使用可變電阻元件的非易失性存儲器及其相關(guān)的驅(qū)動方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種非易失性存儲器的驅(qū)動方法。所述驅(qū)動方法包括：將基于先前的寫操作而調(diào)整的起始脈沖提供給電阻存儲器單元，以寫入數(shù)據(jù)；使用所述起始脈沖驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否被準(zhǔn)確地被寫入；以及根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，通過增量單向?qū)懭敕椒ɑ蛘邷p量單向?qū)懭敕椒▉韴?zhí)行對于電阻存儲器單元的寫操作。還提供了相關(guān)的非易失性存儲器。
【專利說明】使用可變電阻元件的非易失性存儲器及其相關(guān)的驅(qū)動方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年12月11日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0143772的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其內(nèi)容合并于此，就如同在此對其進(jìn)行完整闡
述一樣。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明構(gòu)思大體上涉及半導(dǎo)體器件，更具體地，涉及使用可變電阻元件的非易失性存儲設(shè)備及其相關(guān)的驅(qū)動方法。
【背景技術(shù)】
[0004]使用電阻材料的非易失性存儲器包括相變隨機(jī)存取存儲器(PRAM)、電阻RAM(RRAM)、和磁性RAM (MRAM)0而動態(tài)RAM (DRAM)或閃速存儲器使用電荷來存儲數(shù)據(jù)，使用電阻材料的非易失性存儲器使用諸如硫族化物合金(在PRAM的情況下)的相變材料的狀態(tài)變化、可變電阻材料(在RRAM的情況下)的電阻變化、或者根據(jù)鐵磁材料(在MRAM的情況下)的磁化狀態(tài)的磁性隧道結(jié)(MTJ)薄膜的電阻變化來存儲數(shù)據(jù)。
[0005]特別地，當(dāng)PRAM的相變材料在被加熱后冷卻時，PRAM的相變材料變成晶體狀態(tài)或無定形狀態(tài)。相變材料在結(jié)晶狀態(tài)下具有低的電阻，并且在非晶狀態(tài)下具有高電阻。因此，結(jié)晶狀態(tài)可以被定義為設(shè)置數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)0，和無定形狀態(tài)可以被定義為復(fù)位數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)I。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明構(gòu)思提供了一種可以減少寫入/驗(yàn)證操作循環(huán)的次數(shù)的非易失性存儲器。
[0007]本發(fā)明構(gòu)思還提供了一種可以減少寫入/驗(yàn)證操作循環(huán)的次數(shù)的非易失性存儲器的驅(qū)動方法。
[0008]本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例提供了一種非易失性存儲器的驅(qū)動方法。該驅(qū)動方法包括:向電阻存儲器單元提供基于先前的寫操作來調(diào)整的起始脈沖，以寫入數(shù)據(jù)；使用起始脈沖驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否被準(zhǔn)確地被寫入；以及根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，通過增量單向?qū)懭敕椒ɑ蛘邷p量單向?qū)懭敕椒▉韴?zhí)行對于電阻存儲器單元的寫操作。
[0009]本發(fā)明構(gòu)思的另外的實(shí)施例提供了一種非易失性存儲器的驅(qū)動方法。該驅(qū)動方法包括:通過在第一循環(huán)的次數(shù)的持續(xù)時間中的增量單向?qū)懭敕椒▉碓诙鄠€第一電阻存儲器單元上寫入數(shù)據(jù)，以及通過在第二循環(huán)的次數(shù)的持續(xù)時間中的減量單向?qū)懭敕椒▉碓诙鄠€第二電阻存儲器單元上寫入數(shù)據(jù)；以及使用第一循環(huán)的次數(shù)和第二循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整下一個寫操作的起始脈沖。
[0010]另外，本發(fā)明構(gòu)思的另外的實(shí)施例提供了一種非易失性存儲器的驅(qū)動方法。該驅(qū)動方法包括:在寫操作的第一循環(huán)中向電阻存儲器單元提供起始脈沖，以寫入數(shù)據(jù)；以及使用彼此不同的第一驗(yàn)證參考值和第二驗(yàn)證參考值來執(zhí)行驗(yàn)證操作；并且將針對在從寫操作的第二循環(huán)到最后一個循環(huán)的范圍內(nèi)的每個循環(huán)變化的寫脈沖提供給電阻存儲器單元，以寫入數(shù)據(jù)；以及使用第一驗(yàn)證參考值而不使用第二驗(yàn)證參考值來執(zhí)行驗(yàn)證操作。
