本发明专利技术公开了存储装置，所述存储装置包括：由多条位线连接的存储器单元阵列，一读取感测电路，用于将电压施加至所述存储器单元阵列中所选定的存储器单元并感测由所述电压的施加而产生的电流，其中，所述读取感测电路施加所述电压并感测通过所述多条位线中的一位线的电流，该位线与所选定的存储器单元相关联；一测量电路，与所选定的存储器单元相关联的所述位线相连接，以基于所述感测电流来测量与所选定的存储器单元相关联的电阻；以及一写入条件选择电路，用于基于与所选定的存储器单元相关联的所述电阻，确定通过所述位线待传输至所选定的存储器单元的一个或多个脉冲，其中，所述一个或多个脉冲使得所选定的存储器单元的电阻丝发生改变。元的电阻丝发生改变。元的电阻丝发生改变。
【技术实现步骤摘要】
存储装置
[0001]本申请是申请号为201780058323.8，申请日为2017年9月21日，专利技术名称为
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自适应存储器单元写入条件
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的专利申请的分案申请。
技术介绍
[0002]非易失性存储器是一类即使在断电之后也可存储信息的存储装置。非易失性存储(NVM)装置可以是只读存储器或随机存取存储器(RAM)，并且可使用各种技术。一类非易失性RAM是电阻式RAM，其包括以下技术，诸如：丝状电阻式随机存取存储器(RRAM或ReRAM)单元、界面RRAM单元、磁阻式RAM(MRAM)单元、相变存储器(PCM)单元(例如，包括锗、锑和碲的合金的硫属元素化物)、忆阻器存储元件和可编程金属化单元(例如，导电桥接RAM(CBRAM)单元)。对于RRAM的情形，电阻丝在RRAM单元设置时形成，并且电阻丝在RRAM单元重置时断开。电阻丝在形成时降低了RRAM单元的电阻。因此，每个RRAM单元在细丝形成时具有低阻态(LRS)并且在细丝断开时具有高阻态(HRS)。LRS和HRS在断电期间保持，并且可表示由RRAM单元存储的二进制值。RRAM单元因操作时间短和低功耗性能而成为有前景的用于嵌入式和独立式应用的非易失性存储装置。然而，RRAM单元可在LRS和HRS的电阻水平下均呈现大的电阻变化。不可避免地，这将导致一些单元的LRS电阻比其他单元的HRS电阻更高，这可在操作期间产生问题。例如，可能期望LRS电阻在K欧姆至数十K欧姆的范围(或更窄的范围)内，并且期望HRS电阻在数百K欧姆至千兆欧姆的范围(或更窄的范围)内。上述电阻变化还可导致用于多级单元状态(MLC)的中间状态(IMS)的宽电阻分布。宽电阻分布可使存储器阵列的设计和使用变得困难。
技术实现思路
[0003]为实现本专利技术的目的，本专利技术提供一种存储装置，其包括：由多条位线连接的存储器单元阵列，一读取感测电路，用于将电压施加至所述存储器单元阵列中所选定的存储器单元并感测由所述电压的施加而产生的电流，其中，所述读取感测电路施加所述电压并感测通过所述多条位线中的一位线的电流，该位线与所选定的存储器单元相关联；一测量电路，与所选定的存储器单元相关联的所述位线相连接，以基于所述感测电流来测量与所选定的存储器单元相关联的电阻；以及一写入条件选择电路，用于基于与所选定的存储器单元相关联的所述电阻，确定通过所述位线待传输至所选定的存储器单元的一个或多个脉冲，其中，所述一个或多个脉冲使得所选定的存储器单元的电阻丝发生改变。
附图说明
[0004]通过下面给出的详细描述和本专利技术的各种实施方式的附图将更充分地理解本专利技术。
[0005]图1示出根据一个实施方式的具有写入控制的RRAM阵列，其使用RRAM单元电阻的指示来确定写入条件。
[0006]图2示出可在图1的字线控制中使用的电流镜和电流控制。
[0007]图3示出通过控制字线电压以限制所选的RRAM单元中的电流的模拟反馈电路，该模拟反馈电路可以在具有写入控制的RRAM阵列的实施方式中使用。
[0008]图4是根据一个实施方式的图1至图3的写入控制系统和电路的变型的框图。
[0009]图5是根据一个实施方式的模数转换器和数字电路的框图，所述数字电路生成用于写入控制系统的实施方式的控制信号。
[0010]图6A是根据写入控制系统的一个实施方式的用于写入RRAM单元的方法的流程图。
[0011]图6B是根据写入控制系统的一个实施方式的用于写入RRAM单元的另外的方法的流程图。
[0012]图6C是根据写入控制系统的一个实施方式的用于写入RRAM单元的另外的方法的流程图。
[0013]图6D是根据写入控制系统的一个实施方式的用于写入RRAM单元的另外的方法的流程图。
[0014]图6E是根据写入控制系统的一个实施方式的用于写入RRAM单元的另外的方法的流程图。
具体实施方式
[0015]在下面的描述中，将使用本领域技术人员通常用于向本领域其他技术人员传达他们的工作实质的术语来描述说明性实施方式的各个方面。然而，本领域技术人员将容易理解的是，本专利技术可仅利用所述方面中的一些方面来进行实践。出于解释的目的，阐述了特定的数量、材料和配置，以便提供对说明性实施方式的透彻理解。在其他实例中，省略或简化了众所周知的特征，以免混淆说明性实施方式。尽管相对于RRAM单元描述了本文所述的各种实施方式，但是在其他实施方式中，这些技术可以用于其他存储技术(丝状的和非丝状的)。实例包括CBRAM单元、界面RRAM单元、MRAM单元、PCM单元或其他可编程金属化单元。
