[实用新型]存储器装置和电子设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及存储器装置和电子设备，更具体地，涉及一种包括用于高速驱动字线的电路的相变存储器(PCM)装置。

背景技术

如已知的，相变存储器是新一代的非易失性存储器，在这些存储器中，为了存储信息，利用性质在具有不同电特性的相之间切换的材料的特性。这些材料可在无序/非晶相和晶体或多晶有序相之间切换；不同相是用不同电阻值表征的，并且因此与所存储数据条目的不同值相关联。例如，也被称为硫属或硫族材料的周期表的VI族元素(诸如，碲(Te)、硒(Se)或锑(Sb))可用于制造相变存储器单元。特别地，被称为GST(具有化学组分Ge₂Sb₂Te₅)的由锗(Ge)、锑(Sb)和碲(Te)形成的合金当前被广泛用于这些存储器单元中。

通过布置成与硫族材料的对应区域相接触的电阻电极(一般已知用作加热器)，局部增加硫族材料的单元的温度，从而可得到相变。

接入(或选择)装置(例如，MOSFET)连接到加热器并且选择性地使电编程电流能够经过它们。此电流因焦耳效应而产生相变所需的温度。

具体地，当硫族材料处于非晶态并因此具有高电阻(所谓的重置(RESET)状态)时，必须施加一定持续时间和幅值的电流/电压脉冲(或合适数量的电流/电压脉冲)，以便使硫族材料能够缓慢冷却下来。经受此处理后，硫族材料改变其状态，并且从高电阻状态切换成低电阻状态(所谓的设置(SET)状态)。相反，当硫族材料处于设置状态时，必须施加具有合适持续时间和高幅值的电流/电压脉冲，以致使硫族材料返回到高电阻非晶重置状态。

在读取期间，通过施加充足够低而不至于引起其可感测到的升温的电压，并且通过随后通过感测放大器读取在存储器单元中流动的电流值来检测硫族材料的状态。假定电流与硫族材料的导电性成正比，可以确定材料被设置成哪种状态，并因此确定存储在存储器单元中的数据条目。

图1示出包括存储阵列2的PCM装置1，该存储阵列由按行或字线以及列或位线布置的多个存储器单元3形成。仅仅举例来说，图1中示出的存储阵列2具有用WL标示的三条字线和用BL标示的三条位线，这三条字线和三条位线使得能够对九个存储器单元3进行寻址。

每个存储器单元3由存储元件4a和接入元件4b形成，存储元件和接入元件串联连接在相应的位线BL与处于参考电势(例如，接地)处的端子之间。

存储元件4a包括相变材料(例如，诸如GST的硫族)元素，并且因此能够将数据以与材料本身所呈现的不同相关联的电阻大小的形式进行存储。

接入元件4b由其漏极端子与存储元件4a的第一端子连接的N沟道MOSFET形成，存储元件4a的第二端子与对应位线BL连接。MOSFET的源极端子与地连接，而栅极端子连接到对应的字虚线WL。就这方面而言，由沿着同一行对准的接入元件4b的栅极端子的集合来限定字线WL；替代地，由沿着同一列对准的存储元件4a的第二端子的集合来限定位线BL。

实际上，在给定存储器单元3的情况下，存储元件4a的第二端子和接入元件4b的栅极端子分别地形成该存储器单元3的位线端子和字线端子。

PCM装置1还包括列解码器8和行解码器10，该列解码器和行解码器使得能够基于在输入端处接收到的地址信号(整体用AS标示)来选择存储器单元3。可由控制逻辑11来生成地址信号AS，控制逻辑还控制列解码器8和行解码器10，以使得能够对通过地址信号AS寻址的存储器单元3进行读取和写入(也被称为编程)。虽然未示出，但为了控制以上提到的读取/写入操作，控制逻辑11还向列解码器8和行解码器10供应控制信号。

列解码器8和行解码器10使得字线WL和位线BL每当被寻址时能够偏置并进而被选择，以便选择与其连接的存储器单元3。以这种方式，使得能够对该存储器单元3进行读取和写入。

更详细地，行解码器10被设计成基于地址信号AS来选择对应的字线WL。解除对其他字线WL的选择。为此目的，行解码器10包括解码级12和多个驱动电路14。

解码级12接收地址信号AS并且基于地址信号AS来控制驱动电路14。每个驱动电路14进而具有与解码级12连接的输入端。每个驱动电路14还具有与对应字线WL连接的输出端。另外，每个驱动电路14由对应数量的MOSFET(图1中不可见)形成。例如，每个驱动电路14可由对应的反相器电路形成。

实际上，驱动电路14偏置并因此控制与对应字线WL连接的接入元件4b的栅极端子，从而基于地址信号AS来选择/解除选择该字线WL。