[0011]本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例提供了一種非易失性存儲器，其包括:電阻存儲器單元、對應(yīng)于電阻存儲器單元的感應(yīng)放大器、以及對應(yīng)于電阻存儲器單元的寫驅(qū)動器。寫驅(qū)動器向電阻存儲器單元提供基于先前的寫操作而確定的起始脈沖；感應(yīng)放大器使用起始脈沖來進(jìn)行驗(yàn)證操作；以及寫驅(qū)動器根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，通過增量單向?qū)懭敕椒ê蜏p量單向?qū)懭敕椒▉碓陔娮璐鎯ζ鲉卧蠄?zhí)行寫操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]參考如圖，通過詳細(xì)描述實(shí)施例，本發(fā)明構(gòu)思的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中:
[0013]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的布局圖。
[0014]圖2和圖3示出了在圖1中所示的存儲器單元陣列的結(jié)構(gòu)。
[0015]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的框圖；
[0016]圖5至圖7示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法。
[0017]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的操作方法的影響。
[0018]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法的代表性流程圖。
[0019]圖10是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的框圖。
[0020]圖11和圖12示出了在圖10中所示的寫入/驗(yàn)證單元的示例性結(jié)構(gòu)。
[0021]圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器件的框圖。
[0022]圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法的流程圖。
[0023]圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法的流程圖。
[0024]圖16至圖20示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)。
[0025]圖21是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0026]圖22是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0027]圖23是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0028]圖24是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0029]圖25是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0030]圖26是示出了使用存儲級存儲器(SCM)的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0031]圖27是示出了使用存儲級存儲器(SCM)的存儲器系統(tǒng)的另一種示例性框圖。
[0032]圖28是示出了使用存儲級存儲器(SCM)的存儲器系統(tǒng)的另一種示例性框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)在將參照附圖來更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的概念，在附圖中示出了本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。但是，本發(fā)明構(gòu)思可以體現(xiàn)為不同的形式并且不應(yīng)被解釋為限于本文所闡述的實(shí)施例。更確切地說，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完整的，并且其將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地傳達(dá)本發(fā)明構(gòu)思的范圍。在整個說明書中，相同的標(biāo)號表示相同的組件。在附圖中，為了清晰，層和區(qū)域的厚度被夸大。
