專利名稱：用于相變存儲陣列的置位編程方法和寫入驅(qū)動器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于相變存儲陣列的置位編程方法和可執(zhí)行置位編程方法的寫入驅(qū)動器電路。
背景技術(shù)：
PRAM(相變隨機(jī)存取存儲器)是可利用具有可響應(yīng)于可能由溫度變化引起的材料的相變而變化的阻抗的例如GST(Ge-Sb-Te)的材料來存儲數(shù)據(jù)的非易失性存儲器件。該材料可稱為相變材料。
在PRAM器件的寫入操作期間，當(dāng)電流可能流過時，相變材料可將狀態(tài)改變?yōu)榫B(tài)或非晶態(tài)。相變材料的晶態(tài)或非晶態(tài)的轉(zhuǎn)變可取決于流過該相變材料的電流的強(qiáng)度和/或流量。較大量電流可流過該相變材料一段時間，并且該相變材料可改變?yōu)榉蔷B(tài)，這可稱為復(fù)位狀態(tài)。該復(fù)位狀態(tài)可對應(yīng)于數(shù)據(jù)1。
小于復(fù)位電流的電流可流過該相變材料一段時間，并且該相變材料可變換為晶態(tài)，這可稱為置位狀態(tài)。該置位狀態(tài)可對應(yīng)于數(shù)據(jù)0。
復(fù)位狀態(tài)的相變材料的阻抗可大于置位狀態(tài)的阻抗。存儲單元可通過使可將該相變材料加熱到大于熔化溫度的溫度的復(fù)位電流流過該相變材料，而從置位狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)位狀態(tài)，并且該相變材料可(例如很快)冷卻。
存儲單元可通過使可將該相變材料加熱到大于結(jié)晶溫度的溫度的置位電流流過該相變材料，而從復(fù)位狀態(tài)改變?yōu)橹梦粻顟B(tài)，并保持此狀態(tài)達(dá)一時間量，并且該相變材料可冷卻。
圖1是圖示了用于向該相變材料寫入數(shù)據(jù)的電流脈沖的例子的圖。參考圖1，具有減小周期的較大電流脈沖可施加到該相變材料并可熔化該相變材料。該相變材料可(例如很快)冷卻，并且該相變材料可變換為非晶態(tài)(例如復(fù)位狀態(tài))。具有長周期的較小電流脈沖可施加到該相變材料，以將該相變材料改變?yōu)榫B(tài)(置位狀態(tài))，其中該具有長周期的較小電流脈沖可將該相變材料加熱到結(jié)晶溫度或更高。
在可包括多個相變存儲單元的存儲陣列中，存儲單元可根據(jù)存儲陣列的排列而包括不同寄生負(fù)載?？蛇B接到存儲單元的信號線可具有不同負(fù)載。因為存儲陣列的區(qū)域可能增加，所以在制造過程期間，可產(chǎn)生存儲單元之間的復(fù)位電流差。該復(fù)位電流差可導(dǎo)致置位電流差。一些存儲單元不會通過一個置位電流而改變到置位狀態(tài)。
例如，一些存儲單元可響應(yīng)于置位電流而改變到置位狀態(tài)，而一些存儲單元不會響應(yīng)于置位電流而改變到置位狀態(tài)。這可導(dǎo)致相變存儲陣列故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示范實施例可提供一種用于可具有多個相變單元的相變存儲陣列的置位編程方法，所述相變單元可響應(yīng)于可對其施加的電流脈沖而轉(zhuǎn)變到復(fù)位阻抗?fàn)顟B(tài)或置位阻抗?fàn)顟B(tài)。該置位編程方法可包括將置位電流脈沖施加到相變單元，這可使該相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)。該置位電流脈沖可包括第1到第n階段，其中電流幅度可(例如逐漸)減小。
在本發(fā)明的示范實施例中，第1階段的置位電流脈沖的幅度可對應(yīng)于用于將相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的相變單元的最大電流。
在本發(fā)明的示范實施例中，第1階段的置位電流脈沖的幅度不超過可將相變單元加熱到它們的熔化溫度的電流的幅度。
在本發(fā)明的示范實施例中，在相鄰階段的置位電流脈沖之間可存在電流幅度為0的周期，并且/或者可依次產(chǎn)生第1到第n階段的置位電流脈沖。
在本發(fā)明的示范實施例中，n可為4。
