專利名稱：相變存儲(chǔ)裝置及其編程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及相變存儲(chǔ)裝置及其編程方法。
要求于2005年9月16日提出的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.2005-86619的優(yōu)先權(quán)，并在此全文引用作為參考。
背景技術(shù)：
集成電路存儲(chǔ)裝置通常歸為兩類之一。這些類別包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)裝置。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器通常是當(dāng)中斷供給存儲(chǔ)器的電源時(shí)就丟失數(shù)據(jù)的易失性存儲(chǔ)器。相反，只讀存儲(chǔ)器通常是即使在電源中斷的情況下也能保持?jǐn)?shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器。隨機(jī)存取存儲(chǔ)裝置的例子包括動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)和靜態(tài)RAM(SRAM)。非易失性存儲(chǔ)裝置的例子包括可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ROM(EPROM)和電可擦除可編程ROM(EEPROM)。
近來(lái)，已經(jīng)引進(jìn)了使用各種非易失材料來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)DRAM單元中的電容元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。這些裝置的例子包括具有鐵電電容器的鐵電RAM(FRAM)裝置、具有溝道磁阻(TMR)膜的磁RAM(MRAM)裝置，以及具有硫?qū)倩?chalcogenide)合金的相變存儲(chǔ)(PRAM)裝置。這些裝置當(dāng)中，相變存儲(chǔ)裝置由于其大存儲(chǔ)能力、加工簡(jiǎn)易和相對(duì)低的成本受到了充分注意。
相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM)，也即雙向統(tǒng)一存儲(chǔ)器(Ovonic UnifiedMemory，OUM)，包括相變材料，例如對(duì)熱起反應(yīng)以在晶態(tài)和非晶態(tài)(amorphous state)之間穩(wěn)定轉(zhuǎn)換的硫?qū)倩?。例如在美?guó)專利6487113和6480438中批露了這樣的PRAM。
PRAM的相變材料在其晶態(tài)表現(xiàn)為相對(duì)低的阻抗，在其非晶態(tài)表現(xiàn)為相對(duì)高的阻抗。在常規(guī)術(shù)語(yǔ)中，低阻晶態(tài)稱為“設(shè)置”狀態(tài)并指定為邏輯“0”，而高阻非晶態(tài)稱為“復(fù)位”狀態(tài)并指定為邏輯“1”。
術(shù)語(yǔ)“晶態(tài)”和“非晶態(tài)”在相變材料的上下文中是相對(duì)的術(shù)語(yǔ)。即，當(dāng)相變存儲(chǔ)單元處于所謂的晶態(tài)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，單元的相變材料具有與其非晶態(tài)相比更規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。處于晶態(tài)的相變存儲(chǔ)單元不必完全結(jié)晶的，而處于非晶態(tài)的相變存儲(chǔ)單元也不必完全是非結(jié)晶的。
通常，PRAM的相變材料通過(guò)以高于其熔點(diǎn)的溫度對(duì)材料加熱相對(duì)短的時(shí)間來(lái)復(fù)位到非晶態(tài)。另一方面，相變材料通過(guò)以低于其熔點(diǎn)的溫度對(duì)材料加熱相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)設(shè)為晶態(tài)。在每種情況下，在加熱處理之后允許材料迅速冷卻到其原來(lái)的溫度。
相變材料的相變特性的速度和穩(wěn)定性對(duì)于PRAM的性能特性具有決定性。如上所建議，已發(fā)現(xiàn)硫?qū)倩锖辖鹁哂泻线m的相變特性，并且特別地，包括鍺(Ge)、銻(Sb)和碲(Te)的化合物(例如，Ge2Sb2Te5或GST)表現(xiàn)出穩(wěn)定高速的、在非晶態(tài)和晶態(tài)之間的轉(zhuǎn)化。
圖1是相變存儲(chǔ)單元的等效電路圖。如圖所示，存儲(chǔ)單元10包括在位線BL和參考電勢(shì)(例如，地)之間串聯(lián)的可變電阻C和晶體管M，其中晶體管M的柵極連接到字線WL?？勺冸娮鐲包括如上面描述的相變材料，在晶態(tài)和非晶態(tài)之間編程。
