相變存儲(chǔ)器掩碼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所描述的實(shí)施例通常涉及相變存儲(chǔ)器。
【背景技術(shù)】
[0002]相變存儲(chǔ)器使用相變材料(S卩，可以在非晶體的和晶體的狀態(tài)之間以電氣方式切換的材料)作為電子存儲(chǔ)器。一個(gè)類(lèi)型的存儲(chǔ)器元件利用相變材料，在一個(gè)應(yīng)用中所述材料可以在大體上非晶體的和大體上晶體的局域有序之間或橫跨整個(gè)光譜在局域有序的可檢測(cè)狀態(tài)之間在完全非晶體的和完全晶體的狀態(tài)之間以電氣方式切換。
[0003]適合于這個(gè)應(yīng)用的典型的材料包含各種硫族化物元素。相變材料的狀態(tài)還是非易失性的。當(dāng)存儲(chǔ)器被設(shè)置在代表電阻值的晶體的、半晶體的、非晶體的、或半非晶體的狀態(tài)時(shí)，該值被保留直到被重新編程，即使電源被移除。這是因?yàn)榫幊讨荡?例如，晶體的或非晶體的)材料的相或物理狀態(tài)。
[0004]相變材料的狀態(tài)還是非易失性的，因?yàn)楫?dāng)設(shè)置在代表電阻值的晶體的、半晶體的、非晶體的、或半非晶體的狀態(tài)時(shí)，該值被保留直到由另一編程事件改變，由于該值代表(例如，晶體的或非晶體的)材料的相或物理狀態(tài)。該狀態(tài)不受移除電源影響。
【附圖說(shuō)明】
[0005]從結(jié)合附圖得到的下面的具體描述，將清楚本公開(kāi)的特征和優(yōu)點(diǎn)，所述附圖以示例的方式一起圖解本公開(kāi)的特征；并且其中:
圖1圖解根據(jù)示例的按位掩碼邏輯的表；
圖2圖解根據(jù)示例的存儲(chǔ)器陣列的方塊圖；
圖3圖解根據(jù)示例的存儲(chǔ)器接收器；
圖4圖解根據(jù)示例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)圖；
圖5圖解根據(jù)示例應(yīng)用掩碼以在未被禁止的位上允許設(shè)置脈沖(set pulse)和重置脈沖(reset pulse)；
圖6圖解根據(jù)示例將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到相變存儲(chǔ)器陣列的方法的流程圖；以及圖7圖解根據(jù)示例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)圖。
[0006]現(xiàn)將參考圖解的示例性實(shí)施例，并且本文將使用特定的語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行描述。不過(guò)將理解，從而不旨在對(duì)該范圍或特定的發(fā)明實(shí)施例的限制。
【具體實(shí)施方式】
[0007]在公開(kāi)和描述發(fā)明實(shí)施例之前，將理解不旨在限制本文所公開(kāi)的特別的結(jié)構(gòu)、處理步驟、或材料，而是還包含如將由相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所承認(rèn)的其等同物。還應(yīng)該理解，本文所采用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特別的示例的目的并且不旨在限制。在不同的附圖中的相同的參考數(shù)字代表相同的元件。在流程圖和過(guò)程中提供的數(shù)字是為了在圖解步驟和操作時(shí)的清楚起見(jiàn)而提供的，而未必指不特別的次序或順序。
[0008]示例實(shí)施例
以下提供技術(shù)實(shí)施例的初始的綜述并且然后進(jìn)一步具體描述特定的技術(shù)實(shí)施例。該初始的總結(jié)旨在幫助讀者更快地理解本技術(shù)而不旨在識(shí)別本技術(shù)的關(guān)鍵或必要特征，也不旨在限制要求保護(hù)的主題的范圍。
