[发明专利]相变存储器的写入系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变存储器的写入系统与方法。 

背景技术

随着便携式应用产品的发展，使得非易失性存储器的需求有日渐增加的趋势，相变存储器技术由于具有速度、功率、容量、可靠度、工艺整合度、以及成本等具竞争力的特性，已被视为下一时代最具有潜力的非易失性存储器技术。 

相变存储器的操作主要是通过两种不同大小的电流脉冲施加在相变存储器之上，使得相变存储器由于欧姆加热的效应，导致局部区域因不同的温度改变而引发相变材料的非晶态(amorphous state)与结晶态(crystalline state)的可逆相转变，并通过此两相变结构所呈现的不同电阻值来达到存储数据的目的。图1为一般对相变存储器进行写入与读取的电流脉冲示意图。当相变存储器进行RESET操作时，主要是施加一脉冲宽度较短且脉冲高度较高的重置电流I_RESET，通过此脉冲的施加使得相变存储器局部区域的温度会高于相变材料的熔点温度(T_m)而融化。当此融化的区域在瞬间降温时，由于没有足够的时间来进行再结晶，因此在凝固的过程中会形成非晶态，此时相变材料具有高阻值。另一方面，当相变存储器进行SET操作时，则是利用一脉冲宽度较宽且脉冲高度较低的设定电流I_SET，通过此脉冲的施加使得相变存储器局部区域的温度介于相变材料的结晶温度(T_c)与熔点温度(T_m)之间，如此经过SET操作之后的非结晶化区域则可再被结晶。如上所述，相变存储器的RESET操作与SET操作即如同存储器中的写入(write)与擦除(erase)操作，最后通过将相变存储器操作在结晶态与非晶态之间的电阻差异来达到存储的效果。当读取相变存储器中的数据时，则利用一电流大小小于I_SET的读取电流I_read来判断其电阻值，以得知其存储的数据。 

发明内容

本发明的一实施例为一种相变存储器的写入系统，包括一第一写入电路、一验证电路、一第一相变存储单元与一第二相变存储单元。该第一写入电路，执行一写入程序，接收一第一数据并写入至该第一相变存储单元。该验证电路，执行一验证程序，包括一处理单元以及一第二写入电路。该处理单元，读取并比较该第二相变存储单元存储的数据与一第二数据。该第二写入电路，当该第二相变存储单元存储的数据与一第二数据并不符合时，将该第二数据再次写入该第二相变存储单元。 

本发明的另一实施例为一种相变存储器的写入方法，利用一验证电路与一第一写入电路完成，包括：在一第一周期内对一第一相变存储单元进行一写入程序；在该第一周期内对一第二相变存储单元进行一验证程序；若该第二相变存储单元验证失败，则该验证电路输出一电流调整信号至该第一写入电路，调整该第一写入电路输出的第一写入电流。 

附图说明

图1为一般对相变存储器进行写入与读取的电流脉冲示意图。 

图2为一相变存储器的电流与电阻特性曲线图。 

图3为根据本发明的一相变存储器的控制电路的示意图。 

图4为根据本发明的相变存储器的写入与验证操作流程图。 

图5为一已知的相变存储器的写入与验证操作与根据本发明的相变存储器的写入与验证操作的一实施例的时序图。 

图6为根据本发明的一相变存储器的写入系统的一实施例的示意图。 

图7为一写入电路与辅助写入电路的一实施例的电路示意图。 

图8为根据本发明的一相变存储器的写入系统的另一实施例的示意图。 

附图符号说明 

31～读取与验证电路 

32～写入电路 

33～相变存储器阵列 

34～读取电路 

35～验证电路 

36、37～位线 

61～验证单元 

62～第一写入电路 

63～相变存储器 

64～处理器 

65～读取电路 

66～第二写入电路 

81～验证单元 

82～第一写入电路 

83～相变存储器 

84～检测及比较电路 

85～电流调整电路 

86～读取电路 

87～第二写入电路 

具体实施方式