通過(guò)控制經(jīng)過(guò)可變電阻C的電流的大小和時(shí)間建立圖1中的存儲(chǔ)單元10的設(shè)置和復(fù)位狀態(tài)。通過(guò)晶體管M響應(yīng)于字線WL的電壓的操作激活(或存取)可變電阻C。一旦激活，存儲(chǔ)單元10按照位線BL的電壓編程。即，控制位線BL的電壓以建立編程電流，其根據(jù)“設(shè)置”和“復(fù)位”狀態(tài)的不同而選擇性地編程。
圖2顯示了當(dāng)相變材料在“設(shè)置”和“復(fù)位”狀態(tài)編程時(shí)相變材料的溫度脈沖特性的例子。特別地，附圖標(biāo)記1表示相變材料在其“復(fù)位”狀態(tài)編程時(shí)的溫度脈沖，并且附圖標(biāo)記2表示相變材料在其“設(shè)置”狀態(tài)編程時(shí)的溫度脈沖。
如圖2所示，當(dāng)相變材料在其“復(fù)位”狀態(tài)編程時(shí)，材料溫度在升到熔點(diǎn)Tm(例如，610℃)以上相對(duì)短的時(shí)間，接著允許迅速冷卻。相反，當(dāng)相變材料在其“設(shè)置”狀態(tài)編程時(shí)，材料溫度升到熔點(diǎn)Tm之下結(jié)晶溫度Tc(例如，450℃)之上相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，接著允許更慢地冷卻?！皬?fù)位”和“設(shè)置”編程操作的快慢冷卻在本領(lǐng)域被分別稱為快“淬火”和慢“淬火”。在熔點(diǎn)Tm和結(jié)晶溫度Tc之間的溫度范圍被稱為“設(shè)置窗”。
應(yīng)注意圖1的相變存儲(chǔ)單元10只是作為示例，可能有其它結(jié)構(gòu)。例如，存儲(chǔ)單元10可以包括并聯(lián)在位線BL和字線WL之間的可變電阻和二極管作為代替。
相變存儲(chǔ)裝置的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器是用來(lái)提供上述編程電流，例如，以提供“設(shè)置”電流或“復(fù)位”電流到正在編程的相變存儲(chǔ)單元的位線。由于具有其它類型的非易失性存儲(chǔ)裝置，在生產(chǎn)上通常有降低相變存儲(chǔ)裝置中包含的電源電路的操作電壓的要求。然而，由于降低了相變存儲(chǔ)裝置的電源電壓(例如，從2.5V到1.8V)，使寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器難以產(chǎn)生充分的寫(xiě)入電流以穩(wěn)定地將相變存儲(chǔ)單元編程為“設(shè)置”和“復(fù)位”狀態(tài)。這樣，建議使用電壓泵電路連接到寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器以確保編程中足夠的寫(xiě)入電流。然而不巧，使用電壓泵電路的常規(guī)解決方案會(huì)顯著減慢全局編程操作。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一方面，提供一種相變存儲(chǔ)裝置，包括具有相變材料的存儲(chǔ)單元，適合在編程間隔期間向存儲(chǔ)單元供應(yīng)編程電流的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器，以及適合在編程間隔期間增強(qiáng)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的電流供應(yīng)能力的泵電路。泵電路響應(yīng)于外部控制信號(hào)在編程間隔期間之前激活。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種對(duì)相變存儲(chǔ)裝置編程的方法。該相變存儲(chǔ)裝置包括向存儲(chǔ)單元供應(yīng)編程電流的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器和增強(qiáng)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的電流供應(yīng)能力的泵電路。該方法包括，在寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器向存儲(chǔ)單元供應(yīng)編程電流的編程間隔期間之前的泵設(shè)置模式間隔期間激活泵電路的輔助泵，以及在與編程間隔期間交迭的泵激活模式間隔期間激活泵電路的主泵。


本發(fā)明上述的和其它的方面和特征，將從下面參考附圖的詳細(xì)描述中變得更顯而易見(jiàn)，其中圖1是相變存儲(chǔ)單元的電路圖；圖2是顯示在對(duì)相變存儲(chǔ)單元編程中相變材料的溫度特性的圖；圖3是顯示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的相變存儲(chǔ)裝置的塊圖；圖4是顯示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的電路圖；圖5是按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的泵電路的電路圖；圖6是顯示圖5的泵電路的操作的時(shí)序圖；
