專利名稱：相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器及控制其讀取操作的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，更具體地，本發(fā)明涉及相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的字線電壓的控制。
本發(fā)明要求于2005年10月15日在韓國(guó)專利局提交的申請(qǐng)?zhí)朜o.10-2005-0097269的韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入這里。
背景技術(shù)：
相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM)，也被認(rèn)為是Ovonic統(tǒng)一存儲(chǔ)器(OUM)，包括對(duì)能量(例如熱能)敏感以在晶態(tài)和非晶態(tài)之間穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換的相變材料，例如硫族化合物合金。例如在美國(guó)專利No.6,487,113和6,480,438中公開了這樣的PRAM。
PRAM的相變材料在其晶態(tài)下具有相對(duì)低的電阻，在其非晶態(tài)下具有相對(duì)高的電阻。在傳統(tǒng)術(shù)語中，低電阻晶態(tài)稱作“設(shè)定(set)”態(tài)并被指定為邏輯“0”，而高電阻非晶態(tài)稱作“復(fù)位”態(tài)并被指定為邏輯“1”。
術(shù)語“晶態(tài)”和“非晶態(tài)”在相變材料的上下文中是相對(duì)術(shù)語。即，當(dāng)相變存儲(chǔ)單元被稱為處于其晶態(tài)時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解單元的相變材料與它的非晶態(tài)時(shí)相比具有更有序的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。處在晶態(tài)下的相變存儲(chǔ)單元不需要是完全結(jié)晶的，而處在非晶態(tài)下的相變存儲(chǔ)單元不需要是完全非晶的。
通常，通過在超過其熔點(diǎn)的溫度下在相對(duì)短的時(shí)間周期內(nèi)焦耳加熱材料，來將PRAM的相變材料復(fù)位到非晶態(tài)。在另一方面，通過在其熔點(diǎn)以下的溫度在較長(zhǎng)周期的時(shí)間內(nèi)加熱材料而把相變材設(shè)定到晶態(tài)。在每種情況下，允許材料在熱處理后冷卻到原來的溫度。然而通常，當(dāng)相變材料復(fù)位到非晶態(tài)時(shí)，冷卻進(jìn)行得更加迅速。
相變材料的相變特性的速度和穩(wěn)定性對(duì)于PRAM的性能特性是非常重要的。如上所述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)硫族化合物合金具有合適的相變特性，特別地，包括鍺(Ge)、銻(Sb)、碲(Te)的化合物(例如Ge2Sb2Te5或GST)呈現(xiàn)在非晶態(tài)和晶態(tài)之間的穩(wěn)定和高速轉(zhuǎn)換。
PRAM的讀取操作使位線和字線能夠選擇特定的存儲(chǔ)單元，并施加外部電流到PRAM以產(chǎn)生流過存儲(chǔ)單元的單元電流，該電流的大小取決于PRAM的相變材料的電阻。為了讀取數(shù)據(jù)“1”或“0”，電流讀出放大器讀出在所選存儲(chǔ)單元中的參考電流和電流變化，或者電壓讀出放大器讀出在所選存儲(chǔ)單元中的參考電壓和電壓變化。
圖1是說明與傳統(tǒng)的PRAM 100的讀取操作相關(guān)的電路圖，圖2是說明圖1的傳統(tǒng)PRAM 100的讀取操作的時(shí)序圖。
參考圖1，多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的每一個(gè)包括連接在位線BL和各自的字線WL_0到WL_N之間的相變材料GST和單元晶體管CTR。字線WL0到WLN連接到字線驅(qū)動(dòng)器，后者在示例中包括多個(gè)反相器。
位線通過接收Y地址信號(hào)的選擇晶體管和接收箝位信號(hào)VCMP的電壓箝位晶體管，連接到數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)V(DATA)。同樣地，使能晶體管如所示連接，并接收讀取操作控制信號(hào)WEb。電流源IREAD連接在升高電壓VDD和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)V(DATA)之間，并產(chǎn)生讀取操作需要的電流。并且，預(yù)充電晶體管連接在源電壓VCC和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)V(DATA)之間，并接收預(yù)充電信號(hào)PREB。此外，讀出放大器S/A將參考電壓VREF與數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)V(DATA)比較，并產(chǎn)生相應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)OUT。
參考圖2，在讀取操作中，讀取操作控制信號(hào)Web被使能為低，而列選擇信號(hào)Y被使能為高，由此選擇位線BL。并且，預(yù)充電信號(hào)PREB被使能為低以預(yù)充電讀出放大器S/A的輸入端口。
