[发明专利]一种相变存储器编程驱动系统及驱动方法

说明书

技术领域

本发明属于通信电子领域，涉及一种相变存储器编程驱动系统及驱动方法。

背景技术

相变存储器技术是在20世纪60年代末70年代初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。

相变存储器是利用通过对如硫族化合物系列的材料进行加热而使其成为非结晶状态(高阻抗)或结晶状态(低阻抗)的性质的非易失性存储器，一般是通过由电流产生的焦耳热和施加时间，使其在高阻抗(RESET)状态和低阻抗(SET)状态间进行转变。

相变存储器的反复写入次数可以达到10¹²次甚至更高，写入时间需要几个纳秒到几个微秒。通常来说，由于受到制造工艺，环境温度及相变电阻单元初始阻抗等不同因素的影响，对相变存储器中的相变电阻单元置高阻(RESET)操作，需要10ns～500ns的电流加热时间，而对相变存储器中的相变电阻单元置低阻(SET)操作，需要200ns～3000ns的电流加热时间，甚至更广的时间范围。在相变存储器多次反复读出、写入操作后，会有元件特性变化，需要的电流加热时间也会改变，所以如果使用固定不变的编程操作时间与操作电流，会造成相变存储器无法正确写入数据。

并且，由于相变电阻存在OTS效应，即，将电压加在相变电阻单元两端，当电压高于一定阈值后，相变电阻单元的阻抗会陡然下降，但此时相变电阻并没有被实际编程，若去掉加在相变电阻单元的电压，相变电阻会重新回到原来的阻值，在相变电阻单元为高阻状态时，此现象更加明显。对相变电阻单元进行SET操作时，由于OTS效应，在相变电阻阻抗突然降低的瞬间，会有电流过充显现，可能导致SET操作失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种相变存储器编程驱动系统；

此外本发明还提供一种相变存储器编程驱动方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种相变存储器编程驱动系统包括逻辑控制电路，编程脉冲上升沿控制器，编程脉冲保持时间控制器，编程脉冲下降沿控制器，编程脉冲发生电路；所述逻辑控制电路周以控制编程过程中编程脉冲电流的上升沿阶段、保持阶段、下降沿阶段的切换；所述编程脉冲上升沿控制器与所述逻辑控制电路相连，用以控制编程脉冲电流的上升沿级数以及时间；所述编程脉冲保持时间控制器与所述逻辑控制电路相连，用以控制编程脉冲电流保持稳定值的时间长度；所述编程脉冲下降沿控制器与所述逻辑控制电路相连，用以控制编程脉冲电流下降沿级数以及时间；所述编程脉冲发生电路与所述逻辑控制电路相连，用以生成编程脉冲电流。

作为本发明的一种优选方案，所述编程脉冲上升沿控制器包括若干个串联的D触发器和分别与每个D触发器相连的多路选择器，所述多路选择器用以控制所述编程脉冲上升沿控制器的输出。

作为本发明的另一种优选方案，所述编程脉冲保持时间控制器包括分频器，延迟控制电路；所述分频器包括若干个相连的D触发器；所述延迟控制电路与所述分频器相连，包括若干个串联的D触发器和与D触发器输出端相连的若干个多路选择器，所述多路选择器用以控制所述编程脉冲保持时间控制器的输出。

作为本发明的再一种优选方案，所述编程脉冲下降沿控制器包括若干个串联的D触发器和分别与每个D触发器相连的多路选择器，所述多路选择器用以控制所述编程脉冲下降沿控制器的输出。

作为本发明的再一种优选方案，所述逻辑控制电路包括由同一个信号统一控制的若干个多路选择器，用以控制编程过程中的编程脉冲电流上升沿阶段，保持阶段，下降沿阶段的切换。

作为本发明的再一种优选方案，所述编程脉冲发生电路包括若干个并联的传输门，所述传输门的控制端与所述逻辑控制电路相连，所述逻辑控制电路用以控制传输门的打开与关闭次序，打开时间。

一种相变存储器编程驱动方法包括以下步骤：

步骤一，编程脉冲上升沿控制器控制编程脉冲电流的上升沿级数以及时间，编程脉冲保持时间控制器控制编程脉冲电流保持稳定值的时间长度，编程脉冲下降沿控制器控制编程脉冲电流下降沿级数以及时间；

步骤二，逻辑控制电路接收所述编程脉冲上升沿控制器、编程脉冲保持时间控制器、编程脉冲下降沿控制器的输出信号，同时根据设定控制编程过程中的编程脉冲电流上升沿阶段，保持阶段，下降沿阶段的切换；

步骤三，编程脉冲发生电路根据所述逻辑控制电路输出的信号生成编程脉冲电流。