能够在多个操作模式之间配置存储器。操作模式可以指示与存储器的存储矩阵内的每个单元相关联的存储等级的数目。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及访问可编程电阻存储器。更特别地，本专利技术涉及从可编程电阻存储器 设备读取以及向可编程电阻存储器设备写入。
技术介绍
可编程电阻存储器包括各种各样的存储器，其中之一是相变存储器。相变存储器 阵列基于在两个物相或其等级之间切换的存储器元件来表现出对应的不同电特性。在相变 存储器单元中可以有利地使用元素周期表的VI族元素(例如Te、S或Se)的合金(其被称 为硫族化合物或硫族材料)。在硫族化合物中，当材料从非晶相(阻性更强)过渡到晶相 (导性更强)时，电阻率会变化两个或更多量级，并且反之亦然。此外，在非晶状态中，电阻 率取决于温度。硫族化合物存储器设备可以将可用于材料的宽范围电阻值用作存储器操作的基 础。每个电阻值对应于硫族化合物材料的不同结构状态，并且一个或多个状态可以被选择 并且用于定义操作存储器的状态。硫族化合物材料表现出晶态或晶相，以及非晶态或非晶 相。硫族化合物材料的不同结构状态关于硫族化合物材料的给定体积或区域中的晶相和非 晶相的相对比例而不同。电阻值的范围通常由硫族化合物材料的设置状态和重置状态限 制。按照惯例，设置状态是低电阻结构状态，其电特性主要由硫族化合物材料的晶体部分控 制，并且重置状态是高电阻结构状态，其电特性主要由硫族化合物材料的非晶部分控制。可以通过局部增加温度来感应相变。在150°C之下，两个相位都是稳定的。在 200°C之上，存在微晶的迅速成核，并且如果将材料保持在结晶温度足够长的时间，则它将 经历相变并变成晶体。为了使硫族化合物回到非晶态，必需将温度升高到熔化温度(大约 600°C)之上，并且然后迅速将它冷却，即淬火冷却。从电的观点来看，可以通过使电流流过 由焦耳效应来加热硫族材料的晶体电阻元件而达到结晶和熔化温度。硫族化合物存储器材料的每个存储器状态对应于不同电阻值，并且每个存储器电 阻值表示唯一的信息内容。在操作上，可以通过提供适当幅度和持续时间的电流脉冲以将 硫族化合物材料变换成具有期望电阻的结构状态来将硫族化合物材料编程为特定的存储 器状态。通过控制提供给硫族化合物材料的能量的量，可以控制材料体积内晶相区和非晶 相区的相对比例，并且由此控制硫族化合物材料的结构(以及对应存储器)状态以存储信 肩、ο可以通过提供存储器状态的电流脉冲特性来编程每个存储器状态，并且可以通过 测量电阻来以无损的方式识别或“读取”每个状态。不同状态之间的编程是完全可逆的， 并且存储器设备可以被写入且读取几乎无限循环次数以提供鲁棒且可靠的操作。当前在 开始在市场上出现的OUM(双向通用(或统一)存储器)设备中采用了硫族化合物材料 的可变电阻存储器功能。例如在美国专利No. 6，859，390、No. 6，774，387、No. 6，687，153、 和No. 6，314，014以及一些期刊文章(其包括由Pirovana等人在EE transactions on Electron Devices (2004 年)第 51 卷第 714-719 页中发表的“Low Field Amorphous State3Resistance andThreshold Voltage Drift in Chalcogenide Materials，，禾口 Weiss 在 IEEESpectrum(2005 年)第 167 卷第 363-364 页中发表的“Morphing Memory")中给出 OUM 类型设备的基本原理和操作，通过参考将其公开结合于此。例如在下面的美国专利No. 6，671，710、No. 6，714，954、No. 6，087，674、 No. 5，166，758、No. 5，296，716、No. 5，536，947、No. 5，596，522、No. 5，825，046、 No. 5，687，112、No. 5，912，839和No. 3，530, 441中已描述了硫族化合物材料的性态 (behavior)(包括转换、存储和累积)和化学成分，通过参考将所述美国专利的公开结合于 此。