所選字線然后被使能，同時(shí)位線BL的電壓被箝位信號(hào)VCMP箝位。如果字線WL_0被使能，例如，施加到字線WL_0的信號(hào)具有方波，作為結(jié)果，單元電流iCELL流過位線BL、相變材料GST和連接到字線WL_0的單元晶體管CTR。然而，如圖2中所示，流過相變存儲(chǔ)單元的單元電流iCELL的波形通常呈現(xiàn)短的尖峰。在單元電流iCELL中重復(fù)的尖峰可以損壞相變存儲(chǔ)單元的相變材料，并降低PRAM器件的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其包括包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；和分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線，其中，在讀取操作中，連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓在至少兩個(gè)具有不同電壓的電壓級(jí)之間轉(zhuǎn)換。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其包括包括分別與多個(gè)字線連接的多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；多個(gè)譯碼器，響應(yīng)于地址信號(hào)輸出選擇電壓；多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于從譯碼器輸出的選擇電壓，分別控制字線電壓；和電壓控制器，控制提供給譯碼器的驅(qū)動(dòng)電壓，其中驅(qū)動(dòng)電壓包括至少兩個(gè)不同的電源電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其包括包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；和多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器，控制分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓，其中，在讀取操作中，連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓在至少兩個(gè)具有不同電壓的電壓級(jí)之間轉(zhuǎn)換。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種控制包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的讀取操作的方法。該方法包括使用包括至少兩個(gè)具有不同電壓的級(jí)的信號(hào)，控制連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓。


從以下詳細(xì)的說明書參考附圖將會(huì)更容易清楚地理解上述和其它特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
圖1是用于說明PRAM的讀取操作的電路圖。
圖2是說明圖1的讀取操作的時(shí)序圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PRAM的電路圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的電壓控制器和譯碼器的電路圖。
圖4B是用于說明圖4A的譯碼器和電壓控制器工作的時(shí)序圖。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖3的電壓控制器和譯碼器的電路圖。
圖5B是說明圖5A的電壓控制器和譯碼器的工作的時(shí)序圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的PRAM的方框圖。
圖7A是圖6的電壓控制器和譯碼器的電路圖。
圖7B是用于說明圖7A的電壓控制器和譯碼器工作的時(shí)序圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的PRAM的方框圖。
圖9A是圖8的字線驅(qū)動(dòng)器的電路圖。
圖9B是說明圖9B的字線驅(qū)動(dòng)器工作的時(shí)序圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的PRAM的方框圖。
圖11A是圖10的字線驅(qū)動(dòng)器的電路圖。
圖11B是用于說明圖11A的字線驅(qū)動(dòng)器工作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例。然而本發(fā)明可以以許多形式實(shí)施，并且不應(yīng)該解釋為局限于這里所述的實(shí)施例；相反地，提供這些實(shí)施例以使得本說明書更全面和完整，并且使本領(lǐng)域技術(shù)人員更加清楚。在整個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的PRAM 300的方框圖。參考圖3，PRAM 300包括具有多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列MCA、多個(gè)譯碼器MDEC、多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器SDEC和電壓控制器310。
這個(gè)示例的相變存儲(chǔ)單元的每一個(gè)包括相變材料GST和單元晶體管CTR，它們串聯(lián)在多個(gè)位線BL1到BLn中的相應(yīng)一個(gè)位線與多個(gè)字線WL1到WLm的相應(yīng)一個(gè)字線之間。