圖7是按照本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的泵電路的電路圖；以及圖8是顯示圖7的泵電路的操作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
圖3是顯示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的相變存儲(chǔ)裝置的塊圖。參考圖3，該相變存儲(chǔ)裝置包括存儲(chǔ)單元陣列100、尋址解碼器200、位線選擇電路300、寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400、泵電路500和數(shù)據(jù)輸入緩沖器600。
存儲(chǔ)單元陣列100包括多個(gè)像例如前述圖1中所示配置的相變存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元陣列100的每個(gè)相變存儲(chǔ)單元連接到字線WL和位線BL。
尋址解碼器200接收行與列的地址，按照行地址尋址字線WL，并按照列地址輸出位線選擇信號(hào)。
位線選擇電路300按照由尋址解碼器200輸出的位線選擇信號(hào)選擇性地將數(shù)據(jù)線DL連接到選擇的位線BL。
寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400在編程操作中從數(shù)據(jù)輸入緩沖器600接收數(shù)據(jù)并產(chǎn)生編程電流以供應(yīng)到存儲(chǔ)單元，即設(shè)置電流i_SET或復(fù)位電流i_RST。寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400由超過(guò)電源電壓(例如，1.8V)的已升壓電壓VPP驅(qū)動(dòng)。此后將參考圖4更充分地描述寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400的內(nèi)部構(gòu)造和操作規(guī)則的例子。
仍參考圖3，泵電路500將已升壓電壓VPP供應(yīng)到寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400。如圖所示，泵電路500通常包括輔助泵510、主泵520和控制器530。提供來(lái)減少泵設(shè)置時(shí)間的輔助泵510，作為已升壓電壓VPP的第一電壓源并且在編程間隔期間之前和當(dāng)中都激活。編程間隔期間是寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400產(chǎn)生上述寫(xiě)入電流i_SET或?qū)懭腚娏鱥_RST的時(shí)間間隔。主泵520作為已升壓電壓VPP的第二電壓源并且在編程間隔期間當(dāng)中激活。
泵控制器530響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE和芯片使能信號(hào)nCE控制主泵520和輔助泵510的激活。特別地，泵控制器530在上述編程間隔期間開(kāi)始之前將第一泵激活信號(hào)Pump_Act1供應(yīng)到輔助泵510。此外，泵控制器530在編程間隔期間當(dāng)中將第一泵激活信號(hào)Pump_Act1供應(yīng)到輔助泵510并將第二泵激活信號(hào)Pump_Act2供應(yīng)到主泵520。此后將以參考圖5到8為例的方式描述泵控制器530的內(nèi)部構(gòu)造和操作規(guī)則。
本實(shí)施例的泵電路500在增強(qiáng)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400的電流供應(yīng)能力上是有效的。此外，通過(guò)在編程間隔期間之前激活輔助泵510，泵電路500的全局設(shè)置時(shí)間減少了，從而也減少了圖3的相變存儲(chǔ)裝置的編程時(shí)間。
現(xiàn)在參考圖3的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400的示例的電路4。由已升壓電壓VPP驅(qū)動(dòng)的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400包括設(shè)置電流發(fā)生電路410、復(fù)位電流發(fā)生電路420、脈沖寬度控制電路430和寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器控制器440。
