[发明专利]具有活性离子界面区的非易失性存储器

说明书

背景技术

数据存储设备一般以快速且高效的方式工作以存储和检索数据。一些存储设备利用固态存储器单元的半导体阵列来存储数据的独立位。这类存储器单元可以是易失性的(例如DRAM、SRAM)或非易失性的(RRAM、STRAM、闪存等)。

如所能理解的那样，易失性存储器单元通常仅在持续向装置提供工作电力时保留存储在存储器中的数据，而非易失性存储器单元通常即使在不施加工作电力时也保留存储器中的数据存储。

在这些和其它类型的数据存储装置中，经常希望提高存储器单元形成的效率，尤其是从存储器单元读取数据的方面。

发明内容

本发明的诸个实施例通常关于非易失性存储器单元及其使用方法，诸如但不限于，具有可编程金属化单元(PMC)构造的存储器单元。

根据一些实施例，存储器单元包括：位于导电区和金属区之间的隧穿区，其中所述隧穿区包括位于第一隧穿势垒和第二隧穿势垒之间的活性界面区。响应于将存储器单元编程为选定阻态的写电流，利用来自金属区和导电区两者的离子迁移在该活性界面区中形成高阻性薄膜。

根据其他实施例，本方法包括：提供非易失性存储器单元，该非易失性存储器单元包括位于导电区和金属区之间的隧穿区，其中所述隧穿区包括位于第一隧穿势垒和第二隧穿势垒之间的活性界面区；以及通过施加将存储器单元编程为选定阻态的写电流，利用来自金属区和导电区两者的离子迁移在该活性界面区中形成高阻性薄膜。

表征本发明的各个实施例的这些和其它特征和优点可考虑以下具体讨论和所附附图来理解。

附图说明

图1是根据本发明的各个实施例构造和操作的示例性数据存储设备的概括功能示图。

图2示出能在图1的存储器阵列中使用的示例性存储器单元。

图3概括地示出可将数据写入存储器阵列的存储器单元的方法。

图4概括地示出可从图3的存储器单元中读取数据的方法。

图5示出根据本发明各个实施例构造的示例性阻性感测组件。

图6示出了图5的阻性感测组件的示例性操作。

图7示出了图5的阻性感测组件的示例性操作。

图8示出根据本发明各个实施例构造的示例性阻性感测组件。

图9示出了图7的阻性感测组件的示例性操作。

图10示出根据本发明各个实施例而操作的存储器单元阵列。

图11提供了根据本发明各个实施例而实现的示例性数据写入例程的流程图。

具体实施方式

图1提供根据本发明的各个实施例而构造和操作的数据存储设备100的功能框图。该数据存储设备被构想成包括诸如PCMCIA卡或USB型的外部存储器设备之类的便携式非易失性存储器存储设备。然而，应当理解，设备100的这些特性仅仅是出于说明具体实施例的目的，而非限于所要求保护的主题事项。

设备100的顶层控制由合适的控制器102执行，控制器102可以是可编程的或基于硬件的微控制器。控制器102经由控制器接口(I/F)电路104与主机设备进行通信。在106示出存储器空间包含数个存储阵列108(表示为阵列0-N)，但是可以理解可根据需要利用单个阵列。每个阵列108包括具有选定存储容量的半导体存储器块。控制器102和存储器空间106之间的通信经由I/F104协调。

虽然不作为限制，但可使用任何数量的数据存储和传输协议(诸如逻辑块寻址(LBA)，由此数据被排列并存储在固定尺寸的块(诸如512个字节的用户数据加上用于ECC、备份、报头信息等的开销字节)中。可根据LBA来发布主机命令，并且设备100可进行相应的LBA至PBA(物理块地址)转换以对拟存储或检索的数据的关联位置进行标识并提供服务。

图2示出根据本发明各个实施例构造和操作的存储器单元110的功能框图。单元110具有与开关器件114串联的阻性感测组件(RSE)112。如图所示，开关器件114当处于开路位置时用来急剧地增加单元110的电阻，这有效地防止电流流过。相比而言，闭合位置允许开关器件114接收电流并使其通过单元110。闭合的开关器件114也允许电流沿多个方向流过RSE112。