本發(fā)明的另一示范實施例可提供一種用于可具有多個相變單元的相變存儲陣列的置位編程方法，所述相變單元可響應(yīng)于對其施加的電流脈沖而轉(zhuǎn)變到復(fù)位阻抗?fàn)顟B(tài)或置位阻抗?fàn)顟B(tài)。該置位編程方法可包括將具有一幅度的第1電流脈沖施加到相變單元，使得該相變單元可轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)；并依次將其幅度可小于第1電流脈沖的幅度的第2到第n電流脈沖施加到該相變單元。第2到第n電流脈沖的幅度可依次降低。
在本發(fā)明的示范實施例中，第1電流脈沖的電流幅度可為可將相變存儲單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的最大電流。
本發(fā)明的另一示范實施例可提供一種可具有多個相變單元的相變存儲陣列的寫入驅(qū)動器電路，所述相變單元響應(yīng)于對其施加的電流脈沖而轉(zhuǎn)變到復(fù)位阻抗?fàn)顟B(tài)或置位阻抗?fàn)顟B(tài)。寫入驅(qū)動器電路可包括脈沖發(fā)生器和電流控制器。
在本發(fā)明的示范實施例中，脈沖發(fā)生器可產(chǎn)生可具有電壓幅度可(例如逐漸)減小的第1到第n階段的置位電壓脈沖。
在本發(fā)明的示范實施例中，電流控制器可將置位電流脈沖施加到相變單元，其中該置位電流脈沖可具有第1到第n階段，其中電流幅度可(例如逐漸)減小，并可響應(yīng)于置位電壓脈沖。
在本發(fā)明的示范實施例中，電流控制器可包括第一晶體管、第二晶體管和控制晶體管。
第一晶體管可具有連接到電源電壓的第一端和連接到其柵極的第二端。該第二晶體管具有可連接到電源電壓的第一端和通過其輸出置位電流脈沖的第二端。第二晶體管的柵極可連接到第一晶體管的柵極。
控制晶體管可具有與第一晶體管的第二端相連接的第一端以及與地電壓相連接的第二端。由可施加到其柵極的置位電壓脈沖來確定可導(dǎo)通控制晶體管的程度。
在本發(fā)明的示范實施例中，第1階段的置位電壓脈沖的幅度可對應(yīng)于可將該相變存儲單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的最大幅度。
在本發(fā)明的示范實施例中，第1階段的置位電壓脈沖的幅度不超過可產(chǎn)生置位電流脈沖并可將相變單元加熱到它們的熔化溫度的電壓。
在本發(fā)明的示范實施例中，在相鄰階段的置位電壓脈沖之間可存在電壓幅度為0的周期，并且/或者可依次產(chǎn)生第1到第n階段的置位電壓脈沖。
在本發(fā)明的示范實施例中，n可為4。
本發(fā)明的另一示范實施例可提供一種電流控制器，可包括第一晶體管，可具有連接到電源電壓的第一端和連接到第一晶體管的柵極的第二端；第二晶體管，可具有連接到電源電壓的第一端、適配為輸出置位電流脈沖的第二端、以及連接到第一晶體管的柵極的柵極；以及控制晶體管，可具有與第一晶體管的第二端相連接的第一端以及與地電壓相連接的第二端。至少由可施加到控制晶體管的柵極的置位電壓脈沖來確定控制晶體管的功能。
本發(fā)明的另一示范實施例可提供一種寫入驅(qū)動器電路，其可適配為在多個階段期間，響應(yīng)于多個置位電壓脈沖而產(chǎn)生多個置位電流脈沖。置位電壓脈沖和置位電流脈沖的幅度可(例如逐漸)減小，并且可將該置位電流脈沖施加到多個相變存儲單元，使得所述多個相變單元可轉(zhuǎn)變到置位狀態(tài)。


通過參考附圖，本發(fā)明的示范實施例將變得更加清楚，其中圖1是圖示了用于向相變材料寫入數(shù)據(jù)的電流脈沖的例子的圖；圖2是圖示了根據(jù)施加到相變存儲單元的電流變化的相變存儲單元的阻抗變化的例子的圖；圖3A圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的置位編程方法中施加到相變存儲陣列的置位電流脈沖；圖3B圖示了根據(jù)本發(fā)明另一示范實施例的置位編程方法中施加到相變存儲陣列的置位電流脈沖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一示范實施例的寫入驅(qū)動器電路的示意圖；圖5A圖示了由圖4的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的第一置位電壓脈沖；和圖5B圖示了由圖4的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的第二置位電壓脈沖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將通過參考附圖來描述本發(fā)明的示范實施例。然而，本發(fā)明可以許多不同形式來實施，并且不應(yīng)被解釋為限于這里闡述的實施例；而且，提供這些示范實施例使得該公開全面且完整，并將本發(fā)明的概念完全轉(zhuǎn)達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同元件。