設(shè)置電流發(fā)生電路410(從圖3的泵電路500)接收已升壓電壓VPP，并響應(yīng)于控制信號(hào)SET_VDD在數(shù)據(jù)線DL上產(chǎn)生設(shè)置電流脈沖i_SET。特別地，PMOS晶體管PM1和PM2形成電流鏡。當(dāng)控制信號(hào)SET_VDD是高電平，NMOS晶體管NM1導(dǎo)通，電流從電流鏡的一側(cè)流入。該電流從而在連接到數(shù)據(jù)線DL的電流鏡的另一側(cè)表現(xiàn)為設(shè)置電流i_SET。
復(fù)位電流發(fā)生電路420也接收高電壓VPP，并響應(yīng)于復(fù)位控制信號(hào)RST_VDD在數(shù)據(jù)線DL上提供復(fù)位電流i_RST。特別地，當(dāng)復(fù)位控制信號(hào)RST_VDD是低電平時(shí)施加復(fù)位電流i_RST，從而將PMOS晶體管PM3置于導(dǎo)通狀態(tài)。注意到復(fù)位電流i_RST可以由設(shè)置電流i_SET和由將PMOS晶體管PM3置于導(dǎo)通狀態(tài)得到的電流組成。
設(shè)置電流i_SET和復(fù)位電流i_RST的每個(gè)的脈沖寬度由脈沖寬度控制電路430控制。即，當(dāng)脈沖寬度控制信號(hào)PUL_WID是高電平時(shí)，例如當(dāng)NMOS晶體管NM2導(dǎo)通時(shí)，數(shù)據(jù)線DL接地。從而，設(shè)置電流i_SET和復(fù)位電流i_RST的脈沖寬度是由脈沖寬度控制信號(hào)PUL_WID是低電平的期間(例如當(dāng)NMOS晶體管NM2截止)所定義的。
寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器控制器440從數(shù)據(jù)輸入緩沖器600(圖3)接收數(shù)據(jù)，并依靠該數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)，產(chǎn)生設(shè)置電壓控制信號(hào)SET_VDD、復(fù)位電壓控制信號(hào)RST_VDD以及脈沖寬度控制信號(hào)PUL_VDD。即，如果寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器控制器440接收邏輯狀態(tài)“1”的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生設(shè)置電壓控制信號(hào)SET_VDD、復(fù)位電壓控制信號(hào)RST_VDD以及脈沖寬度控制信號(hào)PUL_VDD，使得在數(shù)據(jù)線DL輸出通常在圖4中顯示的復(fù)位電流441。在另一方面，如果寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器控制器440接收邏輯狀態(tài)“0”的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生設(shè)置電壓控制信號(hào)SET_VDD、復(fù)位電壓控制信號(hào)RST_VDD以及脈沖寬度控制信號(hào)PUL_VDD，使得在數(shù)據(jù)線DL輸出通常在圖4中顯示的設(shè)置電流442。
圖5是顯示圖3中所示的泵電路500的示例性實(shí)施例500a的電路圖。參考圖5，該示例的泵電路500a包括輔助泵510、主泵520和泵控制器530a。輔助泵510響應(yīng)于第一泵激活信號(hào)Pump_Act1激活以輸出已升壓電壓VPP，主泵520響應(yīng)于第二泵激活信號(hào)Pump_Act2激活以輸出已升壓電壓VPP。如前所述，已升壓電壓VPP是用來(lái)驅(qū)動(dòng)圖3的相變存儲(chǔ)裝置的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400。
泵控制器530a包括第一脈沖發(fā)生電路531a、第二脈沖發(fā)生電路532a、第三脈沖發(fā)生電路533a、第一門(mén)閂電路534和第二門(mén)閂電路535。
第一脈沖發(fā)生電路531a包括第一“或非”門(mén)NOR1和第一脈沖發(fā)生器51。“或非”門(mén)NOR1的一個(gè)輸入連接到地端，而另一個(gè)輸入接收寫(xiě)入使能信號(hào)nWE。第一脈沖發(fā)生電路531a響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)PUL_1a。
第二脈沖發(fā)生電路532a包括第二“或非”門(mén)NOR2和第二脈沖發(fā)生器52?！盎蚍恰遍T(mén)NOR2的一個(gè)輸入接收寫(xiě)入使能信號(hào)nWE，而另一個(gè)輸入接收芯片使能信號(hào)nCE。第二脈沖發(fā)生電路532a響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE和芯片使能信號(hào)nCE產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)PUL_2a。