这些参考文献给出了所提议的管理硫族化合物材料的性态的机制。参考文献还描述了 经由一系列部分晶态从晶态到非晶态(以及反过来)的结构变换，其中在硫族化合物材料 的电和光学编程的操作期间，晶区和非晶区的相对比例会变化。已研究了广泛的硫族化合物成分，以努力优化硫族设备的性能特性。硫族化合 物材料通常包括硫族元素以及一个或多个化学或结构改性(modifying)元素。从元素周 期表的第VI列中选择硫族元素(例如Te、Se、S)，并且可以例如从元素周期表的第III 列(例如Ga、Al、In)、第IV列(例如Si、Ge、Sn)、或第V列(例如P、As、Sb)中选择改性 元素。改性元素的作用包括提供包含硫族元素的链之间的分支或交联点。第IV列改性 剂可以用作四配位改性剂，其包括硫族化合物链内的两个坐标位置以及允许分支或交联 远离硫族化合物链的两个坐标位置。第III和第V列改性剂可以用作三配位改性剂，其 包括硫族化合物链内的两个坐标位置以及允许分支或交联远离硫族化合物链的一个坐标 位置。根据本专利技术原理的实施例可以包括二元、三元、四元和更高阶硫族化合物合金。在 美国专禾Ij No. 5，166，758、No. 5，296，716、No. 5，414，271、No. 5，359，205、No. 5，341，328、 No. 5，536，947,No. 5，534，712,No. 5，687，112,No. 5，825，046 中描述了硫族化合物材料的示 例，通过参考将所述美国专利的所有公开结合于此。硫族化合物材料还可以是利用诸如N2 或02之类的气体的反应溅射过程的结果，从而形成例如硫的氮化物或氧化物，并且可以通 过离子注入或其它过程来对硫族化合物进行改性。尽管可编程电阻存储器(诸如基于OUM的存储器)可以解决各种应用的需求，但 是对于一组规范的最优解决方案可以与这种存储器在另一应用中的性能不一致。例如，在 一些应用中对高速操作的需求可能与在其他应用中对高密度存储的需求目的相互矛盾。因 此将高度需要可以适应对高速操作和高密度存储的需求的存储器。
技术实现思路
根据本专利技术原理的存储器能够在多个操作模式之间配置。每个模式可以与唯一的 写入和/或读取特性相关联。 在说明性实施例中，存储器可以被配置成在一个模式下将存储器内的存储器单元 编程为处于预定数目的状态中的一个，并且在另一模式下将相同单元编程为处于不同预定 数目的状态中的一个。因为这些表征较大数目的状态的模式可能需要较多时间来读取或写 入，所以存储器或者存储器的部分可以被配置成以较少数目的状态操作以用于需要较高速 度的应用。对于其中速度不是那么关键并且需要较高密度的应用来说，相同的存储器可以 被配置成以提供较高密度、较低速度的操作的模式进行操作。 在一个说明性实施例中，至少一个编程模式包括四个或更多程序状态，并且一个4编程模式包括两个程序状态。全部或部分存储器可以被配置成以任一模式操作。 附图说明图1是根据本专利技术原理的相变存储器的概念性框图。图2是根据本专利技术原理的可编程电阻存储器的概念性框图，其具有在这种存储器 的说明性实施例中利用的模式控制电路的更详细视图。图3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置，包括：相变存储器单元；模式选择电路，其被配置成接收并存储与所述相变存储器单元的访问模式的选择有关的信息；以及访问电路，其被配置成根据由所述模式选择电路所存储的模式选择来访问所述相变存储器单元。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W帕金森，
申请(专利权)人：奥翁尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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