括通过当将采样时间分配给可能的电压自适应功能时取样 所述第二电极的电压、以及通过处理相应的采样值，确定反映能；以及才艮据确定的所述电压自适应功能来确定所述存储单元的 存储状态。9. 根据权利要求8所述的方法，其中，选择所述采样时间，以使 具有低电阻的存储状态的电压自适应功能的采样时间晚于具 有高电阻的存储状态的电压自适应功能的采样时间。10. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个参考电压与 所述存储单元的供给电压成正比、或与所述存储单元的写电压 成正比。11. 根据权利要求5所述的方法，其中，使用通过位线电连接至所 述第二电极的采样电路来对所述第二电极的电压进行所述采样。12. 才艮据权利要求11所述的方法，其中，在所述采样处理期间， 所述位线与所述采样单元断开电连才妄。13. 根据权利要求5所述的方法，其中，使用多个并联连接的采样 单元来对所述第二电才及的电压进行所述釆样，每个采样单元通 过所述位线电连^妻至所述第二电^f及。14. 根据权利要求13所述的方法，其中，在所述采样处理开始时， 所有的采样单元都电连接至所述位线，并且其中，在每个采样 时间，所述多个采样单元中的一个与所述位线断开电连4妄，已 与所述位线断开电连接的最后 一个采样单元扭^亍所述电流采 样处理。15. 才艮据权利要求12所述的方法，还包括在所述采样处理期间， 4吏向所述采样单元供给所述至少一个参考电压的供给线与所 述采样单元断开电连接。16. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个采样单元包括 n-l个采样单元，其中，n是所述存储单元的可能存储状态的数目。17. 根据权利要求8所述的方法，其中，基于以下步骤确定被分配 给电压自适应功能的所述采样时间通过在所述参考存^f诸单元的所述第一电才及和所述第二电 极之间施加电压，对具有对应于所述电压自适应功能的存储状 态的参考存储单元的读耳又电容进行充电或放电；通过在至少一个采样时间对所述电压的所述变化进4亍采 样，确压的变4t;以及 如果所述电压的变化不在预定的电压目标范围内，则佳: 用至少一个其它采才羊时间来重复所述充电或方文电、以及确定过程。18. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述采样时间是时钟周 期的倍数。19. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一采样时间是充 电过程或放电过程的早期时间，如果在所述第一采样时间，所 述电压的变化不在预定的电压目标范围内，则所述第一釆样时 间移向所述充电过程或》文电过程的后期时间。20. —种对电阻式存储单元的存储状态进行编程的方法，所述方法 包括a)使用编程电流或编程电压对所述存储单元进行编程；b )通过在所述存4诸单元的第一电一及和第二电纟及之间施加 电压，对所述存储单元的读取电容进4亍充电或》文电，其中，在 所述第一电才及和所述第二电4及之间;改置活性材泮牛；述电压的变4匕；以及d)如果所述电压的变化不在预定的电压目标范围内，则 4吏用不同的编程电流或编程电压来重复所述步骤a )至c )。21. —种用于确定电阻式存储单元的存4渚状态的存储状态确定装 置，所述装置包括电压供给单元，用于在所述存^f诸单元的第一电极和第二 电极之间产生电压，在所述第一电极和第二电极之间放置活性 材料；以及 电压确定单元，用于确定在通过所述活性材冲十对所述存 电压变化表示将要检测的所述存储状态。22. 根据^又利要求21所述的装置，其中，在对所述读取电容进行 所述充电或放电期间，所述电压供给单元使所述第一电极的电 压保4寺恒定。23. 根据权利要求22所述的装置，其中，在对所述读取电容进行 所述充电或放电期间，所述第二电极可与所述电压供给单元断 开电连接，以4吏所迷第二电4及的电压可变并可适应所述第一电 才及的电压。24. 根据权利要求23所述的装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：科尔温利奥，米夏埃尔安格鲍尔，海因茨赫尼希施密特，
申请(专利权)人：奇梦达股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]