[发明专利]存储器装置、电路和用于操作电路的方法

说明书

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2009年10月21日、申请号为200980143448.6、发明名称为“电阻式存储器”的发明专利申请案。

技术领域

本发明大体来说涉及半导体存储器领域。更特定来说，在一个或一个以上实施例中，本发明涉及电阻式存储器及操作电阻式存储器的方法。

背景技术

存储器装置通常经提供作为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路。存在许多不同类型的存储器，包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、快闪存储器及电阻式随机存取存储器(RRAM)，例如磁阻式随机存取存储器(MRAM；也称为磁性随机存取存储器)以及其它存储器。

存储器装置用作需要高存储器密度、高可靠性及低功率消耗的各种各样电子应用的非易失性存储器。非易失性存储器可尤其用于个人计算机、便携式存储器棒、固态驱动器(SSD)、个人数字助理(PDA)、数码相机、蜂窝式电话、便携式音乐播放器(例如，MP3播放器)、电影播放器及其它电子装置中。程序代码及系统数据(例如基本输入/输出系统(BIOS))通常存储于非易失性存储器装置中。

存储器单元可布置成矩阵(例如，阵列)。举例来说，若干个存储器单元的存取装置(例如，晶体管)可耦合到形成阵列的“行”的存取线(其一个实例为“字线”)。每一存储器单元的存储器元件耦合到所述阵列的“列”中的数据线(其一个实例为“位线”)。以此方式，通过以下操作存取存储器单元的存取装置：行解码器通过选择耦合到其栅极的字线来激活存储器单元行。选定存储器单元行的经编程状态通过取决于与特定存储器单元的经编程状态相关联的电阻而致使不同电流在存储器元件中流动来确定。

存储器单元可被编程(例如，擦除)到所要状态。也就是说，可为存储器单元设定若干个经编程(例如，电阻)状态中的一者。举例来说，单电平单元(SCL)可表示两个逻辑状态(例如，1、0)中的一者。电阻式存储器单元还可被编程到两个以上经编程状态中的一者，以便表示两个以上二进制数字(例如，1111、0111、0011、1011、1001、0001、0101、1101、1100、0100、0000、1000、1010、0010、0110、1110)。此类单元可称为多状态存储器单元、多数字单元或多电平单元(MLC)。

非易失性电阻式存储器，例如电阻式随机存取存储器(下文中称“RRAM”)，通过使电阻式存储器元件的电阻变化来存储数据。可通过向对应电阻式元件施加预定电流将数据写入到RRAM中的选定存储器单元。可通过沿一个方向流动的各种量值的电流将双极RRAM编程到若干个电阻状态且通过沿相反方向流动的各种量值的电流将双极RRAM编程到若干个额外电阻状态。可根据线性分布或非线性分布来编程电阻状态。

磁阻式(有时简称为“磁性”)随机存取存储器(MRAM)利用磁性存储元件来提供高密度低成本的非易失性高速RAM，而不具有电荷存储型存储器的读取/写入循环耐久性限制。一种类型的MRAM利用在邻近导体中流动的磁场产生电流来控制磁性材料中磁矩的定向。自旋力矩转移(STT)MRAM通过以下方式来控制磁性材料中磁矩的定向：使电流穿过磁性结构(例如，磁性自旋阀、磁性隧道结(MTJ))，使得电流中的电子的磁矩首先由所述磁性结构的一个部分极化为特定定向，所述一个部分接着可将所述特定定向转移到所述磁性结构的另一部分。

发明内容

本发明涉及一种存储器装置(752、903)，其包括：位线(120、720)；源极线(122、722)；电阻式存储器元件(102、702A、702B)，其具有若干个电阻状态；切换装置(710A、710B)，其与所述电阻式存储器元件(102、702A、702B)串联耦合在所述位线(120、720)与所述源极线(122、722)之间；字线(724A、724B)，其经布置以控制所述切换装置(710A、710B)；及写入脉冲产生器(126)及读取感测逻辑(128)，其耦合在所述位线(120、720)与源极线(122、722)之间，其中所述源极线(122、722)可切换地耦合到给所述写入脉冲产生器(126)及读取感测逻辑(128)供电的电压源的中间电位(123)，所述中间电位(123)在所述电压源的正端子的电位和负端子的电位中间。

附图说明