[发明专利]一种非易失性存储器数据读取方法

说明书

本发明涉及一种非易失性存储器数据读取方法，具体如下：外围读取电路模块同时与低阻值参考单元、数据单元、高阻值参考单元相连，产生的读取信号分别记为S_L、S_D、S_H；信号处理模块输入端与外围读取电路模块相连，同时与低阻值参考单元、数据单元、高阻值参考单元相连，接收读取信号S_L、S_D、S_H；信号处理模块输出端与信号判决模块输入端相连，对接收的信号S_L、S_D、S_H处理，并输出两个处理后的信号，分别为D_L与D_H；信号判决模块的两个输入端与信号处理模块两个输出端相连，接收信号D_L与D_H，进行比较判决并放大，输出最终数据读取结果。本发明可极大减小工艺参数偏差的影响；同时可进一步提高读取裕度，进而提高非易失性存储器的数据读取可靠性。

技术领域

本发明涉及一种非易失性存储器数据读取方法。属于存储器技术领域。

背景技术

近年来，新型非易失性存储器技术迅速发展，并逐渐进入应用阶段，如自旋转移矩磁性随机存储器(Spin Transfer Torque Magnetic Random Access Memory，STT-MRAM)，阻变式随机存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)，与相变随机存储器(PhaseChange Random Access Memory，PCRAM)等，其工作原理为通过改变存储单元中非易失性存储器件的电阻值状态，使其在高阻值(R_H)和低阻值(R_L)之间变换，并以此存储数据信息。比如高阻值代表数据比特“1”，低阻值代表数据比特“0”，或者反之亦然。

一般而言，一个存储器包含两种存储单元，一种是数据单元，其电阻状态可变，记为R_data，用于存储二进制数据信息；另一种是参考单元，其电阻状态已知，记为R_ref(其电阻值通常为R_ref＝(R_H+R_L)/2)，用于读取数据时，给数据单元提供判决参考信号。典型的存储单元结构如附图1所示，由一个非易失性存储器件(可看作一个可变电阻R_data)和一个晶体管构成。

典型的非易失性存储器数据读取方案如附图2所示，读取数据时，通过给数据单元和参考单元同时施加相同的电流(或电压)来检测它们相应的输出电压(或电流)，然后进行对比，即可判断出数据单元中存储的信息。然而实际中，由于工艺参数偏差的影响，存储单元的阻值存在波动。当读取判决裕量不能克服读取电路本身的输入失配时，则可能产生读取错误，影响存储器的数据读取可靠性。此外，由于工艺尺寸不断微缩，工艺参数偏差不断增大，读取裕度下降，使得读取可靠性不断下降。典型的数据读取方案已难以满足实际需求。

发明内容

一、发明目的：

针对上述背景中提到的问题，本发明公开一种非易失性存储器数据读取方法。它克服了现有技术的不足，直接使用两个分别具有高低两种阻值的存储单元分别作为高阻值参考单元和低阻值参考单元，提供数据单元读取时的判决参考信号，从而减小工艺参数偏差的影响；同时通过信号处理的方式来进一步提高读取裕度，进而提高非易失性存储器的数据读取可靠性。

二、技术方案：