專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器及其存儲(chǔ)操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于集成電路
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器及對(duì)這種存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)操作的方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及以相變材料(如Ge2Sb2Tes)或者二元以上(包括二元)的多元金屬氧化物(如CuxOKxS2、WOx2^xS3、鈦的氧化物、鎳的氧化物、鋯的氧化物、鋁的氧化物、鈮的氧化物、鉅的氧化物等)作為存儲(chǔ)介質(zhì)并且存儲(chǔ)單元中有兩個(gè)存儲(chǔ)電阻共享同一個(gè)選通器件的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器及其存儲(chǔ)操作方法。
背景技術(shù)：
：存儲(chǔ)器在半導(dǎo)體市場(chǎng)中占有重要的地位，由于便攜式電子設(shè)備的不斷普及，不揮發(fā)存儲(chǔ)器在整個(gè)存儲(chǔ)器市場(chǎng)中的份額也越來(lái)越大，其中90%以上的份額被FLASH占據(jù)。但是由于存儲(chǔ)電荷的要求，F(xiàn)LASH不能隨技術(shù)代發(fā)展無(wú)限制拓展，有報(bào)道預(yù)測(cè)FLASH技術(shù)的極限在32nm左右，這就迫使人們尋找性能更為優(yōu)越的下一代不揮發(fā)存儲(chǔ)器。最近電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器(resistiveswitchingmemory)因?yàn)槠涓呙芏取⒌统杀?、可突破技術(shù)代發(fā)展限制的特點(diǎn)引起高度關(guān)注，所使用的材料有相變材料[11、摻雜的SrZr03[2]、鐵電材料PbZrTiO，、鐵磁材料Pn.xCaxMn03，二元金屬氧化物材料[5]、有機(jī)材料[6]等。二元金屬氧化物(如Nb205，Al203,Ta205,TixO,NixO[5]，0^0[7]等)由于在組份精確控制、與集成電路工藝兼容性及成本方面的潛在優(yōu)勢(shì)格外受關(guān)注。圖l(a)(b)分別示出了傳統(tǒng)的1T1R存儲(chǔ)單元的電路結(jié)構(gòu)圖和物理結(jié)構(gòu)剖面示意圖。每個(gè)存儲(chǔ)單元110中有一個(gè)存儲(chǔ)電阻104和一個(gè)選通器件100，存儲(chǔ)電阻104與選通器件100的一端102直接連接，圖b中TE和BE分別代表電阻104的上電極和下電極。在示意圖中選通器件100采用MOSFET(金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管)器件，存儲(chǔ)電阻104的另一端與位線(簡(jiǎn)寫(xiě)為BL)102相連。位線102與字線101共同作用就選中交叉處的單個(gè)電阻104進(jìn)行存儲(chǔ)操作。選通器件100使得電信號(hào)只對(duì)耦合在字線一位線交叉對(duì)之間的單個(gè)電阻進(jìn)行操作，而不會(huì)對(duì)其它的存儲(chǔ)單元產(chǎn)生串?dāng)_。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是不同存儲(chǔ)單元之間，在存儲(chǔ)操作中的相互干擾小，但是選通器件必須制作在硅片襯底上，占用硅片面積。而1個(gè)選通器件只能控制一個(gè)存儲(chǔ)電阻。然而，隨著存儲(chǔ)器密度的提高，每個(gè)存儲(chǔ)單元的選通器件由于尺寸的限制無(wú)法提供足夠強(qiáng)的寫(xiě)信號(hào)(寫(xiě)操作電壓或者寫(xiě)操作電流)，造成對(duì)存儲(chǔ)電阻寫(xiě)操作的失敗。針對(duì)這一問(wèn)題，本發(fā)明提出相應(yīng)的解決方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件及相應(yīng)的存儲(chǔ)操作方法，可以解決選通器件在存儲(chǔ)器密度提高的情況下無(wú)法提供足夠強(qiáng)的寫(xiě)操作信號(hào)的問(wèn)題。本發(fā)明提出的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，以相變材料(如Ge2Sb2Tes)或者二元以上(包括二元)的多元金屬氧化物作為存儲(chǔ)電阻，包括數(shù)條字線，數(shù)條位線，以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元中都包括兩個(gè)的存儲(chǔ)電阻，這些存儲(chǔ)電阻的第一電極都與同一個(gè)選通器件連接，該選通器件可以是雙極型晶體管(bipolartransistor)或者是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)或者是二極管，并通過(guò)該選通器件與稱(chēng)為字線的導(dǎo)線耦連；這些存儲(chǔ)電阻的第二電極與不同的稱(chēng)為位線的導(dǎo)線耦連，形成在同一個(gè)存儲(chǔ)單元中兩個(gè)存儲(chǔ)電阻共享同一個(gè)選通器件的結(jié)構(gòu)。