本发明专利技术属于存储器技术领域，具体提供一种具有冗余阵列的存储器。该存储器通过采用阻变存储器阵列替代现有技术的熔丝阵列，用来存储该存储器的基本存储阵列中的缺陷或失效存储单元的相关信息以提高存储器的可靠性。因此，该存储器具有面积小、用来存储所述存储阵列中的缺陷或失效存储单元的相关信息的存储器易于编程、并且易按比例缩小的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于存储器
，具体涉及用冗余阵列修复存储的存储阵列中的缺陷 /失效存储单元的存储器，尤其涉及一种带阻变存储器(Resistive Memory)阵列和冗余阵列以实现缺陷/失效存储单元的修复的存储器。
技术介绍
图1所示为现有技术的存储器基本结构示意图。如图1所示，现有的存储器都是通过其中规则的存储阵列101 (图中一个小方块代表存储阵列中的一个存储单元)来存储数据的。从图1中可以看到，存储阵列是由m行、η列、共mXn个存储单元构成。每个存储单元(例如存储单元106)是最基本的结构单元，其可以存储一位或者多位数据。另外，如图1所示，存储器还包括存储阵列外围的译码器，其可以用来选中存储阵列中的特定存储单元。译码器一般可以分为行译码器102和列译码器103。例如，如果要选中存储单元106，则行译码器102根据输入的相应的行地址选中行104、列译码器根据输入的相应的列地址选中列105，这样就可以通过外围的读写电路(图中未示出)对选中的存储单元106进行读、写或刷新等操作，而其他未选中的存储单元则不会受到影响，保持原来的值。随着存储器要求越来越高的存储容量，出于成本的考虑，存储器中每个存储阵列的容量也随之不断增大。而在制造工序中，高整合、高密度的存储阵列更容易出现较多的缺陷存储单元。因此，随着存储器容量的增加、工艺特征尺寸的减小，在存储阵列中容易出现更多的缺陷/失效的存储单元，这从一定程度上影响了存储器的良率。如果存储阵列中存在一个缺陷或者失效的存储单元，那就意味着不能正确地对其进行读写等操作，即不能对其写入所需要的数据，或者不能读出所存储的正确的值。这种错误会引起一系列问题，例如，导致整个计算机体系的运行出现问题等，因此需要完全避免。为解决这一问题，现有技术中提出了使用冗余阵列的方案。图2所示为现有技术的带冗余阵列(Redundant Array)的存储器基本结构示意图。如图2所示，为避免存储阵列中的缺陷/失效单元带来的影响，一般采用增加冗余行 (Redundant Rows)、冗余列(Redundant Columns)的方法从逻辑上解决存储器缺陷或者失效的问题。冗余行、冗余列中的存储单元一般在结构上与存储阵列中的存储单元一样，也和存储阵列一起同时制造。其中，300就是带冗余行和冗余列的冗余阵列(图中方格填充示意部分)，图2中示意性地给出了两行两列的冗余阵列，其中301A、301B是2条冗余行；302A、 302B是2条冗余列。增加冗余行阵列后可以对原来基本阵列中的一个或多个缺 陷进行修复，以下结合图2进行说明。一般在芯片制造完成后，会首先采用晶圆级测试(wafer-level test)或者芯片的内建自测试(BIST)进行可靠性测试，以发现存储阵列中的缺陷/失效单元。若在测试后发现，例如，在基本的mXη的存储阵列中存在3个缺陷或失效的存储单元(如图2中的3个被斜方格填满的单元)无法正常工作，分别位于R2-C2、R2-C(n-1)和R(m_l)-C3。由于R2-C2和R2-C(n-1)位于同一行、因此可以用冗余行301B来修复原来存在缺陷的R2行，即当输入行地址通过行译码器102选中R2进行操作时，会自动跳转到RR2，即此时RR2会被选中，原来的R2则不会被选中。同样的，对于R(m-1)-C3处的缺陷，可以用冗余列302A来修复原来的C3列，即每次要选中C3列时都会自动跳转到选择RCl列。因此， 在使用新的冗余行或冗余列来代替原来阵列中的缺陷/失效单元后，每当要访问原来阵列中的缺陷/失效的存储单元时，都会自动跳转到相应的冗余行或冗余列中的存储单元。这样就避免了对存在缺陷/实效的单元进行读写而得到错误的数据，提高了存储器的可靠性。增加的冗余行或者冗余列除了可以修复原来基本存储阵列中存在的缺陷/失效单元外，还可以修复冗余行或者冗余列中的缺陷/失效的存储单元。