[发明专利]使用相变材料存储器元件的非易失性内容可寻址存储器

权利要求书

1.一种非易失性内容可寻址存储器单元，包括：

第一相变材料元件，所述第一相变材料元件具有连接到匹配线的一端；

第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到字线的栅极、连接到真位-读-写-搜索-线的源极、以及连接到所述第一相变材料元件的另一端的漏极；

第二相变材料元件，所述第二相变材料元件具有连接到所述匹配线的一端；以及

第二晶体管，所述第二晶体管具有连接到字线的栅极、连接到互补位-读-写-搜索-线的源极、以及连接到所述第二相变材料元件的另一端的漏极。

2.根据权利要求1的存储器单元，其中所述第一相变材料元件和第二相变材料元件每一个包括硫属元素化物。

3.根据权利要求1的存储器单元，其中所述第一相变材料元件和第二相变材料元件每一个包括包含锗、锑和碲中的至少一种的合金。

4.根据权利要求1的存储器单元，其中所述第一相变材料元件和第二相变材料元件每一个包括Ge₂Sb₂Te₅。

5.根据权利要求1的存储器单元，其中所述第一晶体管和所述第二晶体管每一个包括n沟道场效应晶体管。

6.一种非易失性内容可寻址存储器系统，包括

多个字线；

多个匹配线；

多个真位-读-写-搜索-线；

多个互补位-读-写-搜索-线；以及

非易失性内容可寻址存储器单元的阵列，其中所述存储器单元中的至少一个包括：

第一相变材料元件，所述第一相变材料元件具有连接到所述多个匹配线中的一个的一端；

第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到所述多个字线中的一个的栅极、连接到所述多个真位-读-写-搜索-线中的一个的源极、以及连接到所述第一相变材料元件的另一端的漏极；

第二相变材料元件，所述第二相变材料元件具有连接到所述匹配线的一端；以及

第二晶体管，所述第二晶体管具有连接到所述字线的栅极、连接到所述多个互补位-读-写-搜索-线中的一个的源极、以及连接到所述第二相变材料元件的另一端的漏极。

7.根据权利要求6的存储器系统，其中非易失性内容可寻址存储器单元的阵列包括非易失性内容可寻址存储器单元的二维矩阵。

8.根据权利要求6的存储器系统，还包括多个匹配线控制模块，其中所述多个匹配线控制模块被分别连接到所述多个匹配线。

9.根据权利要求8的存储器系统，其中，在第一模式中，至少一个匹配线控制模块将匹配线预充电至第一电压电平，以及在第二模式中，在预充电相中将所述匹配线预充电至第二电压电平并在评估相中进行感测操作。

10.根据权利要求6的存储器系统，还包括多个字线驱动模块，其中所述多个字线驱动模块被分别连接到所述多个字线。

11.根据权利要求10的存储器系统，其中，在第一模式中，至少一个字线驱动模块作为字线解码器和驱动器，以及在第二模式中，将所述多个字线驱动到给定的电压电平。

12.根据权利要求6的存储器系统，还包括多个读、写、和搜索线驱动器，其中所述多个驱动器被分别连接到各对所述多个真位-读-写-搜索-线与所述多个互补位-读-写-搜索-线。

13.根据权利要求12的存储器系统，其中至少一个读、写、和搜索线驱动器产生用于切换对应的晶体管的置位信号、复位信号、以及读信号以分别地进行写0操作、写1操作以及读操作。

14.根据权利要求6的存储器系统，其中通过不激活所述字线中的一个或多个，来屏蔽对应的字线并且所述对应的字线不参与内容可寻址存储器搜索操作。

15.根据权利要求6的存储器系统，其中通过将真位-读-写-搜索-线和互补位-读-写-搜索-线的对设定为浮动或者弱高电平中的一种，来阻断对应的搜索线。