[发明专利]一种存储器的选通方法及实现该方法的电路结构

说明书

技术领域

本发明涉及存储器的选通方法，尤其是指以二极管为选通管的存储器选通方 法及实现该方法的电路结构。本发明属于微纳电子学技术领域。

背景技术

相变存储器技术是基于Ovshinsky在20世纪60年代末(Phys.Rev.Lett.， 21，1450～1453，1968)70年代初(Appl.Phys.Lett.，18，254～257，1971)提 出的相变薄膜可以应用于相变存储介质的构想建立起来的，是一种价格便宜、性 能稳定的存储器件。相变存储器可以做在硅晶片衬底上，其关键材料是可记录的 相变薄膜、加热电极材料、绝热材料和引出电极材的研究热点也就围绕其器件工 艺展开：器件的物理机制研究，包括如何减小器件料等。相变存储器的基本原理 是利用电脉冲信号作用于器件单元上，使相变材料在非晶态与多晶态之间发生可 逆相变，通过分辨非晶态时的高阻与多晶态时的低阻，可以实现信息的写入、擦 除和读出操作。

相变存储器由于具有高速读取、高可擦写次数、非易失性、元件尺寸小、功 耗低、抗强震动和抗辐射等优点，被国际半导体工业协会认为最有可能取代目前 的闪存存储器而成为未来存储器主流产品和最先成为商用产品的器件。

相变存储器的读、写、擦操作就是在器件单元上施加不同宽度和高度的电压 或电流脉冲信号：擦操作(RESET)，当加一个短且强的脉冲信号使器件单元中 的相变材料温度升高到熔化温度以上后，再经过快速冷却从而实现相变材料多晶 态到非晶态的转换，即“1”态到“0”态的转换；写操作(SET)，当施加一个 长且中等强度的脉冲信号使相变材料温度升到熔化温度之下、结晶温度之上后， 并保持一段时间促使晶核生长，从而实现非晶态到多晶态的转换，即“0”态到 “1”态的转换；读操作，当加一个对相变材料的状态不会产生影响的很弱的脉 冲信号后，通过测量器件单元的电阻值来读取它的状态。

与相变存储器相结合的选通器件，一直是相变存储器实现产业化的关键技 术。目前比较流行的有MOS管选通(1R1T)、三极管选通(BJT)以及二极管选 通(1R1D)。1R1T因为其过大的面积已经逐步退出竞争舞台。目前国际上比较 热门的是三星的1R1D技术以及Numonyx的BJT技术。而其中尤以1R1D技术更具 有前景，因为他拥有BJT技术不可比拟的面积优势。

尽管1R1D技术具有巨大的应用前景，并且吸引了业界广泛的关注，但是依 然有一个关键技术点没有得到很好的解决：寄生三极管效应。如图1所示，操作 单元二极管P极、字线以及邻近二极管的P极构成了一个寄生三极管。字线是基 极，操作单元二极管P极是射电极，邻近二极管的P极是集电极。当操作电流从 操作二极管流向字线时，必定会产生一个电流从字线流向邻近二极管(尽管邻近 二极管处于反偏状态)。这个寄生电流将会对邻近单元产生影响，从而形成串扰。 而这个电流是不需要的，所以也增加了功耗。

因此，实有必要对相变存储器1R1D的选通方式做进一步的改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种存储器的选通方法及实现该方法的 电路结构，用于克服存储器中利用二极管作为选通管时，在选通过程中出现的三 极管寄生效应，从而可解决由于该寄生效应引起的串扰和功耗增加的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种存储器的选通方法，所述存储器采用二极管作为选通器件，对所述存储 器进行读写操作时，针对要操作的存储单元，给其位线施加操作脉冲、字线电压 拉低；针对不操作的存储单元，给其位线施加一个高于字线电压的直流电压，用 以使所述不操作的存储单元流过的电流为零，所述不操作的存储单元与所述要操 作的存储单元处于同一字线。

进一步地，所述的二极管可以是：多晶态或单晶态二极管、肖特基二极管、 栅源或栅漏相连的场效应管、栅源或栅漏相连的MOSFET、齐纳二极管、可控硅 二极管、P-I-N结构二极管等。

其中，所述高于字线电压的直流电压可通过设置于存储器芯片上的外围电路 产生。

一种用于产生所述高于字线电压的直流电压的外围电路，其包括：

包含NMOS管的下拉回路；

包含PMOS管的上拉回路；

以及用于保证上拉回路与下拉回路偏置电流绝对相等的偏置电路；