多個(gè)譯碼器MDEC通過利用譯碼器輸出MWL1到MWLm控制各自的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC，響應(yīng)于地址信號(hào)ADD選擇存儲(chǔ)器陣列MCA的相變存儲(chǔ)單元。字線驅(qū)動(dòng)器SDEC響應(yīng)于相應(yīng)的譯碼器輸出MWL1到MWLm的電壓，控制分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線WL1到WLm的電壓。
電壓控制器310控制驅(qū)動(dòng)譯碼器MDEC的電壓。下面將會(huì)更詳細(xì)地說明，電壓控制器310提供至少兩個(gè)不同的電源電壓。即，電壓控制器310依次地提供具有低電平的電源電壓和具有高電平的電源電壓給譯碼器MDEC。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的電壓控制器310和譯碼器DEC的電路圖，圖4B是說明圖4A的電壓控制器和譯碼器工作的時(shí)序圖。
參考圖4A，電壓控制器310包括第一電源電壓VCC1；比第一電源電壓VCC1高的第二電源電壓VCC2；連接到第一電源電壓VCC1的第一開關(guān)PTR1，響應(yīng)于第一控制信號(hào)P1施加第一電源電壓VCC1到相應(yīng)譯碼器MDEC；和連接到第二電源電壓VCC2的第二開關(guān)PTR2，響應(yīng)于第二控制信號(hào)P2施加第二電源電壓VCC2到相應(yīng)譯碼器MDEC。第一和第二開關(guān)PTR1和PTR2可以是晶體管。在圖4A的例子中，第一和第二開關(guān)是PMOS晶體管。
圖4A的譯碼器MDEC包括反相器，其接收地址信號(hào)ADD和輸出譯碼器輸出信號(hào)MWL1。在示例中，譯碼器MDEC的反相器包括串聯(lián)在電壓控制器310和接地電壓VSS之間的PMOS晶體管MTR1和NMOS晶體管MTR2。然而，譯碼器MDEC的結(jié)構(gòu)不局限于圖4A的反相器結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在將參考圖4B說明電壓控制器310和譯碼器MDEC的工作。
假定在讀取操作中選擇字線WL1，當(dāng)?shù)刂沸盘?hào)ADD被使能為低電平時(shí)，譯碼器MDEC的PMOS晶體管MTR1被接通。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)P1被使能為低電平時(shí)，第一開關(guān)PTR1被接通，第一電源電壓VDD1作為譯碼器輸出WL1輸出。當(dāng)在預(yù)定時(shí)間tD之后，第一控制信號(hào)P1被使能為高電平，第二控制信號(hào)P2為低電平時(shí)，第二開關(guān)PTR2接通，并且第二電源電壓VCC2被作為譯碼器輸出MLW1輸出。第一和第二控制信號(hào)P1和P2分別控制第一和第二開關(guān)PTR1和PTR2。
譯碼器輸出MWL1被施加到相應(yīng)的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC。字線驅(qū)動(dòng)器SDEC被譯碼器輸出MWL1驅(qū)動(dòng)，并且響應(yīng)于譯碼器輸出MWL1的電壓變化控制字線WL1。因此，字線WL1的電壓具有如圖4B中所示的波形。即，所選字線WL1的電壓不會(huì)如圖2中所示突然增加，而是從低電壓分階段地增加到高電壓。因此，有可能防止或減小在經(jīng)過存儲(chǔ)單元的電流中出現(xiàn)尖峰。這有助于防止損壞相變材料并且改善PRAM的可靠性。
盡管圖4A和4B說明了具有兩級(jí)的字線電壓，但字線的電壓可以具有多于兩級(jí)。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電壓控制器310和圖3的譯碼器MDEC的電路圖，圖5B是說明圖5A的電壓控制器310和譯碼器MDEC工作的時(shí)序圖。
參考圖5A，本實(shí)施例的電壓控制器310與之前圖4A中描述的電壓控制器相同。因此，這里省略了其詳細(xì)描述以避免重復(fù)。
圖5A的譯碼器MDEC包括串聯(lián)在電壓控制器310和接地電壓VSS之間的晶體管MTR1和MTR2，和反相器I1。這個(gè)示例的反相器I1包括圖5A中示出的PMOS晶體管ITR1和NMOS晶體管ITR2。反相器I1的PMOS晶體管ITR1的源極連接到通過電壓控制器310施加電源電壓。
假定當(dāng)?shù)刂沸盘?hào)ADD處于低電平時(shí)，晶體管MTR2關(guān)斷，同時(shí)反相器I1的輸入節(jié)點(diǎn)被預(yù)充電到高電平，當(dāng)?shù)刂沸盘?hào)ADD被使能為高電平時(shí)，晶體管MTR2被接通，晶體管MTR1被關(guān)斷且反相器I1的輸入節(jié)點(diǎn)處于低電平。因此，PMOS晶體管ITR1被接通以依次接收通過電壓控制器310施加的第一電源電壓VCC1和第二電源電壓VDD2。另外圖5A的電壓控制器310和譯碼器MDEC的工作原理與圖4A的電壓控制器310和譯碼器MDEC的工作原理相同。因此，這里省略其進(jìn)一步的說明以避免重復(fù)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的PRAM 600的方框圖。PRAM 600包括具有多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列MCA、多個(gè)譯碼器MDEC、多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器SDEC和電壓控制器310。在圖6中還示出輸出電源電壓VCC1和VCC2的電壓發(fā)生器620。
參考圖6，PRAM 600的相變存儲(chǔ)單元的每一個(gè)包括串聯(lián)在多條位線BL1到BLn中的相應(yīng)位線和在多條字線WL1到WLm中的相應(yīng)字線之間的相變材料GST和二極管D。