第三脈沖發(fā)生電路533a包括“或”門(mén)OR和第三脈沖發(fā)生器53?！盎颉遍T(mén)OR的一個(gè)輸入接收寫(xiě)入使能信號(hào)nWE，而另一個(gè)輸入接收芯片使能信號(hào)nCE。第三脈沖發(fā)生電路533a響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE和芯片使能信號(hào)nCE產(chǎn)生第三脈沖信號(hào)PUL_Fa。
第一門(mén)閂電路534包括第三和第四“或非”門(mén)NOR3和NOR4。第一門(mén)閂電路534響應(yīng)于第一脈沖信號(hào)PUL_1a以使能第一泵激活信號(hào)Pump_Act1，并且響應(yīng)于第三脈沖信號(hào)PUL_Fa以禁止第一泵激活信號(hào)Pump_Act1。
第二門(mén)閂電路535包括第五和第六“或非”門(mén)NOR5和NOR6。第二門(mén)閂電路535響應(yīng)于第二脈沖信號(hào)PUL_2a以使能第二泵激活信號(hào)Pump_Act2，并且響應(yīng)于第三脈沖信號(hào)PUL_Fa以禁止第二泵激活信號(hào)Pump_Act2。
圖6是顯示圖5的泵電路的示例性操作的時(shí)序圖。
在泵關(guān)閉模式，寫(xiě)入使能信號(hào)nWE和芯片使能信號(hào)nCE都是高電平。在該狀態(tài)下，不向第一和第二門(mén)閂電路534和535提供脈沖，并且第一和第二泵激活信號(hào)Pump_Act1和Pump_Act2是禁止的。
接著，在泵設(shè)置模式，寫(xiě)入使能信號(hào)nWE變低電平，使得第一脈沖發(fā)生電路531a將第一脈沖信號(hào)PUL_1a供應(yīng)到第一門(mén)閂電路534。這樣，使能第一泵激活信號(hào)Pump_Act1以激活輔助泵510。
接著，在泵激活模式，芯片使能信號(hào)nCE變低電平，使得第二脈沖發(fā)生電路532a將第二脈沖信號(hào)PUL_2a供應(yīng)到第二門(mén)閂電路535。這樣，使能第二泵激活信號(hào)Pump_Act2以激活主泵520。
最后，在第二泵關(guān)閉模式，寫(xiě)入使能信號(hào)nWE回到高電平，使得第三脈沖發(fā)生電路533a將第三脈沖信號(hào)PUL_Fa供應(yīng)到第一和第二門(mén)閂電路534和535。這樣，禁止第一和第二泵激活信號(hào)Pump_Act1和Pump_Act2，從而去激活輔助泵510和主泵520。一段時(shí)間后，芯片使能信號(hào)nCE回到高電平。
在上文聯(lián)系圖6描述的操作中，泵設(shè)置模式是在先于相變存儲(chǔ)單元陣列100(圖3)的編程間隔期間的期間內(nèi)執(zhí)行。泵激活模式是在相變存儲(chǔ)單元陣列100的編程間隔期間內(nèi)執(zhí)行。通過(guò)在編程間隔期間開(kāi)始之前的泵設(shè)置模式激活輔助泵510，減少了泵電路500a的全局設(shè)置時(shí)間，從而也減少了圖3的相變存儲(chǔ)裝置的編程時(shí)間。此外，通過(guò)在泵設(shè)置模式只激活輔助泵510，將功耗最小化。
圖7是顯示圖3的泵電路500的另一個(gè)實(shí)施例530b的電路圖。參考圖7，該示例的泵電路500b包括輔助泵510、主泵520和泵控制器530b。輔助泵510響應(yīng)于第一泵激活信號(hào)Pump_Act1激活以輸出已升壓電壓VPP，主泵520響應(yīng)于第二泵激活信號(hào)Pump_Act2激活以輸出已升壓電壓VPP。如前所述，已升壓電壓VPP是用來(lái)驅(qū)動(dòng)圖3的相變存儲(chǔ)裝置的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器400。
泵控制器530b包括第一脈沖發(fā)生電路531b、第二脈沖發(fā)生電路532b、第三脈沖發(fā)生電路533b、第一門(mén)閂電路534和第二門(mén)閂電路535。
第一和第二門(mén)閂電路534和535以與圖5中同樣附圖標(biāo)記的門(mén)閂電路同樣的方式操作。因此，此處省略對(duì)圖7中的一和第二門(mén)閂電路534和535的詳細(xì)描述以避免重復(fù)。
第一脈沖發(fā)生電路531b包括第一探測(cè)器61、第一反相器INV1、第一“與”門(mén)AND1和第一脈沖發(fā)生器51。第一檢測(cè)器61接收寫(xiě)入使能信號(hào)nWE，第一反相器INV1接收芯片使能信號(hào)nCE，第一“與”門(mén)AND1接收來(lái)自第一探測(cè)器61(nWE_1st)和第一反相器INV1的輸出，第一脈沖發(fā)生器51接收來(lái)自第一“與”門(mén)AND1的輸出。第一脈沖發(fā)生電路531b響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE和芯片使能信號(hào)nCE產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)PUL_1b。
