[发明专利]一种采用电阻存储介质的一次编程存储器及其操作方法

权利要求书

1.一种采用存储电阻介质的一次编程存储器，其特征在于具有以二元或者二元以上的多元金属氧化物作为存储介质的存储电阻，该存储电阻和一个选通晶体管用于具有位线、字线、源线的阵列中；该存储电阻两个电极，其第一个电极连接到位线，第二个电极连接到选通晶体管的漏端；；

所述选通晶体管具有栅极、漏极和源极，其栅极连接到所述的字线，漏极连接到存储电阻的第二个电极，源极连接到所述的源线；

通过控制所述的位线和所述的源线之间的电压差，来使得存储电阻的阻值变为高阻或低阻，从而存储不同的数据。

2.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于：所述的二元或者二元以上的多元金属氧化物是铜的氧化物、镍的氧化物、钛的氧化物、锆的氧化物、铝的氧化物、铌的氧化物、钽的氧化物、铪的氧化物、钼的氧化物、锌的氧化物、SrZrO₃、PbZrTiO₃或Pr_1-xCa_xMnO₃。

3.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于所述的选通晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管或双极型晶体管。

4.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于相邻两行的存储单元共用一条源线。

5.一种对权利要求1所述的一次编程存储器进行存储操作的方法，包括编程存储单元的方法、读取存储单元的方法和对存储阵列进行擦除操作的方法，其特征在于：

编程操作：通过连接到所述字线的行译码器和连接到所述位线列译码器选中存储单元，施加一个给定极性和大小的编程电压至所述存储单元的两端，编程电压通过导通的所述选通晶体管施加到存储电阻上，从而对单元进行编程操作；

读取操作：通过连接到所述字线的行译码器和连接到所述位线列译码器选中存储单元，施加一个给定大小的读取电压至所述存储单元的两端，读取电压通过导通的所述选通晶体管施加到存储电阻上，读出放大器读取流过存储单元的电流大小并和参考源进行比较，来读出存储单元所存储的数据。

擦除操作：通过选中所述存储阵列的一行或者几行，施加一个给定极性和大小的擦除电压至所述行的存储单元的两端，将擦除电压施加到存储电阻上，从而对单元进行擦除操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于使用擦除信号按行对所述存储阵列进行擦除，擦除完一行后对所述的行进行读取和验证操作，若发现某些未被正确擦除的存储单单元则对这些存储单元进行再一次的擦除操作，而那些被验证过的已正确擦除的存储单元将不会被重复擦除。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于对未被正确擦除的存储单元进行再一次擦除操作所施加的电压信号是和第一次擦除操作相同的信号，或者是与第一次擦除操作不完全相同的信号，表现在相同的电压极性和不相同的电压大小。

8.一种提高权利要求1所述的一次编程存储器可测性和产品良率的方法，其特征在于：

首先，对所述的存储器进行全局擦除，将存储阵列擦除为高阻；

然后，对存储阵列进行编程，将存储阵列编程为低阻；

接着，对存储单元进行各种测试，对那些缺陷单元通过冗余阵列来进行补偿；

最后，将存储阵列进行进行全局擦除成高阻，进入一次编程使用状态。