多個(gè)譯碼器MDEC通過利用譯碼器輸出MWL1到MWLm控制各自字線驅(qū)動(dòng)器SDEC，響應(yīng)于地址信號(hào)ADD選擇存儲(chǔ)器陣列MCA的相變存儲(chǔ)單元。字線驅(qū)動(dòng)器SDEC響應(yīng)于對(duì)應(yīng)的譯碼器輸出MWL1到MWLm的電壓，控制分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線WL1到WLm的電壓。
電壓控制器610控制驅(qū)動(dòng)譯碼器MDEC的電壓。如下面將要詳細(xì)描述的，電壓控制器610提供至少兩個(gè)由電壓發(fā)生器620提供的不同的電源電壓。即，在下面給出的示例中，電壓控制器610依次施加具有高電平的電源電壓VCC1和具有低電平的電源電壓VCC2給譯碼器MDEC。
圖7A是圖6的電壓控制器610和譯碼器MDEC的電路圖，圖7B是說明圖7A的電壓控制器和譯碼器工作的時(shí)序圖。
參考圖7A，電壓控制器610具有與圖5A的電壓控制器310相同的結(jié)構(gòu)，譯碼器MDEC具有與圖5A的譯碼器MDEC相同的結(jié)構(gòu)。因此，這里省略其詳細(xì)描述以避免重復(fù)。然而應(yīng)當(dāng)注意不像前述實(shí)施例，在圖7A的實(shí)施例中第二電源電壓VCC2低于第一電源電壓VCC1。因此，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)PTR1和第二開關(guān)PTR2響應(yīng)于第一控制信號(hào)P1和第二控制信號(hào)P2依次接通和關(guān)斷時(shí)，字線WL1的電壓具有如圖7B中所示的階降波形。這是因?yàn)橄嘧兇鎯?chǔ)單元使用二極管D作為選擇元件，因此所選字線WL1應(yīng)該具有低電壓。因此，通過依次減小字線WL1的電壓，能夠減小或防止在讀取操作中流過相變存儲(chǔ)單元的電流中尖峰的出現(xiàn)。這樣，減小了相變材料的損壞，提高了PRAM的可靠性。
圖3和6的電壓控制器310和610可以分別布置在PRAM 300和600的連接區(qū)域。這可以最小化電壓控制器310和610所需要的電路面積。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的PRAM 800的方框圖。如所示，PRAM800包括存儲(chǔ)單元陣列MCA、多個(gè)譯碼器MDEC和多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)SDEC。
參考圖8，PRAM 800包括具有多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列MCA，和控制分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線WL1到WLm的電壓的多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器SDEC。每個(gè)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在位線BL1到BLn的相應(yīng)位線和字線WL1到WLm中的相應(yīng)字線之間的相變材料GST和晶體管CTR。
如前面的實(shí)施例所述，所選字線的讀取電壓具有至少兩個(gè)具有不同電壓的級(jí)。然而，不像前面實(shí)施例，圖8的PRAM 800不包括電壓控制器。即，在PRAM 800中，字線驅(qū)動(dòng)器SDEC控制所選字線，使得字線電壓具有至少兩個(gè)具有依次增加的電壓的級(jí)。
圖9A是圖8的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC的電路圖，圖9B是說明圖9A的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC工作的時(shí)序圖。
參考圖9A，字線驅(qū)動(dòng)器SDEC包括連接在電源電壓VCC和節(jié)點(diǎn)N1之間的第一開關(guān)STR1。第一開關(guān)響應(yīng)于從相應(yīng)的譯碼器MDEC輸出的相應(yīng)譯碼器輸出MWL1而接通和關(guān)斷。在這個(gè)實(shí)施例的示例中，從相應(yīng)的譯碼器MDEC輸出的譯碼器輸出MWL1對(duì)應(yīng)于反相的地址信號(hào)ADD(見圖8)。字線驅(qū)動(dòng)器SDEC進(jìn)一步包括連接在第一節(jié)點(diǎn)N1和接地電壓VSS之間的第二開關(guān)STR2，其響應(yīng)于第一控制信號(hào)P1接通或關(guān)斷；和連接在第一節(jié)點(diǎn)N1和接地電壓VSS之間的第三開關(guān)STR3，其響應(yīng)于第二控制信號(hào)P2接通或關(guān)斷。
第二開關(guān)STR2的溝道長(zhǎng)度L1小于第三開關(guān)STR3的溝道長(zhǎng)度L2。
參考圖9B，當(dāng)響應(yīng)于變成低電平的譯碼器輸出MWL1，第一開關(guān)STR1接通時(shí)，第一控制信號(hào)被使能為高電平。這樣，第二開關(guān)STR2被接通且電流I1流過。然后，在第一控制信號(hào)P1禁止后，第二開關(guān)信號(hào)P2被使能為高電平，由此第三開關(guān)STR3被接通且電流I2流過。
由于第三開關(guān)STR3的溝道長(zhǎng)度L2大于第二開關(guān)STR2的溝道長(zhǎng)度L1，因此流過第二開關(guān)STR2的電流I1比流過第三開關(guān)STR3的電流I2大。這是因?yàn)榱鬟^晶體管的電流與晶體管溝道的長(zhǎng)度成反比。
