用于相变存储器单元的驱动器电路和对应的方法技术

本公开的实施例涉及用于相变存储器单元的驱动器电路和对应的方法。一种电路包括多个存储器单元，其中每个存储器单元包括：相变存储器存储元件，与供应电压节点与参考电压节点之间的相应电流调制晶体管串联耦合，电流调制晶体管被配置为在控制端子处接收驱动信号且根据驱动信号将相应编程电流注入到相应相变存储器存储元件中；驱动器电路，其被配置为在共用控制节点处产生驱动信号，其中共用控制节点耦合到电流调制晶体管的控制端子。驱动信号调制编程电流以产生SET编程电流脉冲和RESET编程电流脉冲，以及至少一个电流生成器电路，其被配置为响应于电流调制晶体管将编程电流注入到相应相变存储器存储元件中而将补偿电流注入到共用控制节点中。流注入到共用控制节点中。流注入到共用控制节点中。

【技术实现步骤摘要】
用于相变存储器单元的驱动器电路和对应的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年7月23日提交的意大利申请No.102021000019574的权益，该申请通过引入并入于此。


[0003]本说明书涉及用于驱动(例如，编程)相变存储器(PCM)的存储器单元的电路和方法。

技术介绍

[0004]相变存储器是一种非易失性存储器(NVM)，特别是非易失性随机存取存储器(RAM)。常规相变存储器单元的材料通常是包括锗(Ge)，锑(Sb)和碲(Te)的硫属合金，称为GST(例如，具有组成Ge2Sb2Te5)。硫属合金能够借助于编程电流以可逆且受控的方式改变相位(结晶或非晶)，所述编程电流穿过存储器单元且通过适当地加热硫属合金(即，存储器存储元件)而诱发相位改变。
[0005]通常，通过编程电流产生的热用于快速加热和淬火合金，使其非晶化(RESET状态和RESET编程电流脉冲)，或者用于将合金在其结晶温度范围内保持一段时间，从而将其切换到(多)结晶状态(SET状态和SET编程电流脉冲)。在存储器单元中使用硫族化物合金的两个不同相是基于以下认识：结晶相具有低电阻(例如，按照惯例对应于逻辑1或设定状态)且非晶相具有高电阻(例如，按照惯例对应于逻辑0或复位状态)。
[0006]因此，相变存储器中的存储器单元的SET和RESET操作用于通过施加具有限定的形状的受控编程电流以允许存储器存储元件通过将其形态从非晶改变为(多)结晶(且反之亦然)而将其状态从非导电(具有高电阻)改变为导电(具有低电阻)(且反之亦然)，来将单元的内容从“0”改变为“1”(且反之亦然)。
[0007]在SET及RESET脉冲期间，预期通过存储器单元的编程电流具有经界定的平稳状态，以便产生存储器存储元件的温度的受控变化。因此，使用驱动器电路从电流数模转换器(IDAC)产生的参考电流开始，将期望的电流注入到存储器存储元件中。
[0008]常规驱动器电路与相变存储器单元之间的耦合效应可导致编程电流的过冲事件(在SET脉冲中和/或在RESET脉冲中)。过冲事件可能损害相变存储器单元的写入过程(例如，编程过程)。
[0009]因此，本领域中需要提供用于相变存储器单元的改进的驱动器电路，以及有助于补偿SET和/或RESET脉冲中的编程电流的可能过冲事件的方法。