圖2是圖示了根據(jù)施加到相變存儲單元的電流的變化的相變存儲單元的阻抗變化的例子的圖。圖2圖示了相變存儲陣列的存儲單元中的存儲單元A和B的例子。
參考圖2，當(dāng)施加到存儲單元A的電流增加時，存儲單元A的阻抗可降低，并且/或者當(dāng)施加到存儲單元A的電流為大約1mA時，存儲單元A的阻抗可達(dá)到充分降低(例如最小)值。施加到存儲單元A的電流可超過1mA，并且當(dāng)該電流達(dá)到1.2mA或更大時，存儲單元A的阻抗可(例如逐漸)增加到充分更大(例如最大)值。該阻抗可達(dá)到飽和狀態(tài)，并且該阻抗不再增加。
當(dāng)存儲單元A的阻抗具有充分高(例如最大)的值時，施加到存儲單元A的電流可降低，并且存儲單元A的阻抗可減小。施加到存儲單元A的電流可達(dá)到小于1mA，并且存儲單元A的阻抗可保持一個值。當(dāng)電流小于1mA時，存儲單元A的阻抗可保持充分降低(例如最小)值，如圖2中的線(i)所示。
施加到存儲單元A的電流可為1mA，并且存儲單元A的狀態(tài)可為置位阻抗?fàn)顟B(tài)，當(dāng)施加到存儲單元A的電流增加和/或減小時，存儲單元A可保持置位阻抗?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)施加到存儲單元B的電流為大約0.8mA時，存儲單元B的阻抗可達(dá)到降低的、或充分降低(例如最小)值。當(dāng)施加到存儲單元B的電流大于或等于0.9mA時，存儲單元B的阻抗可達(dá)到更大的、或充分更大(例如最大)值。
存儲單元B的阻抗可具有更大、或充分更大(例如最大)值，施加到存儲單元B的電流可降低，并且存儲單元B的阻抗可減小。施加到存儲單元B的電流可小于或等于0.8mA，并且存儲單元B的阻抗可保持一個值。存儲單元B的阻抗可保持一個值，如圖2中的線(i)所示，并且電流可降低為小于或等于0.8mA。
施加到存儲單元B的電流可為0.8mA，并且存儲單元B可處于置位阻抗?fàn)顟B(tài)。存儲單元B可保持為置位阻抗?fàn)顟B(tài)，而對其施加的電流可增加和/或減小。
如圖2所示，存儲單元A和B轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦蛔杩範(fàn)顟B(tài)的電流可不同。圖2僅示出了兩個存儲單元A和B，相變存儲陣列的多個存儲單元可需要不同電流以轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦蛔杩範(fàn)顟B(tài)。
在本發(fā)明的示范實施例中，可將一些電流施加到存儲單元，并且允許存儲單元維持置位阻抗?fàn)顟B(tài)的電流可降低。
當(dāng)置位電流被施加到存儲單元至少一次、但可能幾次時，相變存儲陣列的存儲單元可轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦蛔杩範(fàn)顟B(tài)，并且施加的電流可(例如逐漸)減小。
圖3A圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的置位編程方法中可施加到相變存儲陣列的置位電流脈沖，而圖3B圖示了根據(jù)本發(fā)明另一示范實施例的置位編程方法中可施加到相變存儲陣列的置位電流脈沖。
在置位編程方法的示范實施例中，可將置位電流脈沖ISET施加到相變單元，使得該相變單元可處于置位阻抗?fàn)顟B(tài)。置位電流脈沖ISET可改變，并且該電流可(例如逐漸)減小。
參考圖3A，在ST1中，置位電流脈沖ISET可具有更大、或充分更大(例如最大)幅度，而在STn中，置位電流脈沖ISET可具有更低、或充分更低(例如最小)幅度。ST1的置位電流脈沖的幅度可確保相變單元可具有轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的更大的電流幅度。ST1到STn、以及可包括在其中的例如ST2、ST3等的全部可稱為階段，例如第1階段、第2階段、第3階段、第n階段等。