第二脈沖發(fā)生電路532b包括第二探測(cè)器62、第二反相器INV2、第二“與”門(mén)AND2和第二脈沖發(fā)生器52。第二檢測(cè)器62接收寫(xiě)入使能信號(hào)nWE，第二反相器INV2接收芯片使能信號(hào)nCE，第二“與”門(mén)AND2接收來(lái)自第二探測(cè)器62(nWE_4th)和第二反相器INV2的輸出，第二脈沖發(fā)生器52接收來(lái)自第二“與”門(mén)AND2的輸出。第二脈沖發(fā)生電路532b響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE和芯片使能信號(hào)nCE產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)PUL_2b。
第三脈沖發(fā)生電路533b包括間隔計(jì)時(shí)器71和第三脈沖發(fā)生器53。間隔計(jì)時(shí)器71接收來(lái)自第二探測(cè)器62(nWE_4th)的輸出，第三脈沖發(fā)生器53接收來(lái)自間隔計(jì)時(shí)器71的輸出。第三脈沖發(fā)生電路533b響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE產(chǎn)生第三脈沖信號(hào)PUL_Fb。
圖8是顯示圖7的泵電路500b的示例性操作的時(shí)序圖。
在泵關(guān)閉狀態(tài)，寫(xiě)入使能信號(hào)nWE和芯片使能信號(hào)nCE最初都是高電平，接著芯片使能信號(hào)nCE落為低電平。在該狀態(tài)下，不向第一和第二門(mén)閂電路534和535施加脈沖，第一和第二泵激活信號(hào)Pump_Act1和Pump_Act2被禁止。
接著，在泵設(shè)置模式，觸發(fā)寫(xiě)入使能信號(hào)nWE，第一檢測(cè)器61檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)new(nWE_1st)的第i次轉(zhuǎn)變(該示例中，i等于1)，其使得第一脈沖發(fā)生電路531b將第一脈沖信號(hào)PUL_1b施加到第一門(mén)閂電路534。這樣，使能第一泵激活信號(hào)Pump_Act1以激活輔助泵510。
接著，在泵激活模式，第二檢測(cè)器62檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)nWE(nWE_4th)的第j次轉(zhuǎn)變(該示例中，j等于4)，其使得第二脈沖發(fā)生電路532b將第二脈沖信號(hào)PUL_2b施加到第二門(mén)閂電路535。這樣，使能第二泵激活信號(hào)Pump_Act2以激活主泵520。此外，間隔計(jì)時(shí)器71響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)nWE的第j次轉(zhuǎn)變(nWE_4th)的檢測(cè)激活。
當(dāng)激活時(shí)，間隔計(jì)時(shí)器71測(cè)量預(yù)設(shè)置時(shí)間間隔Tpgm。當(dāng)時(shí)間間隔在寫(xiě)入使能信號(hào)nWE的第j次轉(zhuǎn)變(nWE_4th)的檢測(cè)之后過(guò)去時(shí)間間隔Tpgm時(shí)，第三脈沖發(fā)生電路533b將第三脈沖信號(hào)PUL_Fb施加到第一和第二門(mén)閂電路534和535。禁止第一和第二泵激活信號(hào)Pump_Act1和Pump_Act2，從而去激活輔助泵510和主泵520以重新進(jìn)入泵關(guān)閉模式。
按照本發(fā)明，因?yàn)檩o助泵在編程之前事先操作，因此在編程中可以提高編程速度。此外，在泵設(shè)置模式，主泵不操作，只有輔助泵操作。結(jié)果，可以減低功耗。
在上面聯(lián)系圖8描述的操作中，泵設(shè)置模式是在相變存儲(chǔ)單元陣列100(圖3)編程間隔期間之前的時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。泵激活模式是在相變存儲(chǔ)單元陣列100的編程間隔期間之中執(zhí)行。通過(guò)在編程間隔期間開(kāi)始之前的泵設(shè)置模式激活輔助泵510，減少了泵電路500b的全局設(shè)置時(shí)間，從而也減少了圖3的相變存儲(chǔ)裝置的編程時(shí)間。此外，通過(guò)在泵設(shè)置模式只激活輔助泵510，將功耗最小化。
已用示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明；然而應(yīng)理解本發(fā)明的范圍不僅僅限于公開(kāi)的實(shí)施例。而是，本發(fā)明的范圍包括各種修正和相似的配置。從而，權(quán)利要求的范圍應(yīng)按照最大的范圍，以包括所有這樣的修正和相似的配置。