技术实现思路

[0010]实施例提供用于相变存储器单元的驱动器电路和方法。
[0011]一个或多个实施例可涉及驱动多个存储器单元的对应方法。
[0012]在一个或多个实施例中，电路包括多个存储器单元。多个存储器单元中的每个存
储器单元包括与供应电压节点和参考电压节点之间的相应电流调制晶体管串联耦合的相变存储器存储元件。所述电流调制晶体管被配置为在其控制端子处接收驱动信号并且根据所述驱动信号将相应编程电流注入到相应相变存储器存储元件中。所述电路包括被配置为在共用控制节点处产生驱动信号的驱动器电路，所述共用控制节点耦合到所述多个存储器单元中的电流调制晶体管的控制端子。驱动信号调制编程电流以产生SET编程电流脉冲和RESET编程电流脉冲。所述电路包括至少一个电流生成器电路，其被配置为响应于所述电流调制晶体管将编程电流注入到相应相变存储器存储元件中而将补偿电流注入到所述共用控制节点中。
[0013]一个或多个实施例有助于补偿SET和/或RESET脉冲中的编程电流的可能过冲事件。
[0014]在一个或多个实施例中，所述多个存储器单元中的每个存储器单元可以包括与所述相变存储器存储元件及所述电流调制晶体管串联耦合的相应电子开关。相应电子开关可以被配置为接收控制信号，并且响应于被断言的控制信号而被激活(例如，使其导通)，以使得能够将编程电流注入到各个相变存储器存储元件中。
[0015]在一个或多个实施例中，所述电路可以包括逻辑电路，逻辑电路被配置为响应于控制信号被断言而断言补偿激活信号。所述至少一个电流生成器电路可以被配置为接收所述补偿激活信号并且响应于所述补偿激活信号被断言而将所述补偿电流注入到所述共用控制节点中。
[0016]在一个或多个实施例中，逻辑电路可被配置为在补偿时间间隔期满(例如，短于SET编程电流脉冲和RESET编程电流脉冲)时解除断言补偿激活信号。
[0017]在一个或多个实施例中，至少一个电流生成器电路可以包括串联耦合在供应电压节点和共用控制节点之间的第一晶体管和第二晶体管。第一晶体管可以根据相应的选择信号选择性地可激活，第二晶体管可以根据补偿激活信号选择性地可激活。
[0018]在一个或多个实施例中，该电路可以包括多个电流生成器电路，这些电流生成器电路选择性地可激活以调制注入到共用控制节点中的补偿电流的幅值。
[0019]在一个或多个实施例中，多个电流生成器电路中的电流生成器电路根据多个存储器单元中的存储器单元的数目而选择性地可激活。
[0020]在一个或多个实施例中，所述多个电流生成器电路中的激活的电流生成器电路的数目可以与所述多个存储器单元中的存储器单元的数目成比例。
[0021]在一个或多个实施例中，至少一个电流生成器电路可以根据过程变化而被微调。
[0022]在一个或多个实施例中，电路可以包括过程检测器电路，其被配置为在所述电路的操作寿命期间检测过程变化，并且可根据所述检测到的过程变化来修整所述至少一个电流生成器电路。
[0023]在一个或多个实施例中，一种驱动根据一个或多个实施例的电路中的多个存储器单元的方法可以包括：
[0024]－在所述共用控制节点处产生驱动信号；
[0025]－在所述电流调制晶体管的控制端子处接收所述驱动信号；
[0026]－根据所述驱动信号而将相应的编程电流注入到所述相应的相变存储器存储元件中，其中所述驱动信号调制所述编程电流以产生SET编程电流脉冲和RESET编程电流脉
冲；以及
[0027]响应于所述电流调制晶体管将所述编程电流注入到所述相应相变存储器存储元件中而将补偿电流注入到所述共用控制节点中。
附图说明
[0028]现在将参考附图仅以举例的方式描述一个或多个实施例，其中：
[0029]图1是在SET脉冲期间相变存储器单元的编程电流的预期行为的示例性时序图；
[0030]图2是在RESET脉冲期间相变存储器单元的编程电流的预期行为的示范性时序图；
[0031]图3是用于编程相变存储器的驱动器电路的示例性电路框图；
[0032]图4是图3中例示的驱动器电路中的信号的示例性时序图；
[0033]图5是在过冲事件的情况下在SET脉冲期间相变存储器单元的编程电流的行为的示范性时序图；
[0034]图6是在过冲事件的情况下在RESET脉冲期间相变存储器单元的编程电流的行为的示范性时序图；
[0035]图7是包括多个存储器单元的相变存储器的驱动器电路结构的示例电路图；
[0036]图8是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，包括：多个存储器单元，其中所述多个存储器单元中的每个存储器单元包括相变存储器存储元件，所述相变存储器存储元件与相应电流调制晶体管串联耦合在供应电压节点与参考电压节点之间，所述电流调制晶体管被配置为在控制端子处接收驱动信号，并且根据所述驱动信号，将相应编程电流注入到相应相变存储器存储元件中；驱动器电路，被配置为在共用控制节点处产生所述驱动信号，其中所述共用控制节点被耦合到所述多个存储器单元中的所述电流调制晶体管的所述控制端子，所述驱动信号调制所述编程电流以产生SET编程电流脉冲和RESET编程电流脉冲；以及至少一个电流生成器电路，被配置为响应于所述电流调制晶体管将所述编程电流注入到相应相变存储器存储元件中，而将补偿电流注入到所述共用控制节点中。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述多个存储器单元中的每个存储器单元包括与所述相变存储器存储元件和所述电流调制晶体管串联耦合的相应电子开关，所述相应电子开关被配置为接收控制信号，并且响应于所述控制信号而被激活，借此使所述编程电流能够注入到所述相变存储器存储元件中。3.根据权利要求2所述的电路，进一步包括逻辑电路，所述逻辑电路被配置为响应于所述控制信号而断言补偿激活信号，其中所述至少一个电流生成器电路被配置为接收所述补偿激活信号，并且响应于所述补偿激活信号而将所述补偿电流注入到所述共用控制节点中。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述逻辑电路被配置为在补偿时间间隔期满时，解除断言所述补偿激活信号。5.根据权利要求3所述的电路，其中所述至少一个电流生成器电路包括第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管串联耦合在所述供应电压节点与所述共用控制节点之间，并且其中所述第一晶体管根据相应选择信号而选择性地可激活，并且所述第二晶体管根据所述补偿激活信号而选择性地可激活。6.根据权利要求1所述的电路，还包括多个电流生成器电路，所述电流生成器电路选择性地可激活，以调制可注入到所述共用控制节点中的所述补偿电流的幅值。7.根据权利要求6所述的电路，其中所述多个电流生成器电路中的所述电流生成器电路根据所述多个存储器单元中的N个存储器单元而选择性地可激活。8.根据权利要求7所述的电路，其中所述多个电流生成器电路中的激活的电流生成器电路的数目与所述多个存储器单元中的所述N个存储器单元成比例。9.根据权利要求1所述的电路，其中所述至少一个电流生成器电路根据过程变化而被修整。10.根据权利要求1所述的电路，进一步包括过程检测器电路，所述过程检测器电路被配置为在所述电路的操作寿命期间检测过程变化，并且其中所述至少一个电流生成器电路根据检测到的所述过程变化而被修整。11.一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：