可為相變存儲單元的圖2的存儲單元A可具有更大、或充分更大幅度(例如最大幅度)，并可轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦蛔杩範(fàn)顟B(tài)。ST1的置位電流脈沖ISET的幅度可為1mA。置位電流脈沖ISET的幅度可取決于存儲陣列的存儲單元，ST1的置位電流脈沖ISET的幅度可不大于或等于將該相變單元加熱到可引起熔化的溫度的幅度。
相變單元可被加熱到大于可引起熔化的溫度的溫度，并且相變單元可轉(zhuǎn)變到復(fù)位阻抗?fàn)顟B(tài)。ST1的置位電流脈沖ISET的幅度(例如，置位電流脈沖ISET的最大幅度)可小于或等于可將相變單元加熱到可引起熔化的溫度的電流幅度。
置位電流脈沖ISET可被施加到可具有多種形式的相變存儲陣列，圖3A和3B給出了示例。圖3A的置位電流脈沖ISET在狀態(tài)(例如，相鄰狀態(tài))之間可具有一個周期或多個周期，其間電流幅度可為小、或充分小(例如零電流)。圖3A中存在具有周期的一個或多個置位電流脈沖ISET，在其周期期間，在置位電流脈沖ISET之間，電流可不被施加到該相變存儲器。ST1的置位電流脈沖ISET后面可跟隨由ST2的置位電流脈沖ISET等跟隨的具有小、或充分小(例如零電流)的周期。
可如圖3B所示施加置位電流脈沖ISET。ST1的置位電流脈沖ISET和ST2的另一置位電流脈沖ISET可被施加到相變存儲陣列。ST1到STn的置位電流脈沖ISET可被(例如順序)施加到該相變存儲陣列，并且可不存在具有小、或充分小的電壓(例如零電壓)的周期。圖3B的置位電流脈沖ISET可具有與階梯形波相同或基本相同的形狀。
ST1到STn的置位電流脈沖ISET可具有圖3A和3B中的矩形波形。
置位電流脈沖ISET可具有多個階段?？捎上嘧兇鎯﹃嚵械某叽绾?或ST1的置位電流脈沖ISET的幅度來確定可允許相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的階段的數(shù)目。當(dāng)n等于4時，置位電流脈沖ISET可在ST1、ST2、ST3和/或ST4。這可以是相變存儲陣列的單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的階段的數(shù)目。
在置位編程方法的另一示范實施例中，可將第1電流脈沖施加到相變材料，使得該相變單元可轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)。相變單元可將幅度小于或等于第1電流脈沖的幅度的第2到第n電流脈沖(例如順序)傳輸?shù)皆撓嘧儐卧５?到第n電流脈沖的電流幅度可減小(例如順序減小)。
在置位編程的另一示范實施例中，第1到第n電流脈沖可與圖3A和3B中所示的ST1到STn的置位電流脈沖的例子相同或基本相同。
置位編程方法的示范實施例可將圖3A和3B所示的ST1到STn的置位電流脈沖施加(例如順序施加)到相變存儲陣列。
圖4是寫入驅(qū)動器電路400的示范實施例的示意圖。圖5A圖示了可由圖4的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的第一置位電壓脈沖，而圖5B圖示了可由圖4的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的第二置位電壓脈沖。
寫入驅(qū)動器電路400可包括脈沖發(fā)生器410和電流控制器420。脈沖發(fā)生器410可產(chǎn)生ST1到STn的置位電壓脈沖VSET，其中電壓幅度可減小(例如，逐漸減小)。電流控制器420可將ST1到STn的置位電流脈沖ISET施加到該相變單元PCELL，其中電流幅度可響應(yīng)于置位電壓脈沖VSET而降低(例如，逐漸降低)。
圖4示出了一個相變單元PCELL。該相變單元PCELL可包括可導(dǎo)通或關(guān)斷的與字線W/L相連接的晶體管PTR，以及可根據(jù)對其施加的置位電流脈沖ISET和/或復(fù)位電流脈沖IRESET而改變其阻抗的相變材料GST。