當(dāng)電流I1大時(shí)，第一節(jié)點(diǎn)N1的電壓變得比電源電壓VCC低得多，但是當(dāng)電流12小時(shí)，變得僅僅比電源電壓VCC稍微低一點(diǎn)。因?yàn)榈谝还?jié)點(diǎn)N1的電壓控制字線WL1的電壓，所以字線WL1的電壓具有如圖9B所示的波形。這里，電源電壓VCC等于從譯碼器MDEC輸出的譯碼器輸出MWL1的電壓。即，PRAM 800控制譯碼器輸出MWL1的電壓，使得字線WL1具有多于兩個(gè)電壓依次增加的級(jí)。因此，依次減小字線WL1的電壓有助于避免在讀取操作中從相變存儲(chǔ)單元流過的尖峰電流，防止或減小了相變材料的損壞并提高了PRAM的可靠性。
圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的PRAM1000的方框圖。
參考圖10，PRAM 1000的每個(gè)相變單元包括串聯(lián)在相應(yīng)的位線和相應(yīng)的字線之間的相變材料GST和二極管D。除了如下所述，圖10的PRAM 1000的剩余部分與圖8的PRAM 800的相同，因此這里省略其詳細(xì)描述以避免重復(fù)。
圖11A是圖10的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC的電路圖，圖11B是說明圖11A的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC的工作的時(shí)序圖。
參考圖11A，字線驅(qū)動(dòng)器SDEC控制所選字線，使得字線具有至少兩個(gè)電壓依次增加的級(jí)。圖11A的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC的配置與圖9A的字線驅(qū)動(dòng)器SDEC的配置相同，除了第二和第三開關(guān)STR2和STR3的溝道長(zhǎng)度之間的關(guān)系外。即，在圖11A中，第二開關(guān)STR2的溝道長(zhǎng)度L1比在字線驅(qū)動(dòng)器SDEC中的第三開關(guān)STR3的溝道長(zhǎng)度L2大。因此，流過第二開關(guān)STR2的電流I1小于流過第三開關(guān)STR3的電流I2，當(dāng)電流I2流過時(shí)第一節(jié)點(diǎn)N1的電壓低于當(dāng)電流I1流過時(shí)的電壓。第一節(jié)點(diǎn)N1的電壓控制字線WL1的電壓，由此字線WL1的電壓呈現(xiàn)如圖11B所示的波形。
由于圖10的相變存儲(chǔ)單元包括相變材料GST和二極管D，所選字線WL1應(yīng)該具有低的選擇電壓。因此，依次減小字線WL1的電壓避免了在讀取操作中在流過相變存儲(chǔ)單元的電流中的尖峰，其進(jìn)而防止或減小了相變材料的損壞并提高了PRAM的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、控制包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的PRAM讀取操作的方法包括使用具有至少兩個(gè)具有不同電壓的級(jí)的信號(hào)控制連接到所選相變存儲(chǔ)單元的電壓?？刂谱x取操作的方法取決于PRAM的相變存儲(chǔ)單元的配置。當(dāng)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在相應(yīng)的位線和相應(yīng)的字線之間的相變材料和晶體管時(shí)，信號(hào)電壓包括至少兩個(gè)具有依次增加的電壓的級(jí)。當(dāng)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在相應(yīng)位線和相應(yīng)字線之間的相變材料和二極管時(shí)，信號(hào)電壓包括至少兩個(gè)具有依次降低的電壓的級(jí)。
信號(hào)用于PRAM的字線驅(qū)動(dòng)器以控制連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓?？刂芇RAM的讀取操作的方法與PRAM 300、600、800和1000的操作對(duì)應(yīng)，因此省略了其詳細(xì)的描述。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的PRAM和控制PRAM的讀取操作的方法可以控制所選字線的電壓以在讀取操作中具有多個(gè)級(jí)。這防止和減小了否則會(huì)由流過相變存儲(chǔ)單元的電流尖峰導(dǎo)致的相變材料的損壞。因此，可以提高PRAM的可靠性。
參考示例實(shí)施例已經(jīng)具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離下面的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明在形式和細(xì)節(jié)上可以作出多種修改。
權(quán)利要求
1.一種相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，包括包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；和分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線，其中，在讀取操作中，連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓在至少兩個(gè)具有不同電壓的電壓級(jí)之間轉(zhuǎn)換。
2.如權(quán)利要求1的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中所述至少兩個(gè)級(jí)具有依次增加的電壓。
3.如權(quán)利要求2的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，進(jìn)一步包括連接到相變存儲(chǔ)單元的位線，其中所述多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的每一個(gè)包括串聯(lián)在位線和各自的字線之間的相變材料和晶體管。
