[发明专利]相变化存储器写入的驱动方法与系统

说明书

技术领域

本发明为一种相变化存储器的驱动方法与系统，特别是一种相变化存储器写入的驱动方法与系统。

背景技术

随着可携式应用产品的成长，使得非易失性存储器的需求有日渐增加的趋势，相变化存储器(Phase Change Memory，PCM)由于具有速度、功率、容量、可靠度、制造集成度、以及成本等具竞争力的特性，已被视为下一世代最具有潜力的非易失性存储器技术。PCM存储器主要是利用某些材料在特定的电流脉冲下会具有快速且可逆的相变化效应，进而导致材料在某些特性上的稳定改变来达到存储的效果，此外其最终的状态并不会随着外加能量的消失而改变，因此具有非易失性的特点。目前采用的相变化材料多以硫属化合物合金为主，以Ge₂Sb₂Te₅合金最为普遍，而此种材料在可重复写录式光盘(CD-RW)与可重复写录式数字多用途光盘(DVD-RW)的产业中亦有成熟的应用。

相变化存储器主要是利用某些材料在特定的电压或电流脉冲下会具有快速且可逆的相变化效应，进而导致材料在电性质的改变，此外其最终的状态并不会随着外加能量的消失而改变，因此具有非易失性的特点。这些材料在进行使材料结晶化的设定(SET)操作时，可能造成相变化存储器在结晶时会有不完全结晶的现象，导致材料的电阻值无法有效地被降低，进而造成较小的检测边限(sensing margin)以及较差的均匀性分布。目前大多数的解决办法乃是拉长材料结晶的时间，或于设定(SET)操作前，先给短脉冲大电流。然而，这些方法会劣化相变化存储器在功率与速度等的特性。

随着相变化存储器技术的发展，相变化存储单元(PCM cell)的尺寸有逐渐微缩的趋势。当尺寸微缩后，工作电压降低，相变化存储单元中的导线也变细，导线所能承受的电流降低，不利于快速的充放电大电流。且由于相变化材料为电流驱动，电路提供重置(RESET)操作使材料非结晶化所需的大电流已相当吃力，若相变化存储器每次设定(SET)前亦需要短脉冲大电流，对于电路设计及布局的考虑势必更加复杂。

发明内容

本发明的目的为提供一种相变化存储器写入的驱动方法。

本发明的另一目的为提供一种相变化存储器写入的驱动系统。

本发明提供一种相变化存储器写入的驱动方法，包括计数一相变化存储器的一存取次数以及当该存取次数大于一预定次数时，对该相变化存储器进行数据刷新(REFRESH)操作。当该相变化存储器启动该数据刷新操作后，将该存取次数重置为0。在本方法实施例中，数据刷新操作包括复制并存储该相变化存储器中的数据至一备用存储器；对该相变化存储器输入一重置电流；将该相变化存储器中的数据自该备用存储器存储回该相变化存储器。

本发明更提供一相变化存储器写入的驱动方法，适用于一相变化存储器，该相变化存储器具有多个存储区块，包括选择一存储区块；记录该存储区块的一存取次数；当该存取次数大于一预定值时，标记该存储区块，并于一特定时间点对该存储区块进行一数据刷新操作。当该相变化存储器启动该数据刷新操作后，将该存取次数重置为0。在本方法实施例中，数据刷新操作包括复制并存储该相变化存储器中的数据至一备用存储器；对该相变化存储器输入一重置电流；将该相变化存储器中的数据自该备用存储器存储回该相变化存储器。

本发明提供一种相变化存储器写入的驱动系统，包括一相变化存储器、一备用存储器、一存储器控制器以及一计数器。该计数器用以计数该相变化存储器的一存取次数。当该存取次数大于一预定次数时，该存储器控制器对该相变化存储器进行一数据刷新操作，包括：复制并存储该相变化存储器中的数据至该备用存储器；对该相变化存储器输入一重置电流；将该相变化存储器中的数据自该备用存储器存储回该相变化存储器。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为一般对相变化存储器进行写入与读取的电流脉冲示意图。

图2为根据本发明的一种相变化存储器写入的驱动方法的一实施例的流程图。

图3为根据本发明的一种数据刷新操作的一实施例的流程图。

图4为本发明的一种相变化存储器写入的驱动系统的一实施例的示意图。

主要组件符号说明

I_RESET-重置电流

I_SET-设定电流

I_READ-读取电流

41-相变化存储器

42-备用存储器