可变电阻存储器装置及其操作方法制造方法及图纸

在这里所公开的是一种可变电阻存储器装置，包括：第一公用线；第二公用线；储存元件，连接在所述第一公用线与所述第二公用线之间，以充当其电阻根据向其施加的电压而改变的储存元件；以及驱动控制电路。

【技术实现步骤摘要】

本公开技术涉及一种可变电阻存储器装置(memory device),并且涉及一种用于操作该可变电阻存储器装置的操作方法，该可变电阻存储器装置采用在第一和第二公用线之间连接的储存元件(storage element),以充当其电阻根据向其施加的电压而改变的元件。
技术介绍
已知以下可变电阻存储器装置，该可变电阻存储器装置在该装置的每个存储器单元(memory cell)中都采用储存元件。因为将导电离子注入到绝缘膜中或者从绝缘膜中抽取出导电离子，所以存储器元件的电阻改变。参考诸如“A Novel Resistance Memory withHigh Scalability and Nanosecond Switching, K. Aratani, K. Ohbaj T. Mizuguchi, S.Yasuda，T. Shiimoto，T. Tsushima, T. Sonej K. Endoj A. Kouchiyama, S. Sasaki, ·A. Maesaka，N.Yamada and H. Narisawa, Technical Digest IEDM 2007，pp. 783-786 (在下文中，称作非专利文献I)之类的文献。储存元件具有在两个电极之间提供的分层(laminated)结构。分层结构包括充当导电离子的供应者的层、和绝缘膜。每个存储器单元采用可变电阻储存元件和存取晶体管(access transistor)，该可变电阻储存元件和存取晶体管按照可以将有源矩阵驱动施加到储存元件和存取晶体管的这种方式而彼此串联地连接在位线与板面(plate)之间。由于在如上所述的可变电阻存储器装置中采用的每个存储器单元包括一个存取晶体管(T)和充当可变电阻储存元件的一个可变电阻阻性元件(R)，所以该可变电阻存储器装置是一种采取电流驱动方法的ITlR存储器。一般地，将利用导电离子的存储器以及利用绝缘层氧化(insulation-layer oxidations)和绝缘层还原(insulation-layerreductions)的存储器通俗地称作ReRAM。在ReRAM中，储存元件的大电阻与用于将数据写入到存储器单元中的操作相关联，而储存元件的小电阻与用于将从存储器单元中擦除数据的操作相关联，并且ReRAM能够通过利用具有纳秒数量级的短持续时间的脉冲来实现用于将数据写入到存储器单元中的操作以及用于将从存储器单元中擦除数据的操作。因而，作为能够以高速度来实行操作的NVM (非易失性存储器)，ReRAM以与RAM (随机存取存储器)相同的方式而引起注意。图I是示出了在利用导电离子的ReRAM的LRS (低电阻状态)下导电性与电流之间的关联的图。导电性是低电阻(RLRS)的倒数。图I的横轴表现了 LRS中的导电性，而纵轴表现了电阻减少操作(resistancereduction operation)(在此情况下,也称作设置操作)中的设置电流Iset的幅度。从图I中显而易见的是，储存元件的电阻与设置电流Iset几乎线性地改变。在可变电阻存储器(诸如，另一 ReRAM)中同样也可以实现这种特性。因而，ReRAM具有可以通过以高精确度执行电流控制来缩窄电阻分布的优点、以及可以实现多值存储器的优点。然而，另一方面，如果以低精确度执行电流控制，则ReRAM具有难以获得期望的狭窄电阻分布的缺点。另外，如果以低精确度执行电流控制，则ReRAM还具有尤其是在向ReRAM供应的电流的过高幅度的情况下难以实行重置操作的另一缺点、或伴随有作为重复特性的劣化的过置(overset)的另一缺点。重置操作是被实行来增加储存元件的电阻的操作。作为用于控制储存元件的电流的方法，已知用于控制储存元件的电流的字线电流控制方法和用于控制流过位线的电流的位线电流控制方法。字线电流控制方法是用于控制在存取晶体管的栅极电极处出现的电势的方法。在字线电流控制方法的情况下，由于字线是由栅极电极的金属制成的事实，因此 字线包括作为寄生电容的多个大栅极电容。