[0009]諸如與NAND存儲(chǔ)器相比較，相變存儲(chǔ)器能夠進(jìn)行相對(duì)快的位可更改寫(xiě)入。然而，相變存儲(chǔ)器寫(xiě)入速度可以比DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，Dynamic Random-Access Memory)寫(xiě)入速度慢。相變存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)者的目標(biāo)是:提供可以與DRAM可比較的讀取和寫(xiě)入速度，同時(shí)維持與NAND可比較的面積/管芯尺寸，同時(shí)還保持能量適度低。例如，與NAND存儲(chǔ)器相比較，相變存儲(chǔ)器的相對(duì)快的寫(xiě)入速度的成本是比在NAND技術(shù)中使用的更高的每位能量。
[0010]本技術(shù)的某些實(shí)施例提供針對(duì)相變存儲(chǔ)器的可編程寫(xiě)入掩碼架構(gòu)，其允許期望的寫(xiě)入行為的選擇的配置。例如，針對(duì)陣列中的每個(gè)位的寫(xiě)入數(shù)據(jù)掩碼行為可以從中心位置被配置。不同的配置能夠用于不同的寫(xiě)入算法，并且使用熔斷器，能夠硅后(post-silicon)重新配置行為。
[0011]參照?qǐng)D1，根據(jù)本技術(shù)的示例，圖解包含按位掩碼邏輯的表100。根據(jù)圖1中的表100，輸入期望的數(shù)據(jù)與之前感測(cè)的數(shù)據(jù)的任何組合可以允許或禁止隨后的設(shè)置或重置脈沖。例如，順序控制器可以將掩碼邏輯發(fā)送給陣列中的單元。邏輯中不同的設(shè)定(諸如圖1的表中所圖解的8個(gè)設(shè)定)能夠被放置在針對(duì)個(gè)別單元的熔斷器、臨時(shí)寄存器、或其他儲(chǔ)存器中。注意到，圖1中的邏輯是示范性的，并且各種不同的配置可以被實(shí)施以當(dāng)依據(jù)當(dāng)前的掩碼接收輸入數(shù)據(jù)時(shí)允許在單元處的不同的操作。
[0012]圖1中的表圖解輸入和現(xiàn)有數(shù)據(jù)(分別示出為“數(shù)據(jù)輸入”和“舊數(shù)據(jù)”)的不同潛在組合。數(shù)據(jù)中的“ I”可以指示位被設(shè)置或?qū)⒈辉O(shè)置而數(shù)據(jù)中的“O”可以指示位被重置或?qū)⒈恢刂谩；谄谕木幊谭椒ɑ蚧谳斎霐?shù)據(jù)如何與現(xiàn)有數(shù)據(jù)相比較，可以執(zhí)行各種操作。例如，在輸入數(shù)據(jù)與現(xiàn)有數(shù)據(jù)針對(duì)給定位是相同的(諸如輸入數(shù)據(jù)和現(xiàn)有數(shù)據(jù)都指示“ I”或“O”)情況下，在該位上可以不執(zhí)行編程。在現(xiàn)有數(shù)據(jù)是“ I”而輸入數(shù)據(jù)是“O”的情況下，位可以被重置。在現(xiàn)有數(shù)據(jù)是“O”而輸入數(shù)據(jù)是“I”的情況下，位可以被設(shè)置。
[0013]掩碼可以包含許多用于設(shè)置和/或重置位的配置。掩碼中的“I”可以指示禁止動(dòng)作，諸如設(shè)置或重置動(dòng)作。掩碼中的“O”可以指示允許動(dòng)作。因此，設(shè)置掩碼設(shè)定可以例如包含:
s_pass_00=l (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，禁止設(shè)置); s_pass_01=l (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，禁止設(shè)置); s_pass_10=0 (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，允許設(shè)置)；和 s_pass_ll=l (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，禁止設(shè)置)。
[0014]類(lèi)似地，重置掩碼設(shè)定可以例如包含: r_pass_00=l (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，禁止重置)； r_pass_01=0 (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，允許重置)； r_pass_10=l (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，禁止重置)；和 r_pass_l 1=1 (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，禁止重置)。