[0016]RRAM单元或RRAM阵列的写入控制的实施方式(包括方法和存储装置的电子电路)通过调节写入RRAM单元时的写入条件，以控制处于高阻态和/或低阻态下的RRAM单元的电阻率，并且与不受控制或未经调节的写入相比，减少了电阻变化。这种自适应写入方法的一个目标在于，改善电阻分布并减少“掉队比特”的数量(具有超出特定状态(即，LRS和HRS)的期望范围的不期望的电阻值的RRAM单元)。描述了写入控制的多种变化例，包括模拟反馈和基于查找表的实施方式。这些变化例可包括以下操作：确定RRAM单元的与RRAM单元电阻相关的特性；基于RRAM单元的特性控制写入条件；并且使用调节后的写入条件对RRAM单元进行写入。
[0017]在一个实施方式中，处于高阻态但其电阻处于HRS电阻范围的下端值的RRAM单元接收较弱的设置条件。处于高阻态但其电阻处于HRS电阻范围的上端值的RRAM单元接收较强的设置条件。处于低阻态但其电阻处于LRS电阻范围的下端值的RRAM单元接收较强的重置条件。并且，处于低阻态但其电阻处于LRS电阻范围的上端值的RRAM单元接收较弱的重置条件。
[0018]写入条件(即，设置条件和重置条件)的控制用于减小高阻态RRAM单元中的电阻范围和低阻态RRAM单元中的电阻范围。减小电阻范围可以减少误差，增加抗干扰度和/或支持各种读出放大器在进程、电压和温度变化期间的更稳定的读取操作，从而提高RRAM阵列的
系统可靠性。
[0019]图1示出具有写入控制的RRAM阵列102，其使用RRAM单元电阻的指示来确定写入条件。列复用器(mux)118和字线(WL)驱动器120选择用于读取或写入的RRAM单元。读取所确定的RRAM单元中电阻器104(即，电阻丝)的现有状态。通过对RRAM单元进行写入来设置或重置电阻器104，即，对电阻丝的电阻状态进行编程。在一些实施方式中，在RRAM阵列102中，RRAM单元由电阻器104和晶体管106组成，该晶体管在所示的实施方式中是N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS FET)。
[0020]在另外的实施方式中，为了读取选定的RRAM单元，字线驱动器120，在字线控制140的控制下，在选定的字线108上施加读取访问电压，并且由读出放大器122读取单元电流(I
单元
)130或单元电压。单元电流130由列复用器118引导，依本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种存储装置，其特征在于，包括：由多条位线连接的存储器单元阵列，一读取感测电路，用于将电压施加至所述存储器单元阵列中所选定的存储器单元并感测由所述电压的施加而产生的电流，其中，所述读取感测电路施加所述电压并感测通过所述多条位线中的一位线的电流，该位线与所选定的存储器单元相关联；一测量电路，与所选定的存储器单元相关联的所述位线相连接，以基于所述感测电流来测量与所选定的存储器单元相关联的电阻；以及一写入条件选择电路，用于基于与所选定的存储器单元相关联的所述电阻，确定通过所述位线待传输至所选定的存储器单元的一个或多个脉冲，其中，所述一个或多个脉冲使得所选定的存储器单元的电阻丝发生改变。2.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述存储器单元阵列包括电阻式随机存取存储器(RRAM)单元。3.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述读取感测电路为读出放大器，其中，所述读出放大器直接测量由所述电压的施加产生的所述电流。4.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述写入条件选择电路基于与所选定的存储器单元相关联的所述电阻来确定待传输至所选定的存储器单元的所述一个或多个脉冲的数目。5.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述写入条件选择电路基于与所选定的存储器单元相关联的所述电阻来确定待传输至所选定的存储器单元的所述一个或多个脉冲的脉冲宽度，并限制与所选定的存储器单元的所述一或多个脉冲相关联的电流。6.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，还包括一写入驱动器，所述写入驱动器与所述写入条件选择电路相连接。7.如权利要求6所述的存储装置，其特征在于，所述写入驱动器生成待传输至所选择的存储器单元的所述一个或多个脉冲。8.如权利要求7所述的存储装置，其特征在于，所述一个或多个脉冲由所述写入驱动器的脉冲发生器生成。9.如权利要求6所述的存储装置，其特征在于，所述写入驱动器生成字线电压信号以限制与所选定的存储器单元的所述一个或多个脉冲相关联的所述电流。10.如权利要求9所述的存储装置，其特征在于，与所述一个或多个脉冲...
【专利技术属性】
技术研发人员：布伦特，
申请(专利权)人：合肥睿科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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