[发明专利]半导体存储器设备

权利要求书

1.一种半导体存储器设备，包括：

由存储器单元形成的存储器单元阵列，多个存储器单元分别布置在行方向和列方向，每个存储器单元包括可变电阻元件，可变电阻元件中电极被支持在可变电阻器的两个端子中的每一个，电阻状态由两个端子之间的电阻属性定义且通过在两个端子之间施加电应力在两个或更多不同电阻状态之间转变，转变之后的一个电阻状态用于存储信息，其中：

存储器单元阵列被分成多个子组块，

子组块中的每一个包括：

公共字线，每个连接相同行中的存储器单元；以及公共位线，每个连接相同列中的存储器单元；

行解码器，向子组块的字线施加电压；

列解码器，向子组块的位线施加电压，

在存储器单元阵列的所选存储器单元的写入中，

对所选存储器单元中的每一个执行擦除动作和编程动作之一，

在擦除动作中，用于将存储器单元的可变电阻元件的电阻状态转变到具有最低电阻值的擦除状态的擦除电压脉冲施加于所选存储器单元，而不管所选存储器单元的可变电阻元件的电阻状态如何，

在编程动作中，擦除电压脉冲施加于所选存储器单元，且用于将存储器单元的可变电阻元件的电阻状态从擦除状态转变为预定电阻状态的第一编程电压脉冲施加于所选存储器单元，而不管所选存储器单元的可变电阻元件的电阻状态如何，并且

该半导体存储器设备还包括控制电路，其控制编程动作中第一编程电压脉冲向两个存储器单元之一的施加以及擦除动作或编程动作中擦除电压脉冲向两个存储器单元中的另一个的施加，使得对于所选存储器单元的属于不同子组块的两个存储器单元，在相同的动作周期中执行所述施加。

2.根据权利要求1所述的半导体存储器设备，其中：

在执行擦除动作或编程动作之前，不执行读取所选存储器单元的可变电阻元件的电阻状态的初始验证动作。

3.根据权利要求1所述的半导体存储器设备，其中：

控制电路执行验证动作，验证在施加第一编程电压脉冲之后选择为编程目标的存储器单元的可变电阻元件的电阻属性是否处于预定电阻状态的电阻分布范围内，

在验证动作中检测到可变电阻元件的电阻属性处于预定电阻状态的电阻分布范围外的所选存储器单元的情况中，

控制电路重复地执行第二编程动作，直到处于电阻分布范围外的存储器单元的可变电阻元件的电阻属性被带入到预定电阻状态的电阻分布范围内，并且

在第二编程动作中，不管处于电阻分布范围外的存储器单元的可变电阻元件的电阻状态如何，擦除电压脉冲施加于存储器单元，且用于将处于电阻分布范围外的存储器单元的可变电阻元件的电阻状态从擦除状态转变为预定电阻状态的第二编程电压脉冲施加于存储器单元。

4.根据权利要求3所述的半导体存储器设备，其中：

在第二编程动作重复多次的情况中，

在首次的第二编程动作中，

第二编程电压脉冲被设置为具有比第一编程电压脉冲小的电压幅度绝对值，或者设置为当施加第二编程电压脉冲时具有比施加第一编程电压脉冲时更小的可变电阻元件中的电流流动量，并且

在第二次和后续次数的第二编程动作中，

随着执行的第二编程动作的次数的增加，控制电路逐步增加当施加第二编程电压脉冲时可变电阻元件中流动的电流量或第二编程电压脉冲的电压幅度绝对值。

5.根据权利要求1所述的半导体存储器设备，其中：

存储器单元阵列包括由第一子组块和第二子组块组成的一对或更多对子组块，并且

在存储器单元阵列中的所选存储器单元的写入中，

控制电路配置成执行：

向选择为擦除动作或编程动作的目标的第一子组块中的存储器单元施加擦除电压脉冲且向选择为编程动作的目标的第二子组块中的存储器单元施加第一编程电压脉冲的第一动作周期；以及

向选择为编程动作的目标的第一子组块中的存储器单元施加第一编程电压脉冲且向选择为擦除动作或编程动作的目标的第二子组块中的存储器单元施加擦除电压脉冲的第二动作周期。