圖4的寫入驅(qū)動器電路400可執(zhí)行如上所述的置位編程方法的示范實施例。寫入驅(qū)動器電路400可將置位電流脈沖ISET施加到相變存儲陣列430的相變單元PCELL，并且該相變單元PCELL可轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)。置位電流脈沖ISET的例子可如圖3A和3B所示，并可具有與上述相同或基本相同的特性。置位電流脈沖ISET可包括ST1到STn，其中電流幅度可減小(例如，逐漸減小)。
脈沖發(fā)生器410可產(chǎn)生具有圖5A或5B所示電壓波形的置位電壓脈沖VSET，它可使寫入驅(qū)動器電路400創(chuàng)建如圖3A或3B所示的置位電流脈沖ISET的示范實施例。圖5A中圖示了可由脈沖發(fā)生器410產(chǎn)生的復(fù)位電壓脈沖VRESET的示范實施例。脈沖發(fā)生器410可產(chǎn)生復(fù)位電壓脈沖VRESET，并且寫入驅(qū)動器電路400可將復(fù)位電流IRESET輸出到相變存儲陣列的相變單元PCELL。可由脈沖發(fā)生器410產(chǎn)生的置位電壓脈沖VSET可如圖5B中圖示，并可具有與圖3A中圖示的置位電流脈沖ISET相同、或基本相同的形式。置位電壓脈沖VSET可具有電壓幅度小、或充分小(例如0)的部分。
圖5B所示的置位電壓脈沖VSET可具有與圖3B所示置位電流脈沖ISET的示范實施例相同、或基本相同的形式?？僧a(chǎn)生(例如順序產(chǎn)生)ST1到STn的置位電壓脈沖VSET。
電流控制器420可產(chǎn)生置位電流脈沖ISET，其可具有與脈沖發(fā)生器410產(chǎn)生的置位電壓脈沖VSET形狀相似(或基本相似)的波形。可由脈沖發(fā)生器410產(chǎn)生的置位電壓脈沖VSET的形式來控制施加到相變存儲陣列430的相變單元PCELL的置位電流脈沖ISET的形式。
圖5A和5B所示的可產(chǎn)生置位電壓脈沖VSET的脈沖發(fā)生器410的結(jié)構(gòu)可被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解，并因此省略詳細(xì)解釋。
脈沖發(fā)生器410可產(chǎn)生ST1的置位電壓脈沖VSET的幅度。置位電壓脈沖VSET的電壓幅度可對應(yīng)于可產(chǎn)生置位電流脈沖ISET的電壓幅度。置位電流脈沖ISET可具有允許相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的電流幅度(例如最大電流幅度)。ST1的置位電壓脈沖VSET的幅度不可大于或等于可產(chǎn)生置位電流脈沖ISET的電壓。置位電流脈沖ISET可將相變單元PCELL加熱到可引起熔化的溫度。
置位電壓脈沖VSET可具有多個階段(例如ST1到STn)?？捎上嘧兇鎯﹃嚵?30的尺寸和/或ST1的置位電壓脈沖VSET的幅度來確定可將相變單元PCELL轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的階段的數(shù)目。與置位電流脈沖ISET類似，n可等于4，并且置位電壓脈沖VSET可包括ST1、ST2、ST3和ST4。ST1、ST2、ST3和ST4可將相變存儲陣列430的單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)。
電流控制器420可包括晶體管TR1和TR2以及控制晶體管CTR。晶體管TR1可具有與電源電壓VDD相連接的一端以及與其柵極相連接的另一端。晶體管TR2可具有與電壓VDD(例如電源電壓)相連接的一端和可通過其輸出該置位電流脈沖ISET的另一端。晶體管TR2的柵極可與晶體管TR1的柵極相連接。晶體管TR1和TR2可為電流反射鏡(current mirror)。
控制晶體管CTR可具有與晶體管TR1的一端相連接的一端和與電壓Vss(例如，地)相連接的另一端。可由施加到控制晶體管CTR的柵極的置位電壓脈沖VSET來確定控制晶體管CTR可導(dǎo)通的程度。當(dāng)將ST1的置位電壓脈沖VSET施加到控制晶體管CTR的柵極時，控制晶體管CTR可導(dǎo)通的程度可大于或等于施加STn的置位電壓脈沖VSET的情況。
當(dāng)將ST1的置位電壓脈沖VSET施加到控制晶體管CTR的柵極時，流過控制晶體管CTR的電流幅度可大于或等于當(dāng)施加STn的置位電壓脈沖VSET時流過控制晶體管CTR的電流幅度。