上述結(jié)構(gòu)中，同一存儲(chǔ)單元中的不同存儲(chǔ)電阻可以位于多層互連金屬線層上，每一層互連金屬線層和與之連接的存儲(chǔ)介質(zhì)所在的層構(gòu)成一個(gè)復(fù)合層，不同復(fù)合層在垂直方向進(jìn)行層疊，相鄰復(fù)合層間通過(guò)位于通孔中的金屬塞連接，形成三維的存儲(chǔ)陣列。本發(fā)明結(jié)構(gòu)中，同一存儲(chǔ)單元中，第一電極與同一選通器件相連的不同存儲(chǔ)電阻，其第二電極與多路選擇器中的不同選通器件連接，這些選通器件可以是雙極型晶體管(bipolartransistor)或者金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，并通過(guò)這些與之連接的選通器件進(jìn)一步與不同的位線連接，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)電阻第二電極與不同位線的耦連。本發(fā)明所述的相變材料可以是Ge2Sb2Tes等。本發(fā)明所述的二元或者二元以上的多元金屬氧化物可以是CuxOKx^2、W(X2^xS3、鎳的氧化物、鈦的氧化物、鋯的氧化物、鋁的氧化物、鈮的氧化物、鉭的氧化物、鉿的氧化物、鉬的氧化物、鋅的氧化物、SrZr03、PbZrTi03、Pri-xCaxMn03。需要指出的是，對(duì)于以上存儲(chǔ)介質(zhì)材料，由于制備工藝以及性能需求，在化學(xué)計(jì)量比上會(huì)有所變化，這不應(yīng)視作對(duì)本發(fā)明的限制。還應(yīng)該指出的是，以氧化物材料為主要成份，在其中進(jìn)行少量雜質(zhì)元素?fù)诫s以改善性能，如在鉬的氧化物或者鋁的氧化物或者鋯的氧化物中摻入微量銅，不應(yīng)視作對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明提出對(duì)以上存儲(chǔ)器進(jìn)行寫(xiě)操作的方法。在寫(xiě)操作之前先預(yù)讀存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，將所讀取的內(nèi)容與擬寫(xiě)入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)與擬寫(xiě)入數(shù)據(jù)相同，不進(jìn)行寫(xiě)操作，否則不進(jìn)行寫(xiě)操作。改變上述存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)的具體方法為低阻態(tài)和高阻態(tài)都有分布范圍。在要使電阻由低阻變成高阻的時(shí)候，當(dāng)目標(biāo)存儲(chǔ)電阻的值大于高阻分布范圍的最小值，則認(rèn)為寫(xiě)操作成功，在要使電阻由高阻變?yōu)榈妥璧臅r(shí)候，當(dāng)目標(biāo)存儲(chǔ)電阻的值小于低阻分布范圍的最大值，則認(rèn)為寫(xiě)操作成功。在上述存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)電阻為兩端器件，在進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，采用適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)進(jìn)行由高阻到低阻操作(復(fù)位操作)和由低阻到高阻的操作(置位操作)。本發(fā)明提出對(duì)以上存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作的方法。進(jìn)行讀操作時(shí)，在所選中位線上加適當(dāng)讀電流，這樣會(huì)在所選位線上產(chǎn)生相應(yīng)的讀出電壓，把這個(gè)讀出電壓與參考電壓經(jīng)過(guò)靈敏放大器的比較放大獲得存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。本發(fā)明還提供一種包含本發(fā)明所述電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器的系統(tǒng)，它包括一個(gè)處理器，以及與所述處理器通信的輸入和輸出，以及耦連到該處理器的存儲(chǔ)器件；所說(shuō)存儲(chǔ)器件為本發(fā)明提供的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件。包括數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元中都包括兩個(gè)或兩個(gè)以上存儲(chǔ)電阻，這些存儲(chǔ)電阻的第一電極都與同一個(gè)選通器件連接，這些選通器件可以是雙極型晶體管(bipolartransistor)或者是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)或者是二極管，并通過(guò)該選通器件與稱(chēng)為字線的導(dǎo)線耦連，存儲(chǔ)電阻的第二電極與不同的稱(chēng)為位線的導(dǎo)線耦連，形成若干個(gè)存儲(chǔ)電阻共享同一個(gè)選通器件的結(jié)構(gòu)，等等。