[发明专利]用于存储数据的设备和用于读取存储单元的方法

说明书

背景技术

绝缘或半导体基质中掺杂剂的存在能够提高基质的导电率。掺杂剂能够被引入到基质中或在基质中移动，以动态地更改电气装置的电气操作。在一些情况下，通过在基质上施加电流，能够诱发掺杂剂移动或运动。在施加电流之后，掺杂剂的位置和特性保持稳定，直到另一电流的施加足以使掺杂剂移位。典型地，改变掺杂剂在基质中的布局会导致装置的电阻改变。通过基于掺杂剂的电阻改变而显示历史电气条件的记忆的电气装置被称为忆阻装置。

附图说明

图1A和图1B例示了现有技术的存储单元。

图2例示了示例性存储器接口配置。

图3例示了示例性存储器模块。

图4例示了另一示例性存储器模块。

图5A例示了在出现存储单元的写周期之前根据在此公开的教导操作的示例性存储单元。

图5B例示了在出现存储单元的写周期之后的图5A的示例性存储单元。

图5C例示了在出现存储单元的第一读周期之后的图5B的示例性存储单元。

图5D例示了在出现存储单元的第二读周期之后的图5C的示例性存储单元。

图6A和图6B例示了能够用于对图5A-5D所示的示例性存储单元提供电流的示例性电路。

图7是例示能够用于读取存储器内容的示例性过程的流程图。

具体实施方式

忆阻装置将数据存储为与该忆阻装置内的掺杂剂分布状态相对应的电阻。由于该忆阻装置内的掺杂剂分布是先前所施加的电流的反映，因此忆阻装置承载已被施加至该忆阻装置的历史电流的记忆。

因而，忆阻装置适合用作存储单元。传统上，用于将数据写入（如，将位设置为“1”或将位清为“0”）忆阻存储单元的技术包含在写周期期间在忆阻存储单元上施加写入电流。忆阻存储单元的传统读取包含在第一读周期期间沿第一方向在忆阻存储单元上施加读电流，并且在后续读周期期间沿相同（即，第一）方向施加读电流。

然而，在用于读取忆阻存储单元的已知方法中，沿相同方向在忆阻存储单元上反复施加读电流会增加忆阻存储单元中的掺杂剂。这种掺杂剂的增加可能需要越来越大安培数的读电流来使检测电路读取存储在忆阻存储单元中的数据，可能需要更高的电压源和/或电流源来产生更高的读电流，和/或可能需要更长的时间来使检测电路读取存储在忆阻存储单元中的数据。反复地沿相同方向在忆阻存储单元上施加读电流最终将掺杂剂水平提高到会致使忆阻存储单元在存储和读取数据上无效或不令人满意的极高浓度或密度。即，掺杂剂再分布的积累将足以读取忆阻存储单元的检测电流的量沿偏离标定中心点的正方向或负方向远离该标定中心点。因此，用于读取存储单元的内容的检测逻辑或检测电路的灵敏度随时间减小，最终致使存储单元不能操作或不令人满意。在一些情况下，施加过高的读电流和/或过长时间施加读电流会无意地更改或扰乱存储在存储单元中的信息。

与用于读取存储单元的已知方法不同，本文中公开的示例性方法、设备和制品能够用于读取诸如忆阻存储单元的存储单元，同时降低和在一些示例中消除存储单元中掺杂剂浓度或分布的不期望增加。因此，实现了这种存储单元使用寿命的延长。

在一些公开的示例性方法中，在存储单元的第一读周期期间，沿第一方向在存储单元上施加第一电流，以读取存储单元的内容。在相同存储单元的第二读周期期间，沿与第一方向相反的第二方向在该存储单元上施加第二电流，以减少对存储单元寿命的影响的方式（如，不增加掺杂剂分布）读取存储单元的内容。

在一些公开的示例性电路中，在存储单元的第一读周期期间，通过在该存储单元上施加用于将该存储单元掺杂剂的第一分布改变为第二分布的第一电流，来读取该存储单元的内容。掺杂剂的第一分布和第二分布代表相同的存储信息。然而，第二掺杂剂分布具有大于第一掺杂剂分布的掺杂剂浓度。在该存储单元的第二读周期期间，一些此类示例性电路通过在该存储单元上施加用于将掺杂剂的第二分布改变为掺杂剂的第一分布的第二电流，来读取该存储单元的内容，而不改变存储在该存储单元中的信息。