可傳輸?shù)骄w管TR2一端的置位電流脈沖ISET的幅度可與流過控制晶體管CTR的電流成正比。傳輸?shù)较嘧兇鎯﹃嚵?30的置位電流脈沖ISET的幅度可與施加到控制晶體管CTR的置位電壓脈沖VSET的幅度成正比。寫入驅(qū)動器電路400可控制由脈沖發(fā)生器410產(chǎn)生的置位電壓脈沖VSET的幅度，并可確定傳輸?shù)较嘧兇鎯﹃嚵?30的置位電流脈沖ISET的電流幅度。
相變存儲陣列430的相變單元PCELL可通過減小(例如，逐漸減小)經(jīng)由圖4的寫入驅(qū)動器電路400傳輸?shù)较嘧兇鎯﹃嚵?30的置位電流脈沖ISET的幅度，而轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦蛔杩範(fàn)顟B(tài)。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明示范實施例的置位編程方法和寫入驅(qū)動器電路中，相變存儲陣列的相變單元可通過將多個置位電流脈沖傳輸?shù)皆撓嘧兇鎯﹃嚵卸D(zhuǎn)變?yōu)橹梦蛔杩範(fàn)顟B(tài)，這可減小(例如，逐漸減小)置位電流脈沖的幅度。
盡管本發(fā)明的示范實施例已被描述為利用與階梯形和/或矩形波類似的電流和/或電壓脈沖的逐漸減小，但是應(yīng)當(dāng)理解，可如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員期望的一樣利用適于轉(zhuǎn)變相變存儲陣列內(nèi)的相變存儲單元的任何合適的幅度變化。
盡管已結(jié)合包括例如GST(Ge-Sb-Te)的PRAM(相變隨機(jī)存取存儲器)而描述了本發(fā)明的示范實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，可結(jié)合由如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員期望的任何合適的材料而創(chuàng)建的任何合適存儲器來利用本發(fā)明的示范實施例。
盡管已基于施加的電流脈沖的幅度變化而描述了本發(fā)明的示范實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，也可以與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員期望的，利用電流脈沖的持續(xù)時間的變化，來以相同、或基本相同的方式實現(xiàn)相變存儲單元和/或陣列。
盡管已將本發(fā)明的示范實施例描述為在圖4所示的電路中實現(xiàn)，但是應(yīng)當(dāng)理解，可如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員期望的一樣利用任何合適的電路。
盡管已將本發(fā)明的示范實施例描述為將相變存儲單元從復(fù)位狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦粻顟B(tài)，但是應(yīng)當(dāng)理解，可如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員期望的一樣，也可利用本發(fā)明的示范實施例將相變存儲單元從復(fù)位狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦粻顟B(tài)。而且，應(yīng)當(dāng)理解，可如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員期望的一樣，可利用本發(fā)明的示范實施例將任何存儲單元和/或陣列從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粻顟B(tài)。
盡管以上已描述了關(guān)于對應(yīng)于數(shù)據(jù)0的置位狀態(tài)和對應(yīng)于數(shù)據(jù)1的復(fù)位狀態(tài)的示范實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，可如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員期望的一樣，任意狀態(tài)可對應(yīng)于任意數(shù)據(jù)值。