圖1為目前報(bào)道的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器是基于傳統(tǒng)的1T1R存儲(chǔ)單元，其等效電路圖(a)和結(jié)構(gòu)剖面圖(b)。圖2為本發(fā)明的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的一個(gè)實(shí)施例圖示。圖3為1T2R存儲(chǔ)單元實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面。圖4為1T2R存儲(chǔ)單元形成的存儲(chǔ)陣列的部分電路圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的一部分圖示。圖6為根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的一部分圖示。圖中標(biāo)號(hào)110代表傳統(tǒng)的1T1R存儲(chǔ)單元，101代表選通器件的控制端，102代表存儲(chǔ)電阻的上極板，104代表存儲(chǔ)電阻，102代表存儲(chǔ)電阻的下極板，IOO代表選通器件，200代表本發(fā)明所提出的1T2R存儲(chǔ)單元，201、202分別代表存儲(chǔ)電阻，203代表選通器件的控制端，801代表局部位線譯碼器，802代表選通管，501代表行譯碼驅(qū)動(dòng)，702代表靈敏放大器/驅(qū)動(dòng)器，500代表系統(tǒng)，501代表控制器，502代表無(wú)線接口，504代表輸入輸出(I/O)裝置，503代表存儲(chǔ)器，505代表總線。具體實(shí)施例方式在下文中結(jié)合圖示在參考實(shí)施例中更完全地描述本發(fā)明，本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例，但不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例以便此公開(kāi)是徹底的和完全的，將本發(fā)明的范圍完全傳遞給相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員。在此參考圖是本發(fā)明的理想化實(shí)施例的示意圖，本發(fā)明所示的實(shí)施例不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于圖中所示的區(qū)域的特定形狀。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱(chēng)一個(gè)元件在"另一個(gè)元件上"或"在另一個(gè)元件上延伸"時(shí)，這個(gè)元件可以直接在"另一個(gè)元件上"或直接"在另一個(gè)元件上延伸"，或也可能存在插入元件。相反，當(dāng)稱(chēng)一個(gè)元件直接在"另一個(gè)元件上"或直接"在另一個(gè)元件上延伸"時(shí)，不存在插入元件。當(dāng)稱(chēng)一個(gè)元件與"另一個(gè)元件連接"或"與另一個(gè)元件耦接"時(shí)，這個(gè)元件可以直接連接或耦接到另一個(gè)元件，或也可以存在插入元件，相反，當(dāng)稱(chēng)一個(gè)元件直接與"另一個(gè)元件連接"或直接"與另一個(gè)元件耦接"時(shí)，不存在插入元件。本發(fā)明涉及以相變材料或者二元以上(包括二元)的多元金屬氧化物作為存儲(chǔ)介質(zhì)并且存儲(chǔ)單元中兩個(gè)存儲(chǔ)電阻共享同一個(gè)選通器件的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器及其存儲(chǔ)操作方法。這里所述的存儲(chǔ)單元的概念是指選通器件和與之連接的存儲(chǔ)電阻所構(gòu)成的復(fù)式存儲(chǔ)單元。為便于闡述，約定存儲(chǔ)單元是指該復(fù)式結(jié)構(gòu)。下面參考圖2來(lái)說(shuō)明本發(fā)明提出的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件的1個(gè)實(shí)施例。圖2示出了存儲(chǔ)單元200的等效電路圖，包括1個(gè)選通器件100和兩個(gè)存儲(chǔ)電阻，存儲(chǔ)電阻分別為201、202，在圖示中選通器件100采用金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，該選通器件也可以是雙極型晶體管(bipolartransistor)或者二極管，兩個(gè)存儲(chǔ)電阻的第一電極均與選通器件100的同一端S直接相連，第二電極則分別與不同的位線BL-O、BL-1耦連。選通器件與字線WL一O耦連，在本實(shí)施例中是通過(guò)MOSFET的控制端203與字線相連。字線一位線的每個(gè)交叉與一個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)單元相關(guān)聯(lián)。這樣形成了兩個(gè)存儲(chǔ)電阻共享同一個(gè)選通器件的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)于傳統(tǒng)的1T1R結(jié)構(gòu)，以下我們簡(jiǎn)稱(chēng)這個(gè)結(jié)構(gòu)為1T2R結(jié)構(gòu)。