[0034]還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一個層被稱為在另一層或基板“上”時，它可以直接在另一層或基板上，或也可以存在中間層。與此相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件上時，則不存在中間元件。
[0035]為了描述方便，在本文中可以使用空間相關(guān)的術(shù)語，如“在...之下”，“以下”，“下”，“上方”，“上部”等，以描述一個元件或特征與另一個元件或特征之間的關(guān)系，如附圖中所示。但可以理解的是，除了在附圖中描述的方位之外，空間相關(guān)術(shù)語旨在也涵蓋器件在使用或者操作中的不同取向。例如，如果在圖中設(shè)備被翻轉(zhuǎn)，則描述為在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件將被定向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧戏健?。因此，示例性術(shù)語“下方”可以包括上方和下方兩種取向。設(shè)備可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在其它取向)，并且相應(yīng)地解釋在此使用的空間相關(guān)描述符。
[0036]除非在本文中指明或明顯地從上下文可知存在矛盾，否則在描述本發(fā)明概念的上下文(特別是在以下權(quán)利要求書的上下文)中對術(shù)語“一”和“一個”和“該”等的使用應(yīng)被解釋為包括單數(shù)和復(fù)數(shù)這兩者。除非另有說明，否則術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”應(yīng)被解釋為開放式術(shù)語(即，意為“包括，但不限于”)。
[0037]除非另有定義，否則本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有與由本發(fā)明構(gòu)思所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員所通常理解的相同的意思。值得注意的是，除非另有規(guī)定，否則任何和所有實(shí)施例的使用，或本文所提供的示例性術(shù)語的使用僅旨在更好地說明本發(fā)明的概念，而不是對本發(fā)明的概念的范圍的限制。此外，除另有界定外，在通常使用的字典中定義的所有項(xiàng)目都不應(yīng)被過度解釋。
[0038]將參考在其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的透視圖、剖視圖、和/或平面圖來描述本發(fā)明的概念。因此，示例性視圖的外形可以根據(jù)制造技術(shù)和/或容差而進(jìn)行修改。即，本發(fā)明的概念的實(shí)施例并非旨在限制本發(fā)明概念的范圍，而是覆蓋由于在制造過程中的變化所引起的所有變化和修改。因此，在附圖中示出的區(qū)域以示意性的形式來示出，并且區(qū)域的形狀僅僅以示例的方式而示出，而不是用于限制。
[0039]參照圖1，將對示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的布局圖進(jìn)行說明。為了方便說明，通過示例的方式，圖1示出了包括16個存儲器庫(bank)的非易失性存儲器，但本發(fā)明構(gòu)思的各方面并不限于此配置。
[0040]正如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器包括:存儲器單元陣列、多個感應(yīng)放大器/寫驅(qū)動器(SA/WD)2_1到2_8、以及外圍電路區(qū)域(外圍(PERIPHERY)) 3。
[0041]存儲器單元陣列可以包括多個存儲器庫1_1至1_16，每個存儲器庫1_1至1_16可包括多個存儲器塊BLKO到BLK7，每個存儲器塊BLKO到BLK7可以包括以矩陣配置來排列的多個非易失性存儲器單元。在本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例中，被示例的是每8個的存儲器塊，但是本發(fā)明構(gòu)思的各方面并不限于此配置。
[0042]此外，用于定義要被寫入/讀取的非易失性存儲器單元的行和列的行選擇電路和列選擇電路被排列為對應(yīng)于存儲器塊1_1至1_16。
[0043]感應(yīng)放大器/寫驅(qū)動器2_1到2_8可以包括上述的寫入和驗(yàn)證驅(qū)動器(圖2的130)。此外，每個感應(yīng)放大器/寫驅(qū)動器2_1到2_8被排列為對應(yīng)于兩個存儲器庫1_1到1_16，并且在相應(yīng)的存儲器庫中執(zhí)行讀和寫操作。在本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例中，每個感應(yīng)放大器/寫驅(qū)動器2_1到2_8對應(yīng)于兩個存儲器庫1_1至1_16，但本發(fā)明構(gòu)思的各方面并不限于此配置。換句話說，感應(yīng)放大器/寫驅(qū)動器中的每一個也可以被布置成對應(yīng)于一個或四個存儲器庫。