權(quán)利要求
1.一種相變存儲(chǔ)裝置，包括具有相變材料的存儲(chǔ)單元；適于在編程間隔期間向存儲(chǔ)單元供應(yīng)編程電流的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器；以及適于在編程間隔期間增強(qiáng)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的電流供應(yīng)能力的泵電路，其中響應(yīng)于外部控制信號(hào)在編程間隔期間之前激活泵電路。
2.如權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵電路包括在編程間隔期間之前激活的輔助泵；在編程間隔期間之內(nèi)激活的主泵；以及適于響應(yīng)于外部控制信號(hào)控制輔助泵和主泵的激活的泵控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中輔助泵和主泵都在編程間隔期間激活。
4.如權(quán)利要求2所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中外部控制信號(hào)是寫(xiě)入使能信號(hào)和芯片使能信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)的使能而激活輔助泵，并響應(yīng)于芯片使能信號(hào)的使能而激活主泵。
6.如權(quán)利要求5所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)的禁止而去激活輔助泵和主泵。
7.如權(quán)利要求5所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器包括適于響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)的使能而產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)的第一脈沖發(fā)生電路；適于響應(yīng)于芯片使能信號(hào)的使能而產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)的第二脈沖發(fā)生電路；適于響應(yīng)于第一脈沖信號(hào)激活輔助泵的第一門(mén)閂電路；以及適于響應(yīng)于第二脈沖信號(hào)激活主泵的第二門(mén)閂電路。
8.如權(quán)利要求7所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器進(jìn)一步包括適于響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)的使能而產(chǎn)生第三脈沖信號(hào)的第三脈沖發(fā)生電路，并且其中第一個(gè)第二門(mén)閂電路響應(yīng)于第三脈沖信號(hào)去激活輔助泵和主泵。
9.如權(quán)利要求4所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)的轉(zhuǎn)變次數(shù)以控制主泵和輔助泵的激活。
10.如權(quán)利要求9所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)的第i次轉(zhuǎn)變的檢測(cè)而激活輔助泵，并響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變的檢測(cè)而激活主泵，其中i和j是自然數(shù)，并且j＞i。
11.如權(quán)利要求10所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器在寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變的檢測(cè)之后的預(yù)設(shè)置時(shí)間間隔內(nèi)去激活主泵和輔助泵。
12.如權(quán)利要求11所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器包括用來(lái)測(cè)量預(yù)設(shè)置時(shí)間間隔的間隔計(jì)時(shí)器。
13.如權(quán)利要求10所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器包括檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)的第i次轉(zhuǎn)變以產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)的第一脈沖發(fā)生電路；檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變以產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)的第二脈沖發(fā)生電路；適于響應(yīng)于第一脈沖信號(hào)而操作輔助泵的第一門(mén)閂電路；以及適于響應(yīng)于第二脈沖信號(hào)而操作主泵的第二門(mén)閂電路。