例如，冗余存储单元 RR2-C1存在缺陷/失效单元，则同样可以采用冗余行RRl修复冗余行RR2，或者采用冗余列 RCURC2修复列Cl的方法，来实现用正常工作的存储单元来代替存在缺陷/失效现象的存储单元RR2-C1。以上对原基本存储阵列所增加的2条冗余行、2条冗余列只是示例性说明的实施方式而已。一般来说，冗余阵列中的冗余行或冗余列的数量根据存储阵列的容量大小以及存储阵列的良率来决定。存储阵列越大、良率越低，所需要的冗余行、冗余列就越多。但是，在使用冗余阵列对存储阵列中的缺陷/失效存储单元进行修复时，一般还需要不挥发存储器(Non-Volatile Memory)来存储基本存储阵列中所存在的缺陷/失效的存储单元的地址信息。图3所示为现有技术的带冗余阵列以及相应的熔丝阵列不挥发存储器的存储器基本结构示意图。现有技术中，由于存储阵列中所存在的缺陷/失效的存储单元的地址信息通常是不变的，所以所采用的不挥发存储器一般都具有一次性编程的特点(OTP， One-Time-Programmable) 0如图3所示，通常采用基于熔丝(fuse)的熔丝阵列不挥发存储器(501、502)来存储存储阵列中所存在的缺陷/失效的存储单元的地址信息。综上所述，虽然采用熔丝阵列以及相应冗余阵列可以解决基本存储阵列中缺陷/ 失效的存储单元所带来的问题。但同时也带来相应的问题，首先，熔丝阵列具有面积大的特点，从而使整个存储器面积明显增加，这理所当然会增加一定的成本；其次，熔丝阵列编程困难(例如，对激光熔丝编程需要额外的激光设备，对电熔丝编程一般需要大电流)，从而导致存储器功耗变大；最后，随着现有半导体技术的特征尺寸的不断减小，传统熔丝结构也将逐渐遇到瓶颈，这种存储器的按比例缩小(Scaling-down)性能差。有鉴于此，有必要提出一种新型的存储器以替换前面所述的存储器。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，在修复缺陷或失效存储单元时，存储缺陷或失效存储单元的地址信息的一次可编程存储器所带来的单元面积大、编程困难、不易按比例缩小的问题。为解决以上技术问题，本专利技术提供一种存储器，包括行译码器、列译码器、存储阵列以及用于修复存储阵列中的缺陷或失效存储单元的冗余阵列，并且还包括用于存储所述存储阵列中的缺陷或失效存储单元的相关信息的阻变存储器阵列及冗余控制模块；其中，行地址信息同时输入所述行译码器和所述阻变存储器阵列的行冗余控制模块，列地址信息同时输入所述列译码器和所述阻变存储器阵列的列冗余控制模块。作 为其中一实施例，所述阻变存储器阵列包括用于存储所述冗余阵列的冗余行所对应的存储阵列中的缺陷或失效存储单元的相关信息的第一部分阻变存储器阵列和行冗余控制模块，以及用于存储所述冗余阵列的冗余列所对应的存储阵列中的缺陷或失效存储单元的相关信息的第二部分阻变存储器阵列和列冗余控制模块。根据本专利技术所提供的存储器，其中，所述相关信息包括地址信息、以及所述冗余阵列的冗余行或者冗余列是否已经修复所述存储阵列中的某一行或某一列的信息。所述阻变存储器阵列的存储单元包括一个选通管和一个存储电阻，所述存储电阻与所述选通管串联连接，所述选通管用于控制字线和/或者位线上的信号是否施加于所述存储电阻。所述阻变存储器阵列包括按行和列的形式排列的存储单元、多条字线、多条位线以及多条源线；同一列的存储单元的存本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种存储器，包括行译码器、列译码器、存储阵列以及用于修复存储阵列中的缺陷或失效存储单元的冗余阵列，其特征在于，还包括用于存储所述存储阵列中的缺陷或失效存储单元的相关信息的阻变存储器阵列以及冗余控制模块；其中，行地址信息同时输入所述行译码器和所述阻变存储器阵列的行的冗余控制模块，列地址信息同时输入所述列译码器和所述阻变存储器阵列的列的冗余控制模块；所述相关信息包括地址信息、以及所述冗余阵列的冗余行或者冗余列是否已经修复所述存储阵列中的某一行或某一列的信息。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林殷茵，吴雨欣，李萌，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31
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