[发明专利]非易失性半导体存储装置及其动作方法

权利要求书

1.一种非易失性半导体存储装置，其特征在于，

具有：存储单元阵列，其分别在行方向以及列方向配置多个两端子的存储单元，该两端子的存储单元具有通过施加电脉冲使电阻值可逆地变化的可变电阻元件，将同一行的所述各存储单元的一端连接到公共的字线，将同一列的所述各存储单元的另一端连接到公共位线；存储单元选择电路，以行、列或存储单元为单位从所述存储单元阵列中选择所述存储单元；电压切换电路，为对由所述存储单元选择电路选择的选择存储单元进行包括读取动作、写入动作以及擦除动作的多个存储动作，分别对所述字线和所述位线中的与所述选择存储单元连接的选择字线和选择位线、以及所述选择字线和所述选择位线以外的非选择字线和非选择位线，按照所述存储动作施加所述各存储动作中所需的电压；读取电路，对所述选择存储单元内的读取对象的所述存储单元检测按照所述可变电阻元件的电阻值流过的读取电流的大小，读取存储在所述读取对象存储单元中的信息，

在所述读取动作、所述写入动作和所述擦除动作的各动作期间，所述电压切换电路对所述非选择字线和所述非选择位线施加公共的非选择电压。

2.一种非易失性半导体存储装置，其特征在于，

具有：存储单元阵列，其分别在行方向以及列方向配置多个两端子的存储单元，该两端子的存储单元具有通过施加电脉冲使电阻值可逆地变化的可变电阻元件，将同一行的所述各存储单元的一端连接到公共的字线，将同一列的所述各存储单元的另一端连接到公共位线；存储单元选择电路，以行、列或存储单元为单位从所述存储单元阵列中选择所述存储单元；电压切换电路，为对由所述存储单元选择电路选择的选择存储单元进行包括读取动作、写入动作以及擦除动作的多个存储动作，分别对所述字线和所述位线中的与所述选择存储单元连接的选择字线和选择位线、以及所述选择字线和所述选择位线以外的非选择字线和非选择位线，按照所述存储动作施加所述各存储动作中所需的电压；读取电路，对所述选择存储单元内的读取对象的所述存储单元检测根据所述可变电阻元件的电阻值流过的读取电流的大小，读取存储在所述读取对象存储单元中的信息，

所述电压切换电路至少在所述读取动作和所述写入动作的各动作期间，对所述非选择字线和所述非选择位线的一方施加公共的非选择电压，至少在所述读取动作和所述擦除动作的各动作期间，对所述非选择字线和所述非选择位线的另一方施加所述非选择电压。

3.根据权利要求1或2的非易失性半导体存储装置，其特征在于，

在进入所述读取动作、所述写入动作和所述擦除动作的各存储动作之前的各准备动作期间，所述电压切换电路至少对所述非选择字线和所述非选择位线施加所述非选择电压。

4.根据权利要求3的非易失性半导体存储装置，其特征在于，

在所述各准备动作期间，对所述选择字线和所述选择位线施加所述非选择电压。

5.根据权利要求1或2的非易失性半导体存储装置，其特征在于，

在所述读取动作期间，所述电压切换电路对所述选择字线和所述选择位线的一方、所述非选择字线和所述非选择位线施加所述非选择电压，对所述选择字线和所述选择位线的另一方施加与所述非选择电压不同的第一读取电压，

所述第一读取电压和所述非选择电压的电压差的绝对值，成为电压比针对所述可变电阻元件的写入动作所需的写入电压与针对所述可变电阻元件的擦除动作所需的擦除电压的各绝对值的下限值低的预定的读取电压。

6.根据权利要求1或2的非易失性半导体存储装置，其特征在于，

在所述写入动作期间，所述电压切换电路对所述选择字线和所述选择位线的一方施加比所述非选择电压高的第一写入电压，对所述选择字线和所述选择位线的另一方施加比所述非选择电压低的第二写入电压，

所述第一写入电压和所述第二写入电压的电压差的绝对值成为针对所述可变电阻元件的写入动作所需的写入电压。

7.根据权利要求1或2的非易失性半导体存储装置，其特征在于，

在所述擦除动作期间，所述电压切换电路对所述选择字线和所述选择位线的一方施加比所述非选择电压高的第一擦除电压，对所述选择字线和所述选择位线的另一方施加比所述非选择电压低的第二擦除电压，

所述第一擦除电压和所述第二擦除电压的电压差的绝对值成为针对所述可变电阻元件的擦除动作所需的擦除电压。