[发明专利]相变存储器装置、系统及其操作方法

说明书

在某些方面，一种存储器装置包括：位线；与位线耦接的多个存储器单元，以及N个选择器，其中，N是大于1的正整数；以及N条字线。多个存储器单元中的每一个包括N个相变存储器(PCM)元件。N个选择器中的每一个与N个PCM元件中的相应一个耦接。N条字线中的每一条与N个选择器中的相应一个耦接。

技术领域

本公开内容涉及相变存储器装置、系统及其操作方法。

背景技术

动态随机存取存储器(DRAM)是一种用于计算机中的存储器装置，其中存储信息并从中取回信息。每个DRAM单元包括集成电路内的晶体管和电容器，并且数据位存储在电容器中。

相变存储器(PCM)是另一种能够在足够的电激励或热激励下改变电阻的存储器装置，其在高速非易失性存储器应用方面已经引起了相当大的关注。具体而言，PCM可以基于通过电热方式对相变材料进行加热而利用相变材料中的非晶相和晶相的电阻率之间的差。

发明内容

在一方面，一种存储器装置包括：位线；与位线耦接的多个存储器单元；以及N个选择器，其中，N是大于1的正整数；以及N条字线。多个存储器单元中的每一个包括N个相变存储器(PCM)元件。N个选择器中的每一个与N个PCM元件中的相应一个耦接。N条字线中的每一条与N个选择器中的相应一个耦接。

在本公开内容的另一方面，一种存储器装置包括位线；与位线耦接的多个存储器单元，多个存储器单元中的每一个包括公共相变存储器(PCM)元件和与公共PCM元件耦接的两个选择器；以及两条字线。两条字线中的每一条与两个选择器中的每一个耦接。

在本公开内容的又一方面，一种系统包括存储器装置和存储器控制器。存储器装置包括位线、与位线耦接的多个存储器单元，多个存储器单元中的每一个包括N个相变存储器(PCM)元件及N个选择器，其中，N是大于1的正整数。N个选择器中的每一个与N个PCM元件中的相应一个和N条字线耦接。N条字线中的每一条与N个选择器中的相应一个耦接。存储器控制器耦接到存储器装置且被配置为通过位线和N条字线控制多个存储器单元。

在本公开内容的又一方面，公开了一种操作存储器装置的方法。该存储器装置包括多个存储器单元和N条字线。多个存储器单元中的每一个包括N个相变存储器(PCM)元件和N个选择器，其中，N是大于1的正整数。N个选择器中的每一个与N个PCM元件中的相应一个耦接。N条字线中的每一条与N个选择器中的相应一个耦接。该方法包括将数据输入到多个存储器单元中的每一个中以从N条字线生成N个信号；以及在N个信号稳定之前，比较从N条字线读取的N个信号中的每两个信号，以输出一位的比较结果。

在本公开内容的又一方面，公开了一种操作存储器装置的方法。该存储器装置包括多个存储器单元、第一字线和第二字线。多个存储器单元中的每一个包括第一相变存储器(PCM)元件、第二PCM元件、第一选择器和第二选择器。第一选择器和第二选择器分别与第一PCM元件和第二PCM元件耦接。第一字线和第二字线分别与第一选择器和第二选择器耦接。该方法包括将第一选择器编程为0并且将第二选择器编程为1，读取第一PCM元件和第二PCM元件以生成第一PCM元件和第二PCM元件的第一电压差，将第一选择器编程为1并且将第二选择器编程为0，读取第一PCM元件和第二PCM元件以生成第一PCM元件和第二PCM元件的第二电压差，响应于确定第一电压差和第二电压差同为正或负，确定第一PCM元件和第二PCM元件中的至少一个出现故障，并且响应于确定第一电压差和第二电压差不同为正或负，确定第一PCM元件和第二PCM元件中的一个功能良好。

附图说明

并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了本公开内容的各方面，并且与说明书一起进一步用于解释本公开内容的原理并且使得相关领域技术人员能够构成和使用本公开内容。

图1示出了根据本公开内容的一些方面的具有存储器装置的示例性系统的框图。

图2示出了根据本公开内容的一些方面的具有比较器电路的示例性PCM存储器装置的框图。