[发明专利]电阻性存储器阵列及其操作方法

说明书

技术领域

本发明是关于电阻性存储器以及用于控制电阻性存储器的操作的方法，且更具体言之，是关于电阻性存储器具有用于储存数据的两个存储器层的电阻性存储器以及用于控制所述电阻性存储器的操作的方法。本发明亦是关于基于上述电阻性存储器的电阻性存储器阵列以及用于控制电阻性存储器阵列的操作的方法。

背景技术

随着通信技术的发展以及因特网的风行，公众对尤其关于大容量以及快速传输速度的音频-视频数据传输的信息的通信及处理的需求正增长。另一方面，在全球竞争的情形下，工作环境不限于办公室，而是可随时在世界上任何地方，且需要大量信息以支持此动作与决策。因此，对包含行动平台的携带型数字设备(诸如，数字笔记本电脑(notebook computer；NB)、个人数字助理(personal digital assistant；PDA)、电子书(electronic book；e-book)、移动电话以及数字静态相机(digital still camera；DSC))的要求正显著增长。相应地，经由储存设备存取上述数字产品的要求亦极大增长。

自1990以来，开发出半导体储存式存储器，所述存储器现成为储存介质的新技术。为了满足对存储器与大量数据的储存或传输的增长的要求，开发新型存储器装置极为重要且极具价值。新型存储器装置之一是电阻性存储器，电阻性存储器通过调整其存储器层的电阻来储存数据。因为已知电阻性存储器具有用于储存数据的单个存储器层，所以其可储存的数据量极其有限。

发明内容

因此，本发明的实施例的目标为提供一种用于控制电阻性存储器的操作的方法。电阻性存储器具有第一存储器层、第二存储器层以及介质层。介质层形成于第一存储器层与第二存储器层之间。所述方法包括至少以下步骤：(a)测量第一存储器层与第二存储器层之间的电阻，以及根据所测量的电阻来判定第一状态、第二状态以及第三状态中的哪一者为电阻性存储器的状态。

本发明的实施例的另一目标为提供一种电阻性存储器。电阻性存储器具有第一固态电解质、第二固态电解质以及可氧化电极。可氧化电极形成于第一固态电解质与第二固态电解质之间。第一固态电解质以及第二固态电解质由过渡金属氧化物或含有至少一种硫族元素的材料制成。

本发明的实施例的另一目标为提供一种电阻性存储器。电阻性存储器具有第一势垒层、第二势垒层以及金属氧化物层。金属氧化物层形成于第一势垒层与第二势垒层之间。第一势垒层与金属氧化物层之间设置有第一作用区域，且第二势垒层与金属氧化物层之间设置有第二作用区域。

本发明的实施例的另一目标为提供一种存储器装置。存储器装置包括第一存储器层、第二存储器层以及介质层。第一存储器层具有M种电阻性状态，且第二存储器层具有N种电阻性状态。M大于或等于3。介质层形成于第一存储器层与第二存储器层之间。存储器状态的至少(M+N-1)种电阻性状态可根据第一存储器层与第二存储器层之间的电阻来区别。

在本发明的实施例中，步骤(a)包括通过将第一电压施加至电阻性存储器来测量电阻作为第一电阻；在第一电阻等于预定值时，判定电阻性存储器的状态为第一状态；在第一电阻不同于预定值时，通过将第二电压施加至电阻性存储器来测量电阻作为第二电阻；以及在第二电阻等于第一电阻时，判定电阻性存储器的状态为第二状态，或在第二电阻不等于第一电阻时，判定电阻性存储器的状态为第三状态。

在本发明的实施例中，所述方法更包括在将电阻性存储器的状态判定为第三状态时，将电阻性存储器再编程为处于第三状态。

在本发明的实施例中，电阻性存储器具有两个存储器层，其中的每一个能够储存数据。因此，可由电阻性存储器储存的总数据量增大。

本发明的实施例的另一目标为提供一种电阻性存储器阵列，所述电阻性存储器阵列包含配置成列及行的多个电阻性存储器单元、多条字线以及多条位线。每一电阻性存储器单元包含第一存储器单元以及第二存储器单元，所述第二存储器单元安置于第一存储器单元之下且与其串联电连接。每一字线耦接至一列电阻性存储器单元的第一存储器单元。每一位线耦接至一行电阻性存储器单元的第二存储器单元。

在本发明的实施例中，上述电阻性存储器阵列中的每一电阻性存储器单元可为上述的具有第一固态电解质、第二固态电解质以及可氧化电极的电阻性存储器或上述的具有第一势垒层、第二势垒层以及金属氧化物层的电阻性存储器。