相变存储器与相变存储器的控制方法技术

本发明专利技术提供一种相变存储器技术，其中令多个相变储存单元串联以共享一电流源，并且以多个开关控制该电流源所提供的一输入电流的电流路径。本发明专利技术通过控制所述开关与该输入电流设定所述相变储存单元的电阻值以储存数据，其中，不同数据储存于所述相变储存单元时，所述相变储存单元具有不同的电阻和。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种相变存储器(phase change memory)以及该种相变存储器 的控制方法。
技术介绍
相变储存单元常用来作为存储器，称为相变存储器(Phase Change Memory, PCM)。通过改变输入相变储存单元的一输入电流的大小、与调整 该输入电流的 一 导通区间，相变储存单元会在晶相(crystalline)与非晶相 (amorphous)之间切换。在高输入电流、短导通区间的状态下，相变储存单元 为非晶相，具有高阻值。此时，相变储存单元处于一重置模式(reset),所记 录的数据为位值T。在低写入电流、长导通区间的状态下，相变储存单元为 晶相状态，具有低阻值。此时，相变储存单元处于一设定模式(set)，所记录 的数据为位值'0'。图1为传统相变存储器的一种实施方式。以一个位为例，其中包括一电 流源102、 一相变储存单元PCR、 一开关SW、 一控制模块104、以及一比 较器comp。该电流源102负责提供一输入电流Is。该控制模块104负责控 制该电^#—扮2^i玄-开关-SW。在储^[立值屮，湘变储存单元PCR时， 该控制模块104导通该开关SW，并且令该输入电流Is的大小等于一重置模 式电流值。经过一重置模式时间长度后，该相变储存单元PCR转换至上述 重置模式，具有高电阻值。在储存位值'O，至该相变储存单元PCR时，该控 制模块104导通该开关SW，并且令该输入电流L的大小等于一设定模式电 流值。经过一设定模式时间长度后，该相变储存单元PCR转换至上述设定 模式，具有低电阻值。在读取数据时，该控制模块104导通该开关SW、并 且令该输入电流Is的大小等于一读取值。该输入电流Is于该相变储存单元 PCR所造成的一压降将输入该比较器comp。该比较器comp负责比较该压降与一参考电压Vref,以判断该相变储存单元PCR所储存的数据。当该压降 大于该参考电压Vref时，代表该相变储存单元PCR具有高电阻值，所储存的数据为位值'l，。当该压降小于该参考电压Vref时，代表该相变储存单元PCR 具有低电阻值，所储存的数据为位值'O'。上述操作中，该读取值远小于该设 定模式电流值，并且该设定模式电流值小于该重置模式电流值。此外，该设 定模式时间长度长于该重置模式时间长度。然而，在上述传统相变存储器技术中，每一个位的读写都需要一组图1所示的电路；不仅占据空间，其工作效率也不高。因此，本
即需一种新的相变存储器技术，以减少电路面积、增进工作效率、并且降低耗电量。
技术实现思路
本专利技术提供一种相变存储器，包括一电流源、 一第一相变储存单元、一 第二相变储存单元、 一第一开关、 一第二开关、以及一控制模块。该电流源负责提供一输入电流。该第 一相变储存单元耦接该电流源。该第二相变储存 单元与该第一相变储存单元串接于一第一节点。该第一开关耦接该第一节 点，以提供一第一电流路径供该输入电流流经该第一相变储存单元。该第二 开关串接该第二相变储存单元，以4是供一第二电流;洛径供该输入电流流经上 述第一与第二相变储存单元。该控制模块负责控制上述第一、第二开关、与该输入电流，以令不同数据储存至上述第一与第二相变储存单元时，该第一 与第二相变储存单元具有不同的电阻和。本专利技术提出 一种相变存储器的控制方法。除了提供上述的相变存储器， 此方法还通过控制上述第一、第二开关、与该输入电流储存数据至上述第一 与第二相变储存单元，并且令上述第 一与第二相变储存单元在储存不同数据 时具有不同的电阻和。为使本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 出几个实施例，并结合附图详细说明。附图说明图1图解传统相变存储器；图2为本专利技术的相变存储器的一种实施方式；以及 图3为流程图，图解储存不同位值至第一与第二相变储存单元时第一与 第二开关的控制方式。附图符号说明102-电流源； 104-控制模块； 202-电流源； 204-控制模块； 206-第一节点；S302-不导通SW!、导通SW: S304-导通SW!、不导通SW: comp、 compM画t匕净交器； V输入电流；PCR、 PCR!,2-相变储存单元； SW、 SWw-开关；以及Vref、 V础-4-参考电平。 具体实施例方式本专利技术提供一种相变存储器，其中令多个相变储存单元串接在一起以共 享一电〖克源。图2为本专利技术的相变存储器的一种实施方式，其中包括一电流源202、 一第一相变储存单元PCRp —第二相变储存单元PCR2、 一第一开关SW,、 一第二开关SW2、以及一控制模块204。该电流源202负责提供一输入电流 Is。该第一相变储存单元PCRi耦接该电流源202。该第二相变储存单元PCR2 与该第一相变储存单元PCRi串接于一第一节点206。该第一开关SWJ禺接 该第一节点206,以提供一第一电流路径供该输入电流Is流经该第一相变储 存单元PCRi。该第二开关SW2串接该第二相变储存单元PCR2，以提供一第 二电流路径供该输入电流Is流经上述第一与第二相变储存单元PCR4与 PCR2。该控制模块204负责控制上述第一、第二开关(SW!与SW2)、与该输 入电流Is,以令储存不同数据至上述第一与第二相变储存单元PCR!与PCR2 时，上述第一与第二相变储存单元PCR4与PCR2的电阻和不同。图2的实施方式令两个位(第一与第二相变储存单元PCR!与PCR。共享 一电流源202。储存在上述第一与第二相变储存单元PCR4与PCR2的数据可能为'oo'、 'or、 'io，、或'ir四种。本专利技术令上述第一与第二相变储存单元,以储存数据至PCR2; ,以储存数据至PCRPCRt与PCR2在储存此四种教:据时具有不同的电阻和。因此，读取凄t据时， 可通过一电流于上述第一与第二相变储存单元PCRi与PCR2所造成的一压 降和，判断出储存于上述第一与第二相变储存单元PCR!与PCR2的数据为 何。该控制模块204将不导通该第一开关SW,、导通该第二开关SW2、并且令该输入电流Is等于一读取值，以读取该压降和。如图所示，此实施方式还包括多个比较器comp广comp4，用以比较该压 降和与多个参考电平Vrefl-Vref4,以判断上述第一与第二相变储存单元PCR! 与PCR2所储存的数据。相较于传统技术必须针对每一个要读取的位(相变储存单元)设置一个 电流源，本实施例仅用一个电流源即可读取多个位。此技术不仅大大降低读 取数据时所需要的电流量，还增加数据的读取率。基于上述实施例所提出的相变存储器，以下还提出一种相变存储器控制 方法。以图2所示的相变存储器为例，本方法通过控制上述第一、第二开关 (SW,与SW2)、与该输入电流Is设定上述第一与第二相变储存单元PCR!与 PCR2的电阻值以储存数据至上述第一与第二相变储存单元PCR!与PCR2; 其中，本方法于储存不同数据至上述第一与第二相变储存单元PCI^与PCR2 时将令上述第 一与第二相变储存单元PCR4与PCR2具有不同的电阻和。本方法在读取该相变存储器时将不导通该第一开关SW^导通该第二开 关SW2、并且令该输入电流Is等于一读取值，以得到上述第一与第二相变储 存单元PCR,与PCR2的一压降和。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变存储器，包括：　一电流源，提供一输入电流；　一第一相变储存单元，耦接该电流源；　一第二相变储存单元，与该第一相变储存单元串接于一第一节点；　一第一开关，耦接该第一节点，以提供一第一电流路径供该输入电流流经该第 一相变储存单元；　一第二开关，串接该第二相变储存单元，以提供一第二电流路径供该输入电流流经该第一与第二相变储存单元；以及　一控制模块，控制该第一、第二开关、与该输入电流，以令不同数据储存于该第一与第二相变储存单元时，该第一与第二 相变储存单元具有不同的电阻和。