[0044]多個邏輯電路塊和用于操作各種電路塊的電壓發(fā)生器，例如，感應(yīng)放大器/寫驅(qū)動器2_1到2_8等可以被排列在外圍電路區(qū)域3中。
[0045]圖2和圖3示出了圖1所示的存儲器單元陣列的結(jié)構(gòu)。首先參照圖2，存儲器單元陣列可以具有交點(diǎn)結(jié)構(gòu)。交點(diǎn)結(jié)構(gòu)可以是在其中，存儲器單元被形成在一條線和另一條線的交叉處的結(jié)構(gòu)。例如，位線BL1_1到BL4_1被形成為在第一方向上延伸，字線WL1_1到WL3_1被形成為在第二方向上延伸，從而與位線BL1_1到BL4_1交叉，并且電阻存儲器單元MC可以被形成在位線BL1_1到BL4_1和字線WL1_1到WL3_1的交叉處。
[0046]電阻存儲器單元是在存儲器單元陣列中的多個電阻存儲器單元中選擇的電阻存儲器單元，例如，被選擇用于讀或者編程操作的電阻存取器單元。在這些實(shí)施方案中，在電阻存儲器單元MC是PRAM的情況下，每個電阻存儲器單元MC可以包括:包含相變材料的可變電阻元件B、和控制流過可變電阻元件B的電流的存取元件A。在這些實(shí)施例中，存取元件A可以是串聯(lián)連接到可變電阻元件B的二極管或晶體管。此外，相變材料可根據(jù)結(jié)晶態(tài)或無定形狀態(tài)而具有不同的電阻值。例如，相變材料可以是兩種元素的組合，例如，GaSb,InSb、InSe、Sb2Te3 或者 GeTe，三種元素的組合，例如，GeSbTe、GaSeTe、InSbTe、SnSb2Te4 或者InSbGe，或者四種元素的組合，例如，AglnSbTe、(GeSn) SbTe,GeSb (SeTe)或者 Te81Ge15Sb2S2。具體地，通?？梢允褂冒ㄦN(Ge)、銻(Sb)、和碲(Te)的GeSbTe。
[0047]同時，在電阻存儲器單元MC是RRAM的情況下，可變電阻元件B可以包括，例如，NiO或I丐鈦礦。I丐鈦礦可以是亞猛酸鹽(manganite)的組合物(例如，Pr0 7Ca0 3Μη03>Pr0.5Ca0.5Mn03> PCMO,和 LCM0)，鈦酸鹽(例如，STO:Cr)和 / 或鋯酸鹽(例如，SZ0:Cr、Ca2Nb2O7:Cr、和 Ta2O5:Cr)。
[0048]可選地，如圖3中所示，存儲器單元陣列可以具有三維(3D)的堆疊結(jié)構(gòu)。三維堆疊結(jié)構(gòu)可以是在其中多個存儲器單元層111_1至111_8被垂直堆疊的結(jié)構(gòu)。在圖3中示例的是，8個存儲器單元層111_1至111_8被垂直堆疊，但本發(fā)明構(gòu)思的各方面并不限于此。在這些實(shí)施例中，每個存儲器單元層111_1至111_8可以包括多個存儲器單元組和/或多個冗余存儲器單元組。在其中存儲器單元陣列具有三維堆疊結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中，每個存儲器單元層111_1至111_8可以具有圖2中所示的交點(diǎn)結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明構(gòu)思的各方面并不限于此。
[0049]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的框圖。圖5至圖7示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法，以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的操作方法的影響。[0050]首先參照圖4，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器可以包括存儲器單元陣列110和多個寫/驗(yàn)證單元WNVl到WNVn，其中，η是自然數(shù)。
[0051]存儲器單元陣列110包括多個電阻存儲器單元MCl至MCn。在一些實(shí)施例中示例的是，電阻存儲器單元MCl被定位在存儲器單元陣列110中，并連接到字線WLl和位線BLl，并且電阻存儲器單元MCn被連接到字線WLn和位線BLn。
[0052]多個寫/驗(yàn)證單元WNVl到WNVn的每一個可以包括寫驅(qū)動器WDl到WDN以及感應(yīng)放大器SAl至SAn。
[0053]現(xiàn)在將參考圖5至7來描述寫/驗(yàn)證單元WNVl到WNVn的操作。
[0054]正如圖5所示，寫驅(qū)動器(例如，WDl)可以將第二數(shù)據(jù)R2寫入到電阻存儲器單元(例如，MCI)。如圖5所示，第一到第三數(shù)據(jù)Rl至R3可以對應(yīng)于第一到第三電阻Wl至W3。例如，第二數(shù)據(jù)R2可被寫入到其中第一數(shù)據(jù)Rl被存儲的電阻存儲器單元MCl中。或者，第二數(shù)據(jù)R2也可以被寫入到其中第三數(shù)據(jù)R3被存儲的電阻存儲器單元MCl中。
