[发明专利]电阻变化型非易失性存储装置

权利要求书

1.一种电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

具备：

存储单元阵列，以矩阵状配置存储单元而构成，该存储单元具备电阻变化元件和与上述电阻变化元件串联连接的第1开关元件，上述电阻变化元件由第1电极、第2电极、和夹在上述第1电极及第2电极之间、对应于对上述第1电极及第2电极间施加的电压的极性而可逆地转变为高电阻状态或低电阻状态的非易失性的电阻变化层构成；

选择电路，从构成上述存储单元阵列的存储单元中选择至少一个存储单元；

高电阻状态写入电路，对由上述选择电路选择的存储单元施加电压，以使得作为用来使包含在该存储单元中的电阻变化元件从低电阻状态转变为高电阻状态的电压而以该电阻变化元件的第1电极为基准对第2电极施加正的电压；以及

低电阻状态写入电路，对由上述选择电路选择的存储单元施加电压，以使得作为用来使包含在该存储单元中的电阻变化元件从高电阻状态转变为低电阻状态的电压而以该电阻变化元件的第2电极为基准对第1电极施加正的电压；

上述低电阻状态写入电路具有对上述存储单元施加上述电压的、输出端子相互连接的第1驱动电路及第2驱动电路；

当上述低电阻状态写入电路对上述存储单元施加上述电压时上述第1驱动电路输出第1电流；

当上述低电阻状态写入电路对上述存储单元施加上述电压时，在上述第1驱动电路的输出端子处的电压比预先确定的第1基准电压高的情况下上述第2驱动电路输出第2电流，在上述输出端子处的电压比上述第1基准电压低的情况下上述第2驱动电路为高阻抗状态。

2.如权利要求1所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

上述第2驱动电路具有：

第1比较电路，将上述第1驱动电路的输出端子处的电压与上述第1基准电压进行比较；以及

第1驱动元件，根据上述第1比较电路中的比较结果，提供上述第2电流。

3.如权利要求2所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

还具有产生上述第1基准电压的第1基准电压产生电路；

上述第1比较电路将上述第1驱动电路的输出端子处的电压与由上述第1基准电压产生电路产生的上述第1基准电压进行比较。

4.如权利要求2所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

上述第1比较电路是逻辑运算元件；

上述逻辑运算元件通过将用来判别被输入的逻辑值的状态的阈值电压用作上述第1基准电压，从而进行上述比较。

5.如权利要求1～4中任一项所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

上述第1基准电压设定在上述低电阻状态写入电路应输出的电压的范围内，以使对上述电阻变化元件施加的电压在作为低电阻变化电压而可能发生的电压范围内，该低电阻变化电压是该电阻变化元件从高电阻状态转变为低电阻状态的阈值电压。

6.如权利要求5所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

如果设每当上述电阻变化元件的电阻变化时可能发生的上述低电阻变化电压的平均值为VR、最小值为VR1，设从上述低电阻状态写入电路到上述电阻变化元件的电压下降的最小值为VD1、最大值为VD2，

则上述第1基准电压VREF1处于(VD1+VR1)≤VREF1≤(VD2+VR)的范围中。

7.如权利要求6所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

上述电阻变化层由钽及铪中的某一种的欠氧型的过渡性金属氧化物层构成；

上述第1电极和上述第2电极由具有不同的标准电极电位的材料构成；

上述第1电极的标准电极电位V1、上述第2电极的标准电极电位V2、和包含在上述电阻变化层中的钽及铪中的某一种的标准电极电位Vt满足Vt＜V2、且V1＜V2；

上述低电阻变化电压的偏差的上述低电阻变化电压的平均值是0.8V，最小值是0.7V；

上述第1基准电压是0.75V～1.10V。

8.如权利要求1～7中任一项所述的电阻变化型非易失性存储装置，其特征在于，

上述第2电流比上述第1电流小、且比0安培大。