盡管本發(fā)明的范圍不限于該方面，但是上述PRAM的示范實施例可為包含含有可編程為不同存儲狀態(tài)以存儲數(shù)據(jù)的例如硫族化物(chalcogenide)材料的相變存儲材料的多個存儲單元的存儲陣列。該材料可為例如展示從非晶態(tài)到晶態(tài)或多晶態(tài)的可逆結(jié)構(gòu)相變的硫族化物合金。由于該可逆結(jié)構(gòu)，相變材料可響應(yīng)于溫度改變而從非晶態(tài)改變到晶態(tài)，并可在其后變回到非晶態(tài)，或反之亦然。
上述PRAM的示范實施例可用作二值單元(非晶或晶體的)或多值單元(例如，非晶、基本非晶、晶體的、或基本晶體的)。
盡管已參考其示范實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
本申請要求2003年12月30日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第2003-100549號的優(yōu)先權(quán)，這里通過引用而全部合并其公開。
權(quán)利要求
1.一種用于具有多個相變單元的相變存儲陣列的置位編程方法，所述相變單元響應(yīng)于對其施加的電流脈沖而轉(zhuǎn)變到復(fù)位阻抗?fàn)顟B(tài)或置位阻抗?fàn)顟B(tài)，該方法包括作為將置位電流脈沖施加到相變單元的結(jié)果，而將該相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)；其中該置位電流脈沖包括多個階段，其中該置位電流脈沖的幅度逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的置位編程方法，其中所述多個階段至少包括第1到第n階段，其中n大于或等于2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的置位編程方法，其中該第1階段的置位電流脈沖的幅度對應(yīng)于用于將相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的最大電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的置位編程方法，其中該第1階段的置位電流脈沖的幅度不超過用于將該相變單元加熱到它們的熔化溫度的電流的幅度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的置位編程方法，還包括其間置位電流脈沖的幅度為0的階段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的置位編程方法，其中依次產(chǎn)生所述多個階段的置位電流脈沖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的置位編程方法，其中所述多個階段包括4個階段。
8.一種用于具有多個相變單元的相變存儲陣列的置位編程方法，所述相變單元響應(yīng)于對其施加的電流脈沖而轉(zhuǎn)變到復(fù)位阻抗?fàn)顟B(tài)或置位阻抗?fàn)顟B(tài)，該方法包括將具有一幅度的第1電流脈沖施加到相變單元，使得該相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)；以及依次將幅度小于第1電流脈沖的幅度的n個附加電流脈沖施加到該相變單元，其中n大于或等于1，第2到第n電流脈沖的幅度依次減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的置位編程方法，其中該第1電流脈沖的電流幅度對應(yīng)于用于將相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的最大電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的置位編程方法，其中該第1電流脈沖的幅度不超過用于將該相變單元加熱到它們的熔化溫度的電流的幅度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的置位編程方法，還包括其間置位電流脈沖的幅度為0的階段。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的置位編程方法，其中依次產(chǎn)生第1到第n電流脈沖。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的置位編程方法，其中所述多個階段包括4個階段。