[0055]在寫周期的第一個循環(huán)中，寫驅(qū)動器WDl提供起始脈沖UPll或DNll到電阻存儲器單元MCI。感應(yīng)放大器(例如，SAl)使用起始脈沖UPll或DNll來執(zhí)行驗(yàn)證操作。感應(yīng)放大器(例如，SAl)可以使用兩個驗(yàn)證參考值VR2_LS和VR2_US來執(zhí)行驗(yàn)證操作。
[0056]在一些實(shí)施例中，如果電阻存儲器單元MCl的電阻值比驗(yàn)證參考值VR2_LS小，則通過增量寫入方法(參見圖7中①)來從寫周期的第二循環(huán)到最后一個循環(huán)執(zhí)行寫操作。換句話說，感應(yīng)放大器SAl在寫周期的第一循環(huán)中使用兩個驗(yàn)證參考值VR2_LS和VR2_US，并且在寫周期的第二循環(huán)到最后一個循環(huán)中僅使用一個驗(yàn)證參考基準(zhǔn)值VR2_LS。在一些實(shí)施例中，其它的驗(yàn)證參考值VR2_US不被使用。
[0057]如果電阻存儲器單元MC的電阻大小大于驗(yàn)證參考值VR2_US，則通過減量寫入方法(參見圖7中②)來從寫周期的第二循環(huán)到最后一個循環(huán)執(zhí)行寫操作。換句話說，感應(yīng)放大器SAl在寫周期的第一循環(huán)中使用兩個驗(yàn)證參考值VR2_LS和VR2_US，并且在寫周期的第二循環(huán)到最后一個循環(huán)中僅使用一個驗(yàn)證參考基準(zhǔn)值VR2_US。在一些實(shí)施例中，其它的驗(yàn)證參考值VR2_LS不被使用。
[0058]因此，寫操作可以通過增量寫入方法來在多個電阻存儲器單元MCl至MC中的一些電阻存儲器單元(例如，MCl)上執(zhí)行，而寫操作也可以在一些其他電阻存儲器單元中執(zhí)行(例如，MCn)。
[0059]現(xiàn)在參照圖6，先前的寫操作(例如WPI)和當(dāng)前的寫操作(例如，WP2 )的起始脈沖UPll或DNll可以具有不同的幅度。
[0060]作為CASE I，當(dāng)前的寫操作WP2的起始脈沖UPll或DNl I可能比先前的寫操作WPl的大。作為CASE2，當(dāng)前的寫操作WP2的起始脈沖UPll或DNll可能比先前的寫操作WPl的小。
[0061]起始脈沖UPll或DNll基于以前的寫操作WPl來調(diào)整。
[0062]例如，起始脈沖UPll或DNll可以通過增量單向?qū)懭敕椒ǘ褂迷谙惹暗膶懖僮鱓Pl中執(zhí)行的第一循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整，以及可以通過減量單向?qū)懭敕椒ǘ褂迷谙惹暗膶懖僮鱓Pl中執(zhí)行的第二循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整。
[0063]在先前的寫操作WPl中，如果第一循環(huán)的次數(shù)比第二循環(huán)的次數(shù)大，如在CASEl中，則當(dāng)前的寫操作WP2的起始脈沖UPl I或DNl I增加。[0064]在先前的寫操作WPl中，如果第一循環(huán)的次數(shù)比第二循環(huán)的次數(shù)小，如在CASE2中，則當(dāng)前的寫操作WP2的起始脈沖UPl I或DNl I減小。
[0065]可選地，可以調(diào)整起始脈沖UPll或DN11，使得當(dāng)前的寫操作WP2的第一循環(huán)的次數(shù)變?yōu)榈扔诋?dāng)前的寫操作WP2的第二循環(huán)的次數(shù)。例如，如果第一循環(huán)的次數(shù)是4和第二循環(huán)的次數(shù)為6，則起始脈沖UPll或DNll可以被調(diào)整為使得第一循環(huán)的次數(shù)和第二循環(huán)的次數(shù)兩者都變?yōu)?。在同時執(zhí)行增量單向?qū)懭敕椒ê蜏p量單向?qū)懭敕椒ǖ那闆r下，如果第一循環(huán)的次數(shù)和第二循環(huán)的次數(shù)彼此相等，則寫操作可以以最小的循環(huán)的次數(shù)而終止。
[0066]因此，起始脈沖UPll或DNll可以是在先前的寫操作WPl中使用的多個脈沖之間的中間值。
[0067]現(xiàn)在參照圖7，感應(yīng)放大器(例如，SAl)可以使用兩個驗(yàn)證參考值VR2_LS和VR2_US來執(zhí)行檢驗(yàn)操作。也就是說，寫入方法可以根據(jù)感應(yīng)放大器SAl的驗(yàn)證結(jié)果來確定。
[0068]如果電阻存儲器單元MCl的電阻大小比驗(yàn)證參考值VR2_LS小，如在圖7中①所示，則供應(yīng)給每個循環(huán)Lll到Llk的寫電流IWl可以連續(xù)增加。如所示，寫電流IWl可以具有第一循環(huán)Lll中的脈沖UP11、第二循環(huán)L12中的脈沖UP12、或第k循環(huán)Llk中的脈沖UPlk。因此，寫電流IWl可以以恒定的增量來增加，如圖所示。然而，寫電流IWl的增量也可以不是恒定的。