因而，线电容很大，使得难以执行字线电流控制方法。另一方面，在位线电流控制方法的情况下，位线是在上层布线层上创建的。因而，可以减少每单位长度的线电容。作为结果，可以通过利用具有小驱动功率的电路来执行字线电流控制。用于通过控制流过位线的电流来控制储存元件的电流的位线电流控制方法适合于单元阵列结构，允许通过不但将位线和字线进行分离、而且在行或列方向中将源极线分离来实行电压驱动。可以容易地将此电流控制方法应用于所谓的3线系统，该3线系统是结构或系统(或严格地讲，存取系统)的名称。在“A 5ns Fast Write Multi-LevelNon-Volatile IKbits RRAM Memory with Advance Write Scheme,，，Shyh-ShyuanSheu,Pei—Chia Chiang, Wen-Pin Lin,Heng-Yuan Lee,Pang-Shiu Chen, Yu-ShengChen, Tai-Yuan ffu, Frederick T. Chen, Yu-Sheng Chen, Keng-Li Su, Ming-JerKao, Kuo-Hsing Cheng and Ming-Jinn Tsai 中给出了 3 线系统的典型不例。关于应用于3线系统的位线电流控制方法，本公开技术的专利技术人已经做出了一些提议，所述提议描述在诸如日本专利特开第2010-170617号(在下文中称作专利文献I)之类的文献中。另外，下面给出的再次公告的专利第W02007/015358号公开了一种典型示例，其中将位线电流控制方法应用于采取自旋注入系统的可变电阻存储器。在如专利文献I中描述的应用于3线系统的位线电流控制方法中，例如，充当电流控制晶体管的NMOS晶体管的漏极电极连接到位线，而通过控制电路来控制在晶体管的栅极电极处出现的电压。在此控制中，在储存元件的电阻减少状态的反转之后，控制电路控制电流控制晶体管，以便驱动存取晶体管在饱和区中进行操作并且控制在位线上出现的电势，使得将流过储存元件的电流维持在恒定幅度处。因而，即使储存元件的电阻改变，或即使逐个储存元件存在变化，也将作为在反转之后流过储存元件的电流的设置电流维持在恒定幅度处，使得因为没有过量电流流动而可能有效地避免或抑制与过置相伴的元件特性劣化。如上所述，在采取位线电流控制方法的3线系统中，可以以高速度来实行电阻改变操作，使得可能抑制在储存元件的电阻的改变之后获得的电阻分布的变化，而没有使得储存元件的特性劣化。另外，采取位线电流控制方法的3线系统提供了低成本的优点，这是因为由于以下事实而导致由控制电路所占用的区域的尺寸小，该事实即提供甚至比采取字线电流控制方法的系统的驱动性能更低的驱动性能也是足够的。要注意的是，非专利文献I公开了一种阵列构造，其中，鉴于简单的制造工艺，将上部电极制造为板面形状，并且将存取晶体管的漏极电极用作储存节点。另外，存取晶体管的源极电极连接到被制造为线形状的位线。由于使用两条线来选择存储器单元，所以将阵列构造称作3线系统。
技术实现思路
在如专利文献I所公开的用于在3线系统中控制流过位线的电流的方法中，如下地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变电阻存储器装置，包括：第一公用线；第二公用线；储存元件，连接在所述第一公用线与所述第二公用线之间，以充当其电阻根据向其施加的电压而改变的储存元件；以及驱动控制电路，用于通过改变在所述第二公用线上出现的电势来启动驱动所述储存元件做出从高电阻状态到低电阻状态的转变的电阻减少操作，用于通过在所述电阻减少操作期间调整在所述第一公用线上出现的电势来控制流过所述储存元件的元件电流，并且用于通过在经过使得所述储存元件能够做出从所述高电阻状态到所述低电阻状态的所述转变的时段之后使得在所述第一公用线上出现的所述电势等于在所述第二公用线上出现的所述电势、来终止所述电阻减少操作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北川真，椎本恒则，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：