14.一種具有多個相變單元的相變存儲陣列的寫入驅(qū)動器電路，所述相變單元響應(yīng)于對其施加的電流脈沖而轉(zhuǎn)變到復(fù)位阻抗?fàn)顟B(tài)或置位阻抗?fàn)顟B(tài)，該寫入驅(qū)動器電路包括脈沖發(fā)生器，適配為產(chǎn)生具有電壓幅度逐漸減小的第1到第n階段的置位電壓脈沖，其中n大于或等于2；以及電流控制器，適配為將置位電流脈沖施加到該相變單元，其中該置位電流脈沖具有電流幅度基于該置位電壓脈沖而逐漸減小的第1到第n階段，其中n大于或等于2。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的寫入驅(qū)動器電路，其中該電流控制器包括第一晶體管，具有連接到電源電壓的第一端和連接到其柵極的第二端；第二晶體管，具有連接到電源電壓的第一端、通過其輸出置位電流脈沖的第二端、和連接到第一晶體管的柵極的柵極；以及控制晶體管，具有與第一晶體管的第二端相連接的第一端以及與地電壓相連接的第二端，其中由施加到其柵極的置位電壓脈沖確定該控制晶體管導(dǎo)通的程度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的寫入驅(qū)動器電路，其中該第1階段的置位電壓脈沖的幅度對應(yīng)于需要最大電流以轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)的相變單元的最大電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的寫入驅(qū)動器電路，其中該第1階段的置位電壓脈沖的幅度不超過產(chǎn)生用于將該相變單元加熱到它們的熔化溫度的置位電流脈沖所需的電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的寫入驅(qū)動器電路，還包括其間置位電流脈沖的幅度為0的階段。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的寫入驅(qū)動器電路，其中依次產(chǎn)生第1到第n階段的置位電壓脈沖。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的寫入驅(qū)動器電路，其中n為4。
21.一種電流控制器，包括第一晶體管，具有連接到電源電壓的第一端和連接到該第一晶體管的柵極的第二端；第二晶體管，具有連接到電源電壓的第一端、適配為輸出置位電流脈沖的第二端、和連接到第一晶體管的柵極的柵極；以及控制晶體管，具有與第一晶體管的第二端相連接的第一端以及與地電壓相連接的第二端，其中至少由施加到該控制晶體管的柵極的置位電壓脈沖確定該控制晶體管的功能。
22.一種寫入驅(qū)動器電路，適配為在多個階段期間，響應(yīng)于多個置位電壓脈沖而產(chǎn)生多個置位電流脈沖，其中，置位電壓脈沖和置位電流脈沖的幅度逐漸減小，并且將該置位電流脈沖施加到多個相變存儲單元，使得所述多個相變單元轉(zhuǎn)變到置位狀態(tài)。
23.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1的置位編程方法的寫入驅(qū)動器電路。
24.一種實現(xiàn)權(quán)利要求8的置位編程方法的寫入驅(qū)動器電路。
25.一種包括權(quán)利要求21的電流控制器的寫入驅(qū)動器電路。
全文摘要
本發(fā)明的示范實施例提供了用于相變存儲陣列的置位編程方法和寫入驅(qū)動器電路。置位編程方法的示范實施例可包括將置位電流脈沖施加到可包括在相變存儲陣列中的相變單元，這可使得該相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)。置位編程方法和/或?qū)懭腧?qū)動器電路的示范實施例可導(dǎo)致相變單元轉(zhuǎn)變到置位阻抗?fàn)顟B(tài)。
文檔編號G11C7/00GK1637948SQ20041008197
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者安洙珍 申請人:三星電子株式會社