[发明专利]包括相变存储单元的存储器件及其操作方法

说明书

提供了包括相变存储单元的存储器件及其操作方法。所述存储器件包括连接在位线与字线之间的相变存储(PCM)单元。在复位操作期间，X译码器向字线提供字线电压，并且在复位操作期间，Y译码器向位线提供位线电压。电压偏置电路在复位操作的第一时段期间基于第一偏置产生字线电压和位线电压，在复位操作的第二时段期间基于大于第一偏置的第二偏置产生字线电压和位线电压，在复位操作的第三时段期间基于小于第一偏置和第二偏置的第三偏置产生字线电压和位线电压。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0133765的优先权，通过引用将其全部公开内容并入本文。

技术领域

这里描述的本公开的实施例涉及半导体存储器，更具体地，涉及包括相变存储单元的存储器件及其操作方法。

背景技术

半导体存储器被分类为：其中存储的数据在电源关断时消失的易失性存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)或动态随机存取存储器(DRAM)；或其中存储的数据即使在电源关断时也保持不变的非易失性存储器，例如闪存、相变RAM(PRAM)、磁RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)或铁电RAM(FRAM)。

例如，相变存储(PCM)通过使用相变材料(例如，GST)的物理特性来存储数据。相变材料可以具有晶态或非晶态，并且相变材料的状态可以通过控制提供给相变材料的电流的大小或向相变材料施加电流的时间来改变。为了使相变材料的状态从晶态变为非晶态，需要大的写入电流。大的写入电流导致相变存储的劣化，或者使高速单元的分布更差。

发明内容

本公开的实施例提供了一种包括具有改善的寿命和改善的可靠性的相变存储单元的存储器件及其操作方法。

根据实施例，存储器件包括与第一位线和第一字线连接的第一相变存储单元。在用于将第一相变存储单元的状态从设置状态改变为复位状态的复位写入操作期间，X译码器向所述第一字线提供选择字线电压。在所述复位写入操作期间，Y译码器向第一位线提供选择位线电压。电压偏置电路在所述复位写入操作的第一时段期间，基于第一电压偏置产生所述选择字线电压和所述选择位线电压，在所述复位写入操作的第二时段期间基于大于所述第一电压偏置的第二电压偏置产生所述选择字线电压和所述选择位线电压，并且在所述复位写入操作的第三时段期间，基于小于所述第一电压偏置和所述第二电压偏置的第三电压偏置来生成选择所述字线电压和所述选择位线电压。

根据实施例，包括相变存储单元的存储器件的操作方法包括：(1)在用于将所述相变存储单元写入为复位状态的复位写入操作的第一时段期间，将第一电压偏置施加到与所述相变存储单元连接的位线和字线；(2)在所述复位写入操作的在所述第一时段之后的第二时段期间，向与所述相变存储单元连接的所述位线和所述字线施加大于所述第一电压偏置的第二电压偏置；以及(3)在所述复位写入操作的在所述第二时段之后的第三时段期间，向与所述相变存储单元连接的位线和字线施加等于或小于所述第一电压偏置的第三电压偏置。

根据实施例，包括相变存储单元的存储器件的操作方法包括：接通所述相变存储单元，向所述相变存储单元施加复位写入电流，以及向所述相变存储单元施加至少一个电流脉冲。在至少一个电流脉冲被施加到相变存储单元的同时，与所述相变存储单元连接的位线的电压和与所述相变存储单元连接的字线的电压被均匀地保持。