4.如權(quán)利要求1的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中所述至少兩個(gè)級(jí)具有依次降低的電壓。
5.如權(quán)利要求4的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，進(jìn)一步包括連接到相變存儲(chǔ)單元的位線，其中所述多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的每一個(gè)包括串聯(lián)在位線和各自的字線之間的相變材料和二極管。
6.一種相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，包括包括分別與多個(gè)字線連接的多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；多個(gè)譯碼器，響應(yīng)于地址信號(hào)輸出選擇電壓；多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器，響應(yīng)于從譯碼器輸出的選擇電壓，分別控制字線電壓；和電壓控制器，控制提供給譯碼器的驅(qū)動(dòng)電壓，其中驅(qū)動(dòng)電壓包括至少兩個(gè)不同的電源電壓。
7.如權(quán)利要求6的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中在讀取操作中，電壓控制器依次地施加具有低電平的電源電壓和具有高電平的電源電壓到相應(yīng)的譯碼器。
8.如權(quán)利要求7的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中電壓控制器包括第一電源電壓；比第一電源電壓高的第二電源電壓；和第一和第二開關(guān)，響應(yīng)于至少一個(gè)控制信號(hào)，分別依次施加第一和第二電源電壓到相應(yīng)的譯碼器。
9.如權(quán)利要求8的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，進(jìn)一步包括連接到相變存儲(chǔ)單元的位線，其中每個(gè)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在位線和相應(yīng)的字線之間的相變材料和晶體管。
10.如權(quán)利要求6的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中在讀取操作中，電壓控制器依次地施加具有高電平的電源電壓和具有低電平的電源電壓到相應(yīng)的譯碼器。
11.如權(quán)利要求10的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中電壓控制器包括第一電源電壓；比第一電源電壓低的第二電源電壓；和第一和第二開關(guān)，響應(yīng)于至少一個(gè)控制信號(hào)，分別依次施加第一和第二電源電壓到相應(yīng)的譯碼器。
12.如權(quán)利要求11的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，進(jìn)一步包括連接到相變存儲(chǔ)單元的位線，其中每個(gè)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在位線和相應(yīng)的字線之間的相變材料和二極管。
13.如權(quán)利要求6的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中電壓控制器布置在存儲(chǔ)器的連接區(qū)域中。
14.一種相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，包括包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；和多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器，控制分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓，其中，在讀取操作中，連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓在至少兩個(gè)具有不同電壓的電壓級(jí)之間轉(zhuǎn)換。
15.如權(quán)利要求14的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中所述至少兩個(gè)級(jí)具有依次增加的電壓。
16.如權(quán)利要求15的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中每個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器包括連接在電源電壓和第一節(jié)點(diǎn)之間的第一開關(guān)，響應(yīng)于地址信號(hào)接通或關(guān)斷；和連接在第一節(jié)點(diǎn)和接地電壓之間的第二開關(guān)，響應(yīng)于第一控制信號(hào)接通或關(guān)斷；連接在第一節(jié)點(diǎn)和接地電壓之間的第三開關(guān)，響應(yīng)于第二控制信號(hào)接通或關(guān)斷，其中第三開關(guān)在第二開關(guān)被接通或關(guān)斷以后接通和關(guān)斷，第三開關(guān)的溝道長(zhǎng)度大于第二開關(guān)的溝道長(zhǎng)度。
17.如權(quán)利要求16的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中地址信號(hào)是譯碼的地址信號(hào)。
