[发明专利]非易失性存储装置及非易失性存储装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及将可变电阻元件用作非易失性存储元件的非易失性存储装置以及非易失性存储装置的控制方法。

背景技术

对于非易失性存储器，电阻式随机存储器(Resistive Random Access Memory，ReRAM)、导电桥接随机存储器(Conduction Bridge Random Access Memory，CBRAM)、相变随机存储器(Phase-Change Random Access Memory，PCRAM)、磁阻式随机存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)和自旋转移矩随机存取存储(Spin Transfer Torque Random Access Memory，STTRAM)等是已知的。ReRAM将借助电阻状态的变化来存储数据的可变电阻元件用作非易失性存储元件(例如，参考专利文献1和2)。

另外，对于使用前述非易失性存储器的存储单元的构造，例如，1R(1个电阻器)型和1D1R(1个二极管和1个电阻器)型的存储单元是已知的。在多条位线与多条字线的交叉部处布置有这种存储单元的交叉点型(cross-point type)存储装置是已知的。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：公开号为2013-58779的日本未审查专利申请

专利文献2：公开号为2009-217908的日本未审查专利申请

发明内容

在存储单元中使用可变电阻元件的交叉点型存储装置可例如以如下方式执行数据写入：将写入所需的电压施加至存储单元，并由此将可变电阻元件从高电阻状态改变成低电阻状态。这种数据写入被称为“设定”。可例如以如下方式执行数据擦除：将擦除所需的电压施加至存储单元，并由此将可变电阻元件从低电阻状态改变成高电阻状态。这种数据擦除被称为“复位”。

在执行前述数据写入时，为了例如稳定存储单元的特性以及写入特性，需要适当地控制流经存储单元的电流。另外，在执行前述数据擦除时，为了例如稳定存储单元的特性以及擦除特性，需要适当地控制将被施加至存储单元的电压。

上述专利文献1提出了向存储单元施加具有与在数据重写时用于改变电阻的电压的极性相反的极性的初始电压脉冲，并由此稳定在重写次数增加的情况下的特性。然而，上述专利文献1没有考虑对在每次执行数据重写时立即出现的电流或电压的特性的干扰进行稳定。

另外，上述专利文献2例如提出了将在写入数据时流经存储单元的电流值限制成预定限制值，并将在擦除数据时被施加至存储单元的电压值限制为预定限制值。上述专利文献2提出了在电阻状态发生变化时立即控制电流或电压。然而，这种控制不足以既稳定电阻状态发生变化时的状态又稳定电阻状态发生变化之后的状态。

因此，期望提供一种能够稳定伴随电阻变化的操作的非易失性存储装置以及非易失性存储装置的控制方法。

根据本发明的一个实施例的非易失性存储装置包括存储单元，其布置在第一配线和第二配线的交叉部处，并包括可变电阻元件，可变电阻元件的电阻状态在第一电阻状态与第二电阻状态之间变化；写入电路，其将可变电阻元件从第一电阻状态改变成第二电阻状态，并由此将数据写入在存储单元上；以及电流控制器，其对在执行数据的写入时由写入电路在第一配线或第二配线中引起的流动的电流进行控制，并由此将在第一配线或第二配线中流动的电流限制成预定限制电流值。电流控制器在可变电阻元件被改变成第二电阻状态之前的时段内将预定限制电流值设定成第一限制电流值，并在可变电阻元件被改变成第二电阻状态之后将预定限制电流值从第一限制电流值改变成第二限制电流值。

根据本发明的一个实施例的非易失性存储装置的控制方法包括：利用写入电路，将可变电阻元件从第一电阻状态改变成第二电阻状态，并由此在存储单元上执行数据的写入，存储单元布置在第一配线和第二配线的交叉部处并包括可变电阻元件，可变电阻元件的电阻状态在第一电阻状态与第二电阻状态之间变化；以及对在执行数据的写入时由写入电路在第一配线或第二配线中引起的流动的电流进行控制，并由此将在第一配线或第二配线中流动的电流限制成预定限制电流值。作为对电流的控制，在可变电阻元件被改变成第二电阻状态之前的时段内将预定限制电流值设定成第一限制电流值，且在可变电阻元件被改变成第二电阻状态之后将预定限制电流值从第一限制电流值改变成第二限制电流值。