注意，這里T代表選通器件，而不是專(zhuān)指晶體管。選通器件的種類(lèi)的變化不應(yīng)視作對(duì)本發(fā)明的限制。采用這種結(jié)構(gòu)，可以在相同硅片面積情形下，增加選通器件的尺寸，提高選通選通器件的驅(qū)動(dòng)能力。圖3給出了1T2R存儲(chǔ)單元的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面圖，通過(guò)該圖闡述一個(gè)存儲(chǔ)單元中的兩個(gè)存儲(chǔ)電阻位于不同的金屬互連線平面上。圖3中示出1個(gè)存儲(chǔ)單元中兩個(gè)存儲(chǔ)電阻201、202共享同一選通器件100(圖中為MOSFET)的情形，存儲(chǔ)電阻位于通孔的頂部并與上層金屬線直接連接，存儲(chǔ)電阻所在層及與其連接的金屬線所在的層定義為一個(gè)復(fù)合層，同一存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)電阻可位于不同的復(fù)合層上，圖3中兩個(gè)電阻位于兩個(gè)復(fù)合層上，存儲(chǔ)電阻201所在的層與其連接的上層金屬引線層構(gòu)成第二復(fù)合層，而存儲(chǔ)電阻202所在的平面與其連接的上層金屬引線層構(gòu)成第一復(fù)合層。復(fù)合層在垂直方向上層疊，構(gòu)成三維結(jié)構(gòu)。不同復(fù)合層間通過(guò)通孔中的金屬塞連接。圖4給出了本發(fā)明存儲(chǔ)器一個(gè)實(shí)施例中采用1T2R結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)單元所形成電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器陣列的一部分的電路圖。電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器陣列包括n條相互平行的字線和m條相互平行的位線，字線和位線相互垂直。m條相互平行的位線包括m條相互平行的全局位線GBL0，GBL1，GBL2......GBLm禾卩m條相互平行的局部位線LBL0，LBL1，LBL2......LBLm，全局位線和局部位線分別連接至選通管的兩端，選通管的控制端連接至局部位線譯碼器801,如圖所示全局位線GBL0和局部位線LBL0連接至選通管802的兩端，選通管802的控制端連接至局部位線譯碼器801。存儲(chǔ)單元位于一條字線與兩條局部位線的交叉區(qū)，如圖示中存儲(chǔ)單元200位于字線WL0與局部位線LBL0，LBL1形成的交叉區(qū)。每個(gè)字線-局部位線交叉對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)電阻。以對(duì)存儲(chǔ)電阻201進(jìn)行操作為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，選通器件100在行譯碼驅(qū)動(dòng)501輸出信號(hào)的控制之下導(dǎo)通，局部位線譯碼器801進(jìn)行譯碼，801的輸出使選通器件802打開(kāi)，從而操作電流的通路為選通器件802，目標(biāo)存儲(chǔ)電阻201，選通器件100。這樣就選中字線WLO和局部位線LBLO交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻201進(jìn)行操作。對(duì)存儲(chǔ)單元的讀寫(xiě)操作與傳統(tǒng)的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器的方法相同。以對(duì)存儲(chǔ)電阻201的操作為例，在進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，先選中陣列中的存儲(chǔ)電阻201(選擇方法前面己經(jīng)介紹)，然后通過(guò)圖4中的靈敏放大器/驅(qū)動(dòng)器702在存儲(chǔ)電阻201對(duì)應(yīng)的全局位線上施加寫(xiě)操作的電信號(hào)(寫(xiě)電壓或者寫(xiě)電流)，由于在此發(fā)明中，兩個(gè)存儲(chǔ)電阻共享一個(gè)選通器件，這個(gè)選通器件的尺寸就可以大一點(diǎn)，約為傳統(tǒng)方法中選通器件尺寸的兩倍，選通器件表現(xiàn)出來(lái)的電阻就會(huì)小一點(diǎn)，選通器件的分壓會(huì)相應(yīng)小一點(diǎn)，整個(gè)通路的電流也會(huì)相應(yīng)大一點(diǎn)，因此最終通過(guò)存儲(chǔ)電阻寫(xiě)電流或者落在存儲(chǔ)電阻兩端的寫(xiě)電壓會(huì)相應(yīng)大一點(diǎn)，寫(xiě)操作成功的可能性會(huì)相應(yīng)增加很多。在進(jìn)行讀操作時(shí)，先選中陣列中的存儲(chǔ)電阻201，然后通過(guò)圖4中的靈敏放大器/驅(qū)動(dòng)器702在存儲(chǔ)電阻201對(duì)應(yīng)的全局位線上施加適當(dāng)?shù)淖x電流，由于電阻存儲(chǔ)器在不同狀態(tài)的電阻值不一樣，因此對(duì)應(yīng)的全局位線就會(huì)表現(xiàn)出不同的讀出電壓值，利用靈敏放大器/驅(qū)動(dòng)器702將這個(gè)讀出電壓與參考電壓(大小介于兩種電阻狀態(tài)讀出電壓之間)比較放大，得到所選存儲(chǔ)電阻的內(nèi)容。