[发明专利]确定相变存储器的访问信息的方法、装置和系统

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明总地涉及访问相变存储器器件。更具体地，某些实施例涉及确定描述相变存储器单元的访问的访问信息。

2.背景技术

相变存储器(PCM)使用在与两种不同的晶体结构关联、具有独特电气特性的两个相之间切换的一类材料。更具体地，PCM单元可以多种方式在无定形、无序相和晶体(或多晶)有序相之间改变。这两个相因此关联于值不同的电阻率。

当前，被称为硫族化物或硫属化物（chalcogenic）材料的周期表中VI族元素(例如Te或Se)的合金可以较为有利地用于相变存储器单元。一种有前途的硫族化物形成自Ge、Sb和Te的合金——即Ge₂Sb₂Te₅。相变材料的电阻率在完全置位(晶体)状态和完全复位(无定形)状态之间切换时可变动几个数量级。

计算机组件和/或平台的数据存储和访问速率的改善带来许多要求，这些要求对于总体系统设计而言越来越难以负担，而PCM也未能幸免。用于实现PCM的先前技术——包括确定如何和/或何时能访问PCM单元的技术——日益与系统设计者和工业标准引入的新的、更严格的设计规范相冲突。

附图说明

以解说方式且非限定地在如下附图中示出本发明的多个实施例，在附图中：

图1A是示出根据实施例对其确定访问信息的相变存储器(PCM)单元的框图。

图1B是示出PCM单元电流相关于PCM单元电压的概念表示的曲线图。

图1C是示出PCM单元的阈值电压分布的概念表示的曲线图。

图2A是示出PCM单元的漂移阈值电压分布的概念表示的曲线图。

图2B是示出PCM单元的阈值电压与时间的对数关系的概念表示的曲线图。

图3A是示出根据实施例用于确定访问PCM单元中使用的分界电压的技术的曲线图。

图3B是示出根据实施例用于确定访问PCM中使用的时间窗的技术的曲线图。

图4是示出根据实施例用于确定访问PCM单元中使用的分界电压的技术的曲线图。

图5是示出根据实施例用于确定访问PCM单元中使用的访问信息的计算机系统的元件的方框图。

图6是示出根据实施例用于确定访问PCM单元中使用的访问信息的访问器件的元件的方框图。

图7是示出根据一实施例用于确定访问信息的实施例的方法的流程图。

详细说明

图1示出包括根据实施例对其确定访问信息的相变存储器(PCM)单元102的系统100的挑选出的元件。系统100可包括寄存器、队列、高速缓存、阵列或其它数据存储结构，例如具有一个或多个附加的PCM单元(未示出)。

在一个实施例中，系统100包括耦合至PCM单元102相对两侧以选择性地允许将数据写至PC单元102和/或从PC单元102读取数据的列线105和行线130。列线105和/或行线130各自被称为地址线，其中给定的线可被用来在编程或读取期间对PCM单元102寻址。列线105和/或行线130也被可称为位线和/或字线，这取决于列线105和/或行线130是否或如何用于访问特定的一个PCM单元或多个不同的PCM单元。

PCM单元102（例如在列线105和行线130之间的连续层中）可包括选择性地使PCM单元102与传导电流隔离的双向阈值开关(OTS)110、中间电极115、维持表示具体存储的数据值和OTS110的PCM状态材料120以及底部电极125。要理解，PCM单元102可包括根据各实施例的多种附加和/或替代结构的任何一种，其中这些结构单独或组合地向PCM单元102提供如本文描述的一种或多种阈值电压漂移特性。

在一个实施例中，PCM状态材料120包括相变材料。相变材料可以是具有可通过施加能量（诸如热、光、电压电位或电流）而改变的电气属性(例如电阻、电容等)的材料。相变材料的示例可包括硫族材料或双向材料。

双向材料可以是当施加电压电位、电流、光、热等时经历电子或结构变化并充当半导体的材料。双向材料可用于存储器元件或电子开关。硫族材料可以是包括来自周期表第VI栏的至少一种元素的材料，或者可以是包括氧属元素的一种或多种——例如碲、硫或硒元素中的任何一种——的材料。在一个实施例中，PCM状态材料120可以是碲-锗-锑(Te_xGe_ySb_z)类材料或GeSbTe合金的硫族元素化合物，尽管各实施例不仅限于此。