[发明专利]非易失性存储装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月21日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2012-0150162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

各种实施例总体而言涉及一种半导体装置，更具体而言，涉及一种包括非易失性存储器单元的存储装置。

背景技术

DRAM作为一般的半导体存储装置包括由开关元件和电容器组成的存储器单元阵列，并且通过将电容器充电或放电来储存数据。DRAM由于其以极高的速率操作而被广泛地利用。然而，由于由电容器组成的存储器单元的特性，所以DRAM具有易失性存储器的特性。已经不断地在研发能最大地保证操作速率并且具有非易失性存储器的特性的下一代存储装置。其代表性的实例是阻变存储装置，所述阻变存储装置包括由电阻值根据温度、电流或电压可变的阻变元件组成的存储器单元阵列。由于阻变存储装置可以以高速来操作，同时具有非易失性存储器的特性，所以作为克服DRAM的缺点的可替选的存储器而受到欢迎。

参见图1，阻变存储器单元包括电阻可变器件。电阻可变器件具有根据流经其的电流而改变的电阻值。具体地，在电阻可变器件是相变元件的情况下，相变元件的状态可以根据电流从结晶状态改变成非晶状态或者从非晶状态改变成结晶状态，以储存特定数据。一般地，需要设定电流SET以将存储器单元转换成结晶状态，并且需要复位电流RESET以将存储器单元转换成非晶状态。

设定电流SET和复位电流RESET应当如图1中的曲线图所示来产生。向存储器单元强劲施加复位电流RESET短的时间、并且以比复位电流RESET小的幅值施加设定电流SET长的时间。具体地，设定电流SET应当具有缓慢减小的缓慢淬火斜率（quenching slope），以将存储器单元MC转换成结晶状态，并且复位电流RESET应当具有快速减小的快速淬火斜率，以将存储器单元MC转换成非晶状态。

漂移现象可以发生在利用电阻可变器件作为存储器单元的阻变存储装置中。漂移现象表示储存在电阻可变器件中的电阻值在数据被写入存储器单元中之后随着时间的推移而增大的一种现象。根据图2A，可以看出，当发生漂移现象时，储存有设定数据SET的存储器单元的电阻值和储存有复位数据RESET的存储器单元的电阻值增大。具体地，在储存有设定数据SET的存储器单元的电阻值增大的情况下，如下情况可能发生：设定数据SET的分布如图2B中所示趋近参考值Rref，并且因此，可能难以在读取操作中验证设定数据SET和复位数据RESET。在图2B中，虚线表示写入数据时的分布，而实线是在将数据写入存储器单元之后随着时间的推移的分布。

为了克服上述漂移现象，阻变存储装置执行与作为易失性存储装置的DRAM相似的刷新操作。然而，为了在阻变存储装置中执行刷新操作，应当重复预读取操作、正常读取操作以及再写入操作。因此，需要很多的时间，并且电流消耗明显地增大。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种非易失性存储装置包括：读取驱动器单元，所述读取驱动器单元被配置成：在用于输出储存在存储器单元中的数据的正常读取操作中，将读取电流施加到存储器单元，以及在刷新操作中将比读取电流大的刷新电流施加到存储器单元。

在本发明的一个实施例中，一种非易失性存储装置包括：电压发生单元，所述电压发生单元被配置成将电源电压提供给感测节点；以及读取电流发生单元，所述读取电流发生单元与感测节点电耦接，并且被配置成响应于读取信号和刷新信号而将读取电流和比读取电流大的刷新电流提供给存储器单元。

在本发明的一个实施例中，一种非易失性存储装置包括：电压发生单元，所述电压发生单元被配置成将电源电压提供给感测节点；感测放大器，所述感测放大器与感测节点耦接，并且被配置成感测感测电压并产生数据输出信号；数据感测单元，所述数据感测单元被配置成响应于数据输出信号而产生设定刷新信号；以及读取电流发生单元，所述读取电流发生单元被配置成响应于读取信号和设定刷新信号而将读取电流和比读取电流大的刷新电流提供给存储器单元。

在本发明的一个实施例中，一种非易失性存储装置包括：电压发生单元，所述电压发生单元被配置成响应于刷新信号和读取信号而将可变电压提供给感测节点；以及读取电流发生单元，所述读取电流发生单元与感测节点电耦接，并且被配置成响应于读取信号和刷新信号而将读取电流和比读取电流大的刷新电流提供给存储器单元。