參考圖5，本發(fā)明提供的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)500，可包括一控制器501，輸入輸出(I/O)裝置504、存儲(chǔ)器503、總線505。參考圖6，本發(fā)明提供的系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)500，可包括一控制器501，輸入輸出(I/O)裝置504、存儲(chǔ)器503、總線505，還包括通過(guò)總線505彼此耦合的無(wú)線接口502。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的范圍并不限于具有這些部件的任何一種或具有所有這些部件的實(shí)施例。控制器501可包括一個(gè)或多個(gè)微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器等。存儲(chǔ)器503可用存儲(chǔ)傳輸?shù)较到y(tǒng)500或由系統(tǒng)500傳送的信息，還可用于存儲(chǔ)指令。存儲(chǔ)器503可以由一種或多種不同類(lèi)型的存儲(chǔ)器組成，例如快閃存儲(chǔ)器和/或包含一種如本發(fā)明所說(shuō)明的存儲(chǔ)器件，其結(jié)構(gòu)特征為采用二元或者二元以上的多元金屬氧化物作為存儲(chǔ)電阻；以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元中都包括兩個(gè)或兩個(gè)以上存儲(chǔ)電阻，每個(gè)存儲(chǔ)電阻的第一電極都與同一個(gè)選通器件連接，第二電極與不同的位線耦連，形成若干個(gè)存儲(chǔ)電阻共享同一個(gè)選通器件的結(jié)構(gòu)。參考文獻(xiàn)J.Maimon,E.Spall,R.Quinn，S.Schnur,"Chalcogenide-basednonvolatilememorytechnology",尸ra"W"gso/JenwpaceCo—rence,p.2289,2001.[2]C.Y.Liu,RH.Wu,A.Wang,W.Y.Jang，J.C.Young,K.Y.Chiu,andT.YTseng,"Bistableresistiveswitchingofasputter-depositedCr-dopedSrZr03memoryfilm",五Z)丄vol.26,p.351,2005.[3]J.R.Contreras,H.Kohlstedt,U.Pooppe,R.Waser,C.Buchal，andN.A.Pertsev,"Resistiveswitchinginmetal-ferroelectric-metaljunctions",^;jp/.P/^s.Lett.vol.83,p.4595,2003.[4]A.Asamitsu,Y.Tomioka,H,Kuwahara，andY.Tokura，"Currentswitchingofresistivestatesinmagnetoresistivemanganites，，,AtowefXowfow)vol.388,p.50,1997.[5]I.G.Baek，M.S.Lee,S,Seo,M丄Lee,D.H.Seo，.S.Suh，J.C.Park,S.O.Park,H.S.Kim，I.K.Yoo,U-InChung,andJ,T.Moon,"Highlyscalablenon-volatileresistivememoryusingsimplebinaryoxidedrivenbyasymmetricunipolarvoltagepulses",i￡DM7fec/z.Dig.p.587(2004).[6]L.P.Ma,J.Liu,andY.Yang,"Organicelectricalbistabledevicesandrewriteablememorycells",J///.尸/z;^.vol.80，p.2997,2002;L.D.Bozano,B.W,Kean,V.R,Deline，J.R.Salem，andJ.C.Scott,"Mechanismforbistabilityinorganicmemoryelements",尸一.Z饑vol.84,p.607,2004.[7]A.Chen,S.Haddad,Y.匿C.Wu，，'Non-VolatileResistiveSwitchingforAdvancedMemoryApplications"in雨SMW,2006,權(quán)利要求1、一種電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，采用相變材料或者二元以上(包括二元)的多元金屬氧化物作為存儲(chǔ)電阻，其特征在于包括數(shù)條字線，數(shù)條位線，以及數(shù)個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元位于一條字線與兩條位線的各個(gè)交叉區(qū)。