[发明专利]可变电阻存储器件及其操作方法

说明书

本发明公开了一种可变电阻存储器件及其操作方法，所述操作方法包括以下步骤：预读取步骤，所述预读取步骤包括以下步骤：利用第一参考电压读取第一参考单元，利用第二参考电压读取第二参考单元，以及基于第一参考电压和第二参考电压来设定第三参考电压；以及主读取步骤，所述主读取步骤利用第三参考电压来读取选中的存储器单元。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月29日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2012-0094864的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体而言涉及一种半导体存储器件，更具体而言，涉及一种可变电阻存储器件及其操作方法。

背景技术

一般而言，半导体存储器件分成易失性存储器件和非易失性存储器件。易失性存储器件在电源切断时丢失储存在其中的数据，而非易失性存储器件即使电源切断也保留储存在其中的数据。非易失性存储器件可以包括各种类型的存储器单元。

根据存储器单元的结构，非易失性存储器件可以分成快闪存储器件、使用铁电电容器的铁电RAM（FRAM）、使用隧穿磁阻（TMR）层的磁性RAM（MRAM）、使用硫族化物合金的相变存储器件等。具体地，相变存储器件是利用了基于温度变化的相变（即，电阻变化）的非易失性存储器件。出于此原因，相变存储器件也被称作可变电阻存储器件。

相变存储器件包括由相变材料形成的存储器单元，所述相变材料例如为锗（Ge）-锑（Sb）-碲（Te）混合物（GST）（在下文中，被称作GST材料）的硫族化物合金。GST材料具有非晶状态和结晶状态，非晶状态具有较高电阻率，结晶状态具有较低电阻率。相变存储器件的存储器单元可以储存与非晶状态相对应的数据“0”和与结晶状态相对应的数据“1”。可以将GST材料加热以将与非晶状态或者结晶状态相对应的数据编程到相变存储器件的存储器单元中。例如，可以通过调整用于加热GST材料的电流的幅值和电流的施加时间来控制GST材料的非晶状态或结晶状态。

然而，随着在编程操作之后时间的流逝，在形成相变存储器件的存储器单元的GST材料中可能发生电阻漂移。当发生电阻漂移时，GST材料的电阻值不会保持固定的值，而是增加。GST材料的电阻改变可能减小存储器单元的感测余量，由此降低相变存储器件的可靠性。

发明内容

本文描述了一种可靠性改善的可变电阻存储器件及其操作方法。

在一个实施例中，一种可变电阻存储器件的操作方法包括以下步骤：预读取步骤，所述预读取步骤包括以下步骤：利用第一参考电压读取第一参考单元，利用第二参考电压读取第二参考单元，以及基于第一参考电压和第二参考电压来设定第三参考电压；以及主读取步骤，所述主读取步骤利用第三参考电压来读取选中的存储器单元。

在一个实施例中，一种可变电阻存储器件包括：存储器单元，所述存储器单元被布置在字线和位线彼此相交叉的区域；第一参考单元和第二参考单元，所述第一参考单元和第二参考单元与字线连接；参考感测放大器，所述参考感测放大器被配置成对第一参考单元和第二参考单元执行读取操作，并且基于用于第一参考单元的读取操作的第一参考电压和用于第二参考单元的读取操作的第二参考电压来产生第三参考电压；以及主感测放大器，所述主感测放大器被配置成根据第三参考电压发生码来选择第三参考电压，并且利用选中的第三参考电压来执行用于存储器单元的读取操作。

附图说明

结合附图描述本发明的特点、方面和实施例，其中：

图1是说明根据一个实施例的可变电阻存储器件的框图；

图2是用于解释图1的存储器单元阵列中包括的存储器单元的存储器元件的图；

图3是用于解释图2中所示的GST材料的特性的图；

图4是说明存储器单元的基于GST材料的状态的电阻分布的图；