[发明专利]具有自终止控制功能的电阻内存以及自终止控制方法

说明书

本发明提供一种具有自终止控制功能的电阻内存以及用于电阻内存的自终止控制方法。至少一内存单元包括单元晶体管和电阻组件。耦接到源极线的终止开关根据比较结果终止写入操作。比较器将源极线节点的电压与参考电压进行比较以输出比较结果，其中源极线节点位于至少一内存单元与终止开关之间，且源极线节点的电压响应于电阻组件的电阻。可变电阻电路根据电阻组件的目标电阻提供有效电阻，且输出参考电流。参考电压节点耦接到可变电阻电路和比较器，且接收参考电流以将参考电压提供到比较器。

技术领域

本发明涉及一种非易失性内存，尤其涉及一种具有自终止控制功能的电阻内存以及自终止控制方法。

背景技术

电阻性随机存取内存(resistive random access memory，RRAM)为一种类型的非易失性内存且拥有例如结构简单、容量大、成本低、功率低以及速度快的优点。RRAM的每一内存单元可具有二元状态，即高电阻状态(high resistance state，HRS)以及低电阻状态(low resistance state，LRS)。写入电流施加到选定的内存单元以改变状态。在执行一设置(SET)操作时，写入电流被电流增量增大直到选定的内存单元从HRS切换为LRS为止。然而，由于写入终止时序因温度或制程而发生变化，因此内存单元的最终低电阻也从目标值偏移。因此，如何避免低电阻偏差以及提出一种稳定的自终止电路成为目前电阻性随机存取内存的技术发展的一个重要问题。

发明内容

本发明提供一种具有自终止控制功能的电阻内存以及一种自终止控制方法，其可实现不受制程、电压和温度(process,voltage,and temperature，PVT)或工艺角(processcorners)影响的准确自终止控制。

本发明的电阻存储器具有自终止控制功能，且包含至少一内存单元、源极线控制电路和电流参考电路。至少一内存单元耦接到位线和源极线且包括单元晶体管和电阻组件，其中电阻组件的电阻在写入操作期间发生变化。源极线控制电路包含终止开关和比较器。终止开关耦接到源极线且根据比较结果终止对至少一内存单元执行的写入操作。比较器将源极线节点的电压与参考电压进行比较以输出比较结果，其中源极线节点位于源极在线且位于至少一内存单元与终止开关之间，且源极线节点的电压响应于电阻组件的电阻。电流参考电路包含可变电阻电路和参考电压节点。可变电阻电路根据电阻组件的目标电阻提供有效电阻，且输出参考电流。参考电压节点耦接到可变电阻电路和比较器，且接收参考电流以将参考电压提供到比较器。

一种用于本发明的电阻内存的自终止控制方法，其包含以下步骤：根据选定内存单元的电阻组件的目标电阻对电阻内存的选定内存单元执行写入操作，且相应地产生源极线电压；根据电阻组件的目标电阻提供虚拟内存单元的有效电阻且基于所述有效电阻输出参考电压，其中虚拟内存单元配置成对应于选定内存单元；将源极线电压与参考电压进行比较以产生比较结果；以及根据比较结果终止写入操作。

为了使前述内容更容易理解，以下详细地描述伴有附图的若干实施例。

附图说明

包含附图以提供对本发明的进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的示范性实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1为描绘本发明的一实施例的电阻内存的方块图；

图2为描绘本发明的一实施例的电阻内存的示意性电路图；

图3为描绘本发明的一实施例的电阻内存的示意性电路图；

图4为根据本发明的一实施例的用于电阻内存的自终止控制方法的流程图。

附图标记说明

100、200、300：电阻内存；

110、210：源极线控制电路；

120、220：电流参考电路；