每個(gè)存儲(chǔ)單元中都包括兩個(gè)存儲(chǔ)電阻和一個(gè)選通器件，每個(gè)存儲(chǔ)電阻的第一電極都與上述的同一個(gè)選通器件連接，并通過(guò)該選通器件與字線耦連；每個(gè)存儲(chǔ)電阻的第二電極與不同的位線耦連，形成兩個(gè)存儲(chǔ)電阻共享上述的同一個(gè)選通器件的結(jié)構(gòu)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，其特征在于同一存儲(chǔ)單元中的不同存儲(chǔ)電阻位于多層互連金屬線層上，每一層互連金屬線層和與之連接的存儲(chǔ)介質(zhì)所在的層構(gòu)成一個(gè)復(fù)合層，不同復(fù)合層在垂直方向進(jìn)行層疊，相鄰復(fù)合層間通過(guò)位于通孔中的金屬塞連接，形成三維的存儲(chǔ)陣列。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，其特征在于所述的每個(gè)存儲(chǔ)電阻的第二電極與不同的位線耦連是由存儲(chǔ)電阻的第二電極與不同選通器件連接，并通過(guò)這些與之連接的選通器件進(jìn)一步與不同的位線連接實(shí)現(xiàn)。4、根據(jù)權(quán)利要求1電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，其特征在于所述的選通器件是雙極型晶體管或者是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管或者是二極管。5、根據(jù)權(quán)利要求3電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，其特征在于所述的選通器件是雙極型晶體管或者是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，其特征在于所述的相變材料可以是Ge2Sb2Te5。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件，其特征在于所述的二元或者二元以上的多元金屬氧化物可以是CuxOKxS2、WOx2SXS3、鎳的氧化物、鈦的氧化物、鋯的氧化物、鋁的氧化物、鈮的氧化物、鉭的氧化物、鉿的氧化物、鉬的氧化物、鋅的氧化物、SrZr03、PbZrTi03、Pr"xCaxMn03。8、一種對(duì)權(quán)利要求1所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件進(jìn)行寫(xiě)操作的方法寫(xiě)操作前預(yù)讀存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)緩沖器中的擬寫(xiě)入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)與擬寫(xiě)入數(shù)據(jù)相同，不進(jìn)行寫(xiě)操作，若存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)與擬寫(xiě)入數(shù)據(jù)不同，則進(jìn)行寫(xiě)操作。9、一種對(duì)權(quán)利要求1所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件進(jìn)行讀操作的方法在所選中的位線上加適當(dāng)電流，把該位線的電壓與參考電壓經(jīng)過(guò)靈敏放大器比較放大輸出。10、一種權(quán)利要求l所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中的應(yīng)用，該系統(tǒng)包括':一處理器，以及與所述處理器通信的輸入和輸出，以及耦連到該處理器的存儲(chǔ)器件；所述存儲(chǔ)器件為權(quán)利要求1所述的電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器件。全文摘要本發(fā)明屬于集成電路
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種電阻轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器及對(duì)這種存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)操作的方法。采用相變材料(如Ge₂Sb₂Te₅)或者二元以上(包括二元)的多元金屬氧化物(如Cu_xO1＜x≤2、WO_x2≤x≤3、鈦的氧化物、鎳的氧化物、鋯的氧化物、鋁的氧化物、鈮的氧化物、鉭的氧化物等)作為存儲(chǔ)電阻，每個(gè)存儲(chǔ)單元中都包括兩個(gè)存儲(chǔ)電阻，每個(gè)存儲(chǔ)電阻的第一電極都與同一個(gè)選通器件連接，第二電極與不同的位線耦連，形成同一存儲(chǔ)單元中若干個(gè)存儲(chǔ)電阻共享同一個(gè)選通器件的結(jié)構(gòu)。這種存儲(chǔ)器不僅大大提高存儲(chǔ)集成密度，而且提供更強(qiáng)的寫(xiě)操作信號(hào)。文檔編號(hào)H01L27/115GK101359503SQ20081004093公開(kāi)日2009年2月4日申請(qǐng)日期2008年7月24日優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日發(fā)明者吳雨欣,廖啟宏,佶張,樂(lè)徐,林殷茵,胡倍源,薛曉勇申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)