[发明专利]阻变存储器件及其感测方法

说明书

公开一种感测阻变存储器件的方法。该方法包括：准备包括可变电阻元件和切换元件的存储单元，可变电阻元件被配置为基于可变电阻来储存不同的数据，切换元件连接到可变电阻元件并且被配置为执行阈值切换操作；通过将第一读取电压施加到存储单元来测量第一单元电流，在存储单元的电流‑电压特性曲线的阈值感测范围内选择第一读取电压；通过将第二读取电压施加到存储单元来测量第二单元电流，在电流‑电压特性曲线的电阻感测范围内选择第二读取电压；以及当第一单元电流和第二单元电流中的至少一个比对应的参考电流大时，输出具有第一逻辑值的数据信号作为储存在存储单元中的数据。

技术领域

本公开的各种实施例一般而言涉及半导体存储器件，更具体地涉及阻变存储器件及其感测方法。

背景技术

通常，阻变存储器件是指根据由每个单位单元中设置的非易失性存储材料层的电阻变化引起的不同电阻状态来储存不同数据的器件。阻变存储器件可以统称为电阻式随机存取存储器件(RRAM)、相变随机存取存储器件(PRAM)、磁性随机存取存储器件(MRAM)等。

近来，已经提出了三维单元结构(诸如交叉点存储阵列结构)，以高度集成上述阻变存储器件。例如，交叉点存储阵列结构可以包括设置在彼此相交的不同平面上的电极之间的柱状单位单元。

发明内容

各种实施例涉及一种可以更可靠地读出存储单元中的数据的感测阻变存储器件的方法以及执行该感测方法的阻变存储器件。

根据实施例，提供一种感测阻变存储器件的方法。该方法包括：准备包括可变电阻元件和切换元件的存储单元，可变电阻元件被配置为基于可变电阻来储存不同的数据，切换元件连接到可变电阻元件并且被配置为执行阈值切换操作；通过将第一读取电压施加到存储单元来测量第一单元电流，在存储单元的电流-电压特性曲线的阈值感测范围内选择第一读取电压；通过将第二读取电压施加到存储单元来测量第二单元电流，在电流-电压特性曲线的电阻感测范围内选择第二读取电压；以及当第一单元电流和第二单元电流中的至少一个比对应的参考电流大时，输出具有第一逻辑值的数据信号作为储存在存储单元中的数据。

根据另一个实施例，提供一种感测阻变存储器件的方法。该方法包括：准备包括可变电阻元件和切换元件的存储单元，可变电阻元件被配置为基于可变电阻来储存不同的数据，切换元件连接到可变电阻元件并且被配置为执行阈值切换操作；获得存储单元的电流-电压特性曲线；确定在电流-电压特性曲线的第一阈值感测范围内的第一读取电压以及在电流-电压特性曲线的电阻感测范围内的第二读取电压；执行第一读取操作和第二读取操作中的至少一个，第一读取操作包括将第一读取电压施加到存储单元，第二读取操作包括将第二读取电压施加到存储单元；以及基于第一读取操作和第二读取操作中的至少一个结果来确定存储单元中的数据值。

根据另一个实施例，提供一种阻变存储器件。该阻变存储器件包括：存储单元，其包括可变电阻元件和切换元件，可变电阻元件被配置为基于可变电阻值来储存不同的数据，切换元件连接到可变电阻元件并且被配置为执行阈值切换操作；以及感测放大器，其被配置为对存储单元执行读取操作，该读取操作包括读取储存在可变电阻元件中的数据值。通过将第一读取电压和第二读取电压施加到存储单元来执行读取操作，在存储单元的阈值感测范围内选择第一读取电压，以及在存储单元的电阻感测范围内选择第二读取电压。

附图说明

鉴于附图和所附的详细描述，本公开的各种实施例将变得更加明显，其中：

图1是图示根据本公开的实施例的阻变存储器件的框图；

图2是图示根据本公开的实施例的存储单元阵列的视图；

图3是图示根据本公开的实施例的存储单元阵列的结构的透视图；

图4是图示根据本公开的实施例的在图3中所示的存储单元阵列的存储单元的透视图；

图5是图示根据本公开的实施例的阻变存储器件的感测方法的流程图；