【技术特征摘要】
1. 一种相变存储器，包括一电流源，提供一输入电流；一第一相变储存单元，耦接该电流源；一第二相变储存单元，与该第一相变储存单元串接于一第一节点；一第一开关，耦接该第一节点，以提供一第一电流路径供该输入电流流经该第一相变储存单元；一第二开关，串接该第二相变储存单元，以提供一第二电流路径供该输入电流流经该第一与第二相变储存单元；以及一控制模块，控制该第一、第二开关、与该输入电流，以令不同数据储存于该第一与第二相变储存单元时，该第一与第二相变储存单元具有不同的电阻和。2. 如权利要求1所述的相变存储器，其中该控制模块将不导通该第一开 关、导通该第二开关、并且令该输入电流等于一读取值，以得到该第一与第 二相变储存单元的一压降和。3. 如权利要求2所述的相变存储器，还包括多个比较器，用以比较该压 降和与多个参考电平，以判断该第一与第二相变储存单元所储存的数据。4. 如权利要求2所述的相变存储器，其中该第一与该第二相变储存单元 具有不同的制程参数。5. —种相变存储器的控制方法，包括 提供一相变存储器，其中包括一电流源，提供一输入电流； 一第一相变储存单元，耦接该电流源；一第二相变储存单元，与该第一相变储存单元串接于一第一节点；一第一开关，耦接该第一节点，以提供一第一电流路径供该输入电流流 经该第一相变储存单元；以及一第二开关，串接该第二相变储存单元，以提供一第二电流路径供该输...

【专利技术属性】
技术研发人员：江培嘉，林烈萩，林文斌，许世玄，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，华邦电子股份有限公司，力晶半导体股份有限公司，茂德科技股份有限公司，南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]