[发明专利]相变存储器结构和写入相变存储器结构的方法

说明书

技术领域

本发明的实施例一般地涉及电子系统和方法，更具体地，涉及存储器结构和写入存储器结构的方法。

背景技术

相变存储器(PCM)结构通过在不同电阻状态之间切换PCM元件而工作。PCM结构可以用于多种设备和不同应用。例如，PCM结构可以用于代替传统的非易失存储器结构，例如闪存结构或电可擦可编程只读存储器(EEPROM)结构。与传统的非易失存储器结构相比，PCM结构对于小数据块具有更高的写入速度，更高的耐久性，更低的成本以及更小的模块尺寸。

为了将数据写入到PCM结构需要相对大的电流以及相对高的电压，该电压比互补金属氧化物半导体(CMOS)存储器的典型电源电压高得多。因此，需要提升PCM结构的电源电压，例如采用片上电荷泵。但是，由于小电荷泵不具有足够的输出驱动以维持所需要的电压，因此PCM固有的大写入电流需要强大的电荷泵。此外，PCM结构中的写入脉冲可能具有尖峰，这可能导致PCM结构的稳定性问题。

发明内容

描述了相变存储器PCM结构以及写入PCM结构的方法。在一个实施例中，PCM结构包括PCM阵列、字线驱动电路、位线驱动电路、源驱动电路以及电压供应电路。位线驱动电路连接到PCM阵列和电接地。还描述了其它实施例。

在实施例中，PCM结构包括PCM阵列、字线驱动电路、位线驱动电路、源驱动电路以及电压供应电路。PCM阵列包括PCM单元的行，其中每行PCM单元包括多个PCM单元，以及其中每个PCM单元包括配置为存储数值的PCM元件和连接到PCM元件并用于选择该PCM元件的选择器件。字线驱动电路连接到PCM单元的行，其中每个字线驱动电路用于访问一行PCM单元。位线驱动电路连接到PCM单元的行和电接地，其中每个位线驱动电路用于访问每行PCM单元中的PCM单元。源驱动电路连接到PCM阵列中至少一些选择器件的源极端子和电接地。电压供应电路连接到字线驱动电路、位线驱动电路和源驱动电路。

在另一实施例中，PCM结构包括PCM阵列、字线驱动电路、位线驱动电路、源驱动电路以及电压供应电路。PCM阵列包括PCM单元的行，其中每行PCM单元包括多个PCM单元，以及其中每个PCM单元包括配置为存储数值的PCM元件和连接到PCM元件并用于选择该PCM元件的选择器件。字线驱动电路连接到PCM单元的行，其中每个字线驱动电路用于访问一行PCM单元。位线驱动电路连接到PCM单元的行和电接地，其中每个位线驱动电路通过位线连接到每行PCM单元中的PCM单元，以及每个位线驱动电路包括连接到电压供应电路和对应位线的p沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管以及连接到电接地和对应位线的n沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。源驱动电路连接到PCM阵列中至少一些选择器件的源极端子和电接地。电压供应电路连接到字线驱动电路、位线驱动电路和源驱动电路，其中电压供应电路是字线驱动电路和位线驱动电路的唯一电压供应源。

在实施例中，一种用于写入PCM结构的方法包括：采用PCM结构的电压供应电路对PCM结构的源驱动电路和PCM阵列充电，其中PCM阵列包括PCM单元，PCM单元通过位线连接到PCM结构的位线驱动电路，并且通过字线连接到PCM结构的字线驱动电路，以及PCM结构的源驱动电路和PCM结构的位线驱动电路连接到电接地；将选定字线通过一个字线驱动电路连接到电压供应电路；以及采用一个位线驱动电路下拉选定位线。

通过下述详细说明并结合附图，并以示例的方式阐述本发明的原理，将明了本发明实施例的其他方面和优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的PCM结构的示意性框图。

图2示出了图1的一个PCM元件的不同电阻状态之间的切换。

图3示出了图1的一个PCM元件的电流/电压曲线。

图4描述了图1的一个位线驱动电路的实施例。

图5描述了图1的一个公共源驱动电路的实施例。

图6示出了图1的PCM结构的复位(RESET)动作的脉冲序列图。

图7示出了图1的PCM结构的置位(SET)动作的脉冲序列图。

图8是根据本发明另一实施例的PCM结构的示意性框图。

图9是根据本发明实施例的写入PCM结构的方法的流程图。

在本说明书中，类似的附图标记可以用来表示相同的元件。

具体实施方式