14.如權(quán)利要求13所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中泵控制器進(jìn)一步包括在寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變的檢測(cè)之后的預(yù)設(shè)置時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生第三脈沖信號(hào)的第三脈沖發(fā)生電路，以及其中第一和第二門(mén)閂電路響應(yīng)于第三脈沖信號(hào)以去激活主泵和輔助泵。
15.如權(quán)利要求14所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中第一脈沖發(fā)生電路包括檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)的第i次轉(zhuǎn)變的第一檢測(cè)器，以及其中第二脈沖發(fā)生電路包括檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變的第二檢測(cè)器。
16.如權(quán)利要求15所述的相變存儲(chǔ)裝置，其中第三脈沖發(fā)生電路包括用于測(cè)量在第二檢測(cè)器檢測(cè)寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變之后的預(yù)設(shè)置時(shí)間間隔的間隔計(jì)時(shí)器。
17.一種編程相變存儲(chǔ)裝置的方法，相變存儲(chǔ)裝置包括向存儲(chǔ)單元提供編程電流的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器，以及增強(qiáng)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的電流供應(yīng)能力的泵電路，所述方法包括在寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器向存儲(chǔ)單元供應(yīng)編程電流的編程間隔期間之前的泵設(shè)置模式間隔期間激活泵電路的輔助泵；以及在與編程間隔期間交疊的泵激活模式間隔期間激活泵電路的主泵。
18.如權(quán)利要求17所述的編程方法，其中在泵激活模式期間激活輔助泵和主泵。
19.如權(quán)利要求17所述的編程方法，其中輔助泵和主泵響應(yīng)于施加到相變存儲(chǔ)裝置的寫(xiě)入使能信號(hào)和芯片使能信號(hào)激活。
20.如權(quán)利要求19所述的編程方法，其中當(dāng)寫(xiě)入使能信號(hào)使能時(shí)，激活輔助泵，以及其中當(dāng)芯片使能信號(hào)使能時(shí)，激活主泵。
21.如權(quán)利要求20所述的編程方法，進(jìn)一步包括，在泵激活模式之后，響應(yīng)于寫(xiě)入使能信號(hào)的禁止而去激活主泵和輔助泵。
22.如權(quán)利要求19所述的編程方法，其中輔助泵與寫(xiě)入使能信號(hào)的第i次轉(zhuǎn)變同步激活，以及其中主泵與寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變同步激活，其中i和j是自然數(shù)，并且i＜j。
23.如權(quán)利要求22所述的編程方法，進(jìn)一步包括在寫(xiě)入使能信號(hào)的第j次轉(zhuǎn)變之后的預(yù)設(shè)置時(shí)間段內(nèi)去激活主泵和輔助泵。
全文摘要
相變存儲(chǔ)裝置，包括具有相變材料的存儲(chǔ)單元、適于在編程間隔期間向存儲(chǔ)單元供應(yīng)編程電流的寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器；以及適于在編程間隔期間增強(qiáng)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)器的電流供應(yīng)能力的泵電路。泵電路響應(yīng)于外部控制信號(hào)在編程間隔期間之前激活。
文檔編號(hào)G11C16/10GK1933023SQ20061013229
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者李光振, 金杜應(yīng), 姜尚范, 趙佑榮 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社