[发明专利]集成电路及存储器阵列中的被选存储单元的写入方法

说明书

本发明公开了一种集成电路，包含存储器阵列，存储器阵列包含多个存储单元，存储单元配置在多条第一存取线及多条第二存取线的对应的交叉点处。被选存储单元具有设置状态的第一阈值电压Vth(S)及复位状态的第二阈值电压Vth(R)。控制电路被配置以在写入期间施加写入电压Vw至被选第一存取线，在读取操作期间施加读取电压Vr至被选第一存取线，且在写入及读取操作期间施加相同的抑制电压Vu至未被选第一及第二存取线，其中¹/₂Vw＞Vu＞Vw‑Vth(S)。

技术领域

本发明是有关于一种集成电路存储技术，且特别是有关于使用电阻性存储的技术及此种装置的操作方法。

背景技术

有许多不同类型的存储器，包含随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous dynamic random access memory，SDRAM)、电阻性存储器、及闪存和其它存储器。记忆性存储器的类型包含相变存储器(phasechange memory，PCM)、导电电桥存储器(conducting bridge memory，CBRAM)、及基于金属氧化物阻变式随机存取存储器(metal oxide based resistive random access memory，ReRAM)。各种电阻性存储装置包含安排为交叉点架构的阵列单元，例如美国专利第6，579，760号，标题为“SELF-ALIGNED，PROGRAMMABLE PHASE CHANGE MEMORY”，2003年6月17日公告，发明人为“Lung”。

在此种架构中，控制线例如字线及位线的电容及电阻，可随着存储器阵列的密度而增加。高电容及电阻可增加阵列操作所需的时间及电压，例如增加位线及字线预充电及放电所需的能耗。

一种需求在于提供高密度存储器阵列，可快速操作并降低能耗。

发明内容

本发明的技术用于交叉点存储器阵列的操作，以在操作期间达到高速、低压、及降低能耗的一个或多个。

本发明提供一种集成电路，包含多个存储单元配置在多条第一存取线(例如位线)及多条第二存取线(例如字线)的交叉点处，并包含至少一单元区块，其中，多个单元与包含在同一区块中另一个以上的单元的一行及一列中的一个共享第一存取线，且与包含在同一区块中至少另一个以上的单元的一行及一列中的另一个共享第二存取线。多个存储单元中的被选存储单元被配置在被选第一存取线及被选第二存取线之间。多个存储单元各包含一单元结构以提供开关功能与数据储存功能。在一较佳实施例中，单元结构包含开关元件例如双向(ovonic)阈值开关及相变材料的存储元件。当被选存储单元在设置状态时(低电阻)，多个存储单元具有第一阈值电压Vth(S)以用于单元的选择，当被选存储单元在复位状态时(高电阻)，多个存储单元具有第二阈值电压Vth(R)以用于单元的选择，原因例如是在设置及复位状态中单元的电压分配效果的差异。在基于双向阈值开关元件的实施例中，阈值表示单元所跨加的电压，在此电压之上或以上双向阈值开关会传导电流于“导通”状态，允许电流流过存储元件，而在此电压以下双向阈值开关维持于“截止”状态。

在多于两种不同电阻范围来表示数据的多电平的存储单元中，阈值电压可具有多于两种电平数值，而Vth(S)及Vth(R)分别对应至最低及最高电阻范围的阈值值。