[发明专利]相变存储器的整体擦除装置

说明书

本发明提供一种相变存储器的整体擦除装置，主要是在现有相变存储器的基础上单独增加了包含擦除使能开关、字线电压产生电路、擦除电压产生电路、位线擦除开关电路以及字线擦除开关等的整体擦除装置，以避免受二进制独热码译码器的限制，而应用本发明可以在整体擦除使能信号有效时，所有字线擦除开关开启，所有相变存储单元的选通管都开启，再通过位线擦除开关电路把擦除电压传送到位线上，实现相变存储器快速擦除的效果，而有效解决现有技术中，由于相变存储器没有一次整体擦除的功能，使得每次对整个相变存储器进行擦除时都不得不花费很长时间，进行数万次、上百万次甚至更多次的擦除操作的弊端。

技术领域

本发明涉及一种信息存储器的擦除技术领域，特别是涉及一种相变存储器的整体擦除装置。

背景技术

相变存储器(Phase change random access memory；PCRAM)是一种非易失性随机存取存储器，而相变存储器单元是相变存储器的基本组成单元，是存储的基础，如图1所示是由n*m个相变存储器单元41组成的1T1R(1transistor and 1resistance)相变存储阵列4，相变存储阵列占据了相变存储器芯片的大部分面积，由大量十字交叉的位线(BL)42和字线(WL)43形成的二维平面矩阵组成，并在每个十字交叉点形成相变存储单元41。字线和位线分别通过行译码器和列译码器的列选择器由外部地址信号选中，此时，被选中的相变存储单元被连接到编程/读出模块，通过接口和逻辑控制电路以及参考源和时钟源模块的配合便可以实现对特定存储单元的读、写或擦除等操作。相变存储器中的行列译码器采用二进制的独热码译码方式，通过控制少量的地址信号，控制需要激活的字线和位线，这种方式同一时刻存储阵列字线中最多只有一根被选中；相变存储阵列的位线可以有一根或多根被同时选中，实现单位或多位并行操作，如1bit的单bit操作和16bits的并行操作。

综上所述，相变存储器在进行擦除操作时，只能针对单个相变存储单元(1bit输出的相变存储器)或在n位并行操作时对n个相变存储单元(n bits并行输出的相变存储器)进行擦除操作，具体而言，对1bit输出的相变存储器而言，同一时刻相变存储阵列位线中最多只有一根被选中，而字线也只能有一根被选中，那么，在同一时刻相变存储阵列只能有一个相变存储单元被选中，以1M存储容量1bit输出的PCRAM芯片为例，它有1024条字线和1024条位线，按照二进制独热译码电路的原理，一次操作只能选中一根字线WL和1根位线BL，擦除单个存储单元的操作时间约为500ns，若需要把整个存储阵列擦除，则需要执行1024*1024＝1048576次擦除操作，擦除掉整个存储阵列的时间高达约0.5s！并且执行百万次操作大大增加了操作的复杂度；对n bits并行输出的相变存储器而言，同一时刻存储阵列位线虽然可被同时选中n条，但是一般只有8/16bits，因为受到管脚面积、操作复杂度、以及市场应用的限制，n bits并行输出的数量一般不会超过32，而字线也只能有一根被选中，那么，在同一时刻n bits并行输出的相变存储阵列只能有n个相变存储单元被选中执行擦除操作，而且n《32。以1M存储容量16bits输出的PCRAM芯片为例，它有1024条字线和1024条位线，按照二进制独热译码电路的原理，一次操作只能选中一根字线和16根位线，也就是说，在同一时刻最多只能有16个相变存储单元可以执行擦除操作，而擦除单个相变存储单元的操作时间约为500ns，若需要把整个存储阵列擦除，则需要执行1024*1024/16＝65536次擦除操作，擦除掉整个存储阵列的时间高达32ms！并且需要执行数万次操作增加了操作的复杂度。

故，有必要提出一种克服现有技术种种缺失的相变存储器的整体擦除装置，以避免受二进制独热码译码器的限制，大大影响了擦除效率等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种相变存储器的整体擦除装置，以有效减小擦除时间，进而提高相变存储器的擦除效率。