[发明专利]使用可变电阻元件的非易失性存储器及其相关的驱动方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0143772的优先权，通过引用将其内容合并于此，就如同在此对其进行完整阐述一样。

技术领域

本发明构思大体上涉及半导体器件，更具体地，涉及使用可变电阻元件的非易失性存储设备及其相关的驱动方法。

背景技术

使用电阻材料的非易失性存储器包括相变随机存取存储器（PRAM）、电阻RAM（RRAM）、和磁性RAM（MRAM）。而动态RAM（DRAM）或闪速存储器使用电荷来存储数据，使用电阻材料的非易失性存储器使用诸如硫族化物合金（在PRAM的情况下）的相变材料的状态变化、可变电阻材料（在RRAM的情况下）的电阻变化、或者根据铁磁材料（在MRAM的情况下）的磁化状态的磁性隧道结（MTJ）薄膜的电阻变化来存储数据。

特别地，当PRAM的相变材料在被加热后冷却时，PRAM的相变材料变成晶体状态或无定形状态。相变材料在结晶状态下具有低的电阻，并且在非晶状态下具有高电阻。因此，结晶状态可以被定义为设置数据或数据0，和无定形状态可以被定义为复位数据或数据1。

发明内容

本发明构思提供了一种可以减少写入/验证操作循环的次数的非易失性存储器。

本发明构思还提供了一种可以减少写入/验证操作循环的次数的非易失性存储器的驱动方法。

本发明构思的一些实施例提供了一种非易失性存储器的驱动方法。该驱动方法包括：向电阻存储器单元提供基于先前的写操作来调整的起始脉冲，以写入数据；使用起始脉冲验证数据是否被准确地被写入；以及根据验证结果，通过增量单向写入方法或者减量单向写入方法来执行对于电阻存储器单元的写操作。

本发明构思的另外的实施例提供了一种非易失性存储器的驱动方法。该驱动方法包括：通过在第一循环的次数的持续时间中的增量单向写入方法来在多个第一电阻存储器单元上写入数据，以及通过在第二循环的次数的持续时间中的减量单向写入方法来在多个第二电阻存储器单元上写入数据;以及使用第一循环的次数和第二循环的次数来调整下一个写操作的起始脉冲。

另外，本发明构思的另外的实施例提供了一种非易失性存储器的驱动方法。该驱动方法包括：在写操作的第一循环中向电阻存储器单元提供起始脉冲，以写入数据；以及使用彼此不同的第一验证参考值和第二验证参考值来执行验证操作；并且将针对在从写操作的第二循环到最后一个循环的范围内的每个循环变化的写脉冲提供给电阻存储器单元，以写入数据；以及使用第一验证参考值而不使用第二验证参考值来执行验证操作。

本发明构思的一些实施例提供了一种非易失性存储器，其包括：电阻存储器单元、对应于电阻存储器单元的感应放大器、以及对应于电阻存储器单元的写驱动器。写驱动器向电阻存储器单元提供基于先前的写操作而确定的起始脉冲；感应放大器使用起始脉冲来进行验证操作；以及写驱动器根据验证结果，通过增量单向写入方法和减量单向写入方法来在电阻存储器单元上执行写操作。

附图说明

参考如图，通过详细描述实施例，本发明构思的上述和其它特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是示出了根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的布局图。

图2和图3示出了在图1中所示的存储器单元阵列的结构。

图4是示出了根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的框图;

图5至图7示出了根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的驱动方法。

图8示出了根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的操作方法的影响。

图9是示出了根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的驱动方法的代表性流程图。

图10是根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的框图。

图11和图12示出了在图10中所示的写入/验证单元的示例性结构。

图13是根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器件的框图。

图14是示出了根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的驱动方法的流程图。

图15是示出了根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的驱动方法的流程图。

图16至图20示出了根据本发明构思的一些实施例的存储器系统。

图21是使用根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的存储器系统的示例性框图。

图22是使用根据本发明构思的一些实施例的非易失性存储器的存储器系统的示例性框图。