[0015]圖1的表100可以是針對(duì)按位掩碼邏輯的可編程真值表，所述真值表可以被重新編程為與圖解的配置不同的配置以便基于期望的編程方法執(zhí)行不同的選項(xiàng)，所述編程方法的一些示例稍后被描述。此外，雖然圖1的表圖解8個(gè)掩碼設(shè)定(包含四個(gè)設(shè)置掩碼設(shè)定和四個(gè)重置掩碼設(shè)定)的使用，但是還可以使用不同數(shù)量的設(shè)定以實(shí)施本技術(shù)的各種實(shí)施例。
[0016]參照?qǐng)D2，能夠看出由掩碼定義的設(shè)定可以被路由到陣列中的位或單元。例如，每個(gè)設(shè)定(r_pass_00到s_pass_ll)可以被路由到位210-213 (即，位O到位3)中的每個(gè)。雖然圖2圖解了陣列中的四個(gè)位，但是任何數(shù)量的位可以被包含在個(gè)別的陣列中，并且實(shí)際的實(shí)施方式可以包含比圖解的簡(jiǎn)化示例更多得多的位。
[0017]陣列中的每個(gè)位可以包含保存從該陣列讀取的數(shù)據(jù)(S卩，如圖1中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)或“舊數(shù)據(jù)”)的感測(cè)放大器或感測(cè)鎖存器(即，“data_sense”)。單獨(dú)的data_in信號(hào)(data_in<0>到data_in〈3>)可以被路由到每個(gè)位。每個(gè)位能夠具有data_in和data_sense的4個(gè)組合(即，“ 00 ”，“ OI ”，“ 10 ”和“ 11 ”)的任一個(gè)。
[0018]參照?qǐng)D3，在每個(gè)位之內(nèi)可以是用于接收掩碼配置的接收器300。接收器300可以評(píng)價(jià)連同8個(gè)全局掩碼信號(hào)r_pass_00/01/10/11和s_pass_00/01/10/ll —起的data_in和data_sense的組合。接收器300可以基于連同8個(gè)全局掩碼信號(hào)一起的data_in和data_sense的組合確定是否要禁止或阻止(即，“遮掩(mask out)”)設(shè)置脈沖或重置脈沖。用全局clkjnaskload信號(hào)，設(shè)置和重置掩碼可以被鎖存到接收器內(nèi)。當(dāng)寫(xiě)入操作開(kāi)始時(shí)，寫(xiě)入操作可以將設(shè)置和重置脈沖施加到具有用于設(shè)置或重置的清除或不受禁止的掩碼的位。換言之，允許設(shè)置操作的位將使設(shè)置寫(xiě)入操作施加到其上，而允許重置操作的位將使重置寫(xiě)入操作施加到其上。在圖解的示例中，接收器300包含針對(duì)設(shè)置和重置掩碼應(yīng)用的跟隨著反相器的一個(gè)或多個(gè)與或非(AND-0R-1NVERT)門(mén)。然而，還可以用不同的邏輯門(mén)實(shí)施接收器300 ο在實(shí)踐中，接收器300可以從被配置為定義或規(guī)定掩碼配置的順序控制器或其他裝置接收掩碼配置。接收器300可以與掩碼配置的接收并行地接收現(xiàn)有數(shù)據(jù)(S卩，data_sense)和輸入數(shù)據(jù)(S卩，data_in)。接收器300可以然后按照接收的掩碼配置評(píng)價(jià)現(xiàn)有和輸入數(shù)據(jù)以確定是否要允許或禁止設(shè)置動(dòng)作并且是否要允許或禁止重置動(dòng)作。
[0019]之前的技術(shù)已經(jīng)實(shí)施寫(xiě)入掩蓋，但是寫(xiě)入掩蓋已經(jīng)被硬連線到寫(xiě)入電路內(nèi)。例如，一些NOR門(mén)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)可以使用單個(gè)的寫(xiě)入掩碼位，所述寫(xiě)入掩碼位允許編程或不允許編程。然而，相變存儲(chǔ)器技術(shù)不如NAND和DRAM技術(shù)那樣成熟，并且因此與NAND和DRAM的讀取和寫(xiě)入算法相比較，可能必須對(duì)于如何實(shí)施讀取和寫(xiě)入方法而言更靈活。本技術(shù)的實(shí)施例提供靈活性的示例，其中寫(xiě)入掩蓋不是硬連線到寫(xiě)入電路內(nèi)，而是改為可編程的且可重配