18.如權(quán)利要求16的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，進(jìn)一步包括連接到相變存儲(chǔ)單元的位線，其中每個(gè)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在位線和相應(yīng)字線之間的相變材料和晶體管。
19.如權(quán)利要求14的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中字線的電壓包括至少兩個(gè)具有依次降低的電壓的級(jí)。
20.如權(quán)利要求16的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中電源電壓對(duì)應(yīng)于字線驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓。
21.如權(quán)利要求15的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中每個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器包括連接在電源電壓和第一節(jié)點(diǎn)之間的第一開關(guān)，響應(yīng)于地址信號(hào)接通或關(guān)斷；和連接在第一節(jié)點(diǎn)和接地電壓之間的第二開關(guān)，響應(yīng)于第一控制信號(hào)接通或關(guān)斷；連接在第一節(jié)點(diǎn)和接地電壓之間的第三開關(guān)，響應(yīng)于第二控制信號(hào)接通或關(guān)斷，其中第三開關(guān)在第二開關(guān)被接通或關(guān)斷以后接通和關(guān)斷，第二開關(guān)的溝道長(zhǎng)度大于第三開關(guān)的溝道長(zhǎng)度。
22.如權(quán)利要求21的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中地址信號(hào)是譯碼的地址信號(hào)。
23.如權(quán)利要求21的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，進(jìn)一步包括連接到相變存儲(chǔ)單元的位線，其中每個(gè)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在位線和相應(yīng)字線之間的相變材料和二極管。
24.如權(quán)利要求21的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中電源電壓對(duì)應(yīng)于字線驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓。
25.一種控制包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的讀取操作的方法，包括使用包括至少兩個(gè)具有不同電壓的級(jí)的信號(hào)，控制連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓。
26.如權(quán)利要求25的方法，其中每個(gè)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在相應(yīng)位線和相應(yīng)字線之間的相變材料和晶體管，并且信號(hào)包括至少兩個(gè)具有依次增加的電壓的級(jí)。
27.如權(quán)利要求25的方法，其中每個(gè)相變存儲(chǔ)單元包括串聯(lián)在相應(yīng)位線和相應(yīng)字線之間的相變材料和二極管，并且信號(hào)包括至少兩個(gè)具有依次降低的電壓的級(jí)。
28.一種相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，包括包括多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；和分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線，其中，在讀取操作中，連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線電壓在級(jí)中至少轉(zhuǎn)換兩次。
29.如權(quán)利要求28的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中字線電壓在級(jí)中增加。
30.如權(quán)利要求28的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其中字線電壓在級(jí)中降低。
全文摘要
提供相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其包括包含多個(gè)相變存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器陣列；和分別連接到相變存儲(chǔ)單元的字線，其中在讀取操作中，連接到所選相變存儲(chǔ)單元的字線的電壓在至少兩個(gè)具有不同電壓電平的電壓級(jí)之間轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)G11C11/34GK1975928SQ200610172989
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月15日
發(fā)明者吳泂錄, 樸茂熙, 金杜應(yīng) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社