[0069]如果電阻存儲器單元MCl的電阻大小比驗(yàn)證參考值VR2_US大，如在圖7的②中所示，供應(yīng)給每個循環(huán)Lll到LlK的寫電流IWl可以連續(xù)地減小。如所示，寫電流IWl可以具有第一循環(huán)Lll中的脈沖DN11、第二循環(huán)L12中的脈沖DN12、或第k循環(huán)Llk中的脈沖DNlk0因此，寫電流IWl可以以恒定的減量來減小，如圖所示。然而，寫電流IWl的減量也可以不是恒定的。
[0070]如圖7中所示，在①中的起始電流UPll和在②中的起始電流DNll具有相同的幅度，因?yàn)樵趯懖僮鞯牡谝谎h(huán)中供應(yīng)起始電流UPll或DN11，并且在其他循環(huán)中要被使用的寫入方法根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果來確定。
[0071 ] 現(xiàn)在參照圖8，在比較的現(xiàn)有技術(shù)I中，由于起始脈沖UPI的幅度相當(dāng)小，所以寫電流可以包括在寫周期期間以10個臺階增加的脈沖UPl到UPlO (即，循環(huán)的次數(shù)=10)。在比較的現(xiàn)有技術(shù)2中，由于起始脈沖DNl的幅度相當(dāng)大，所以寫電流可以包括在寫周期期間以10個臺階減小的脈沖DNl到DNlO (即，循環(huán)的次數(shù)=10)。
[0072]與此相反，在本發(fā)明概念的一些實(shí)施例中，起始脈沖UPll或DNll可以是在先前的寫操作WPl中使用的多個脈沖之中的中間值。作為結(jié)果，即使通過增量寫入方法來執(zhí)行寫操作，寫電流也可以在寫周期期間以5個臺階增加的脈沖UPll到UP15 (即，循環(huán)的次數(shù)=5)。即便通過減量寫入方法來執(zhí)行寫操作，寫電流也可以在寫周期期間以5個臺階減小的脈沖DNll到DN15 (即，循環(huán)的次數(shù)=5)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)I或2的非易失性存儲器相比，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器可以具有減小到一半的循環(huán)的次數(shù)。
[0073]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法的代表性流程圖。
[0074]現(xiàn)在參照圖9，首先，將非易失性存儲器進(jìn)行初始化，并且設(shè)置數(shù)據(jù)(S210)。例如，用于執(zhí)行寫操作所需的邏輯塊(例如，在圖10中所示的多個計(jì)數(shù)器130_1和130_2、在圖11中所示的使能鎖存器ELl和EL2等)被初始化。[0075]執(zhí)行寫操作(S220)。在寫操作之后，執(zhí)行驗(yàn)證操作，并且根據(jù)驗(yàn)證操作的結(jié)果來執(zhí)行抑制(inhibition)操作(S230)。
[0076]具體地，可以使用包括第一到第k循環(huán)LI到Lk的寫周期來執(zhí)行寫操作。在第一循環(huán)LI中使用的起始脈沖可以基于先前的寫操作來確定。驗(yàn)證操作也可以對第一至第k循環(huán)LI到Lk中的每一個來執(zhí)行。如上所討論的，在第一循環(huán)LI中，驗(yàn)證操作可以使用兩個驗(yàn)證參考值(例如，VR2_LS和VR2_US)來執(zhí)行。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，在剩余的循環(huán)L2到Lk中，驗(yàn)證操作可以使用一個驗(yàn)證參考值(例如，VR2_LS)來執(zhí)行。與在剩余的循環(huán)L2到Lk中沒有使用的其他驗(yàn)證參考值(例如，VR2_US)相關(guān)的感應(yīng)放大器被抑制。在本文中使用的術(shù)語“抑制”可以意指感應(yīng)放大器被禁止，或者即使被使能，感應(yīng)放大器的感應(yīng)結(jié)果也不被使用。
[0077]然后，確定在寫操作中是否所有的寫驅(qū)動器都通過或失敗(S240 )。
[0078]如果在寫操作中，寫驅(qū)動器的任何一個發(fā)生故障，循環(huán)的次數(shù)增加1(S250)。在其中循環(huán)的次數(shù)增加I的狀態(tài)下，再次執(zhí)行寫入操作(S220)以及驗(yàn)證和抑制操作(S230)。
[0079]如果在寫操作中所有的寫驅(qū)動器已通過，則設(shè)置要在下一個寫操作中使用的起始脈沖控制信號(SPCTRL) (S260)。例如，起始脈沖可以通過增量單向?qū)懭敕椒?，使用在先前的寫操作期間執(zhí)行的第一循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整，以及可以通過減量單向?qū)懭敕椒?，使用在先前的寫操作期間執(zhí)行的第二循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整。
[0080]圖10是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器件的框圖，其示出了以上相對于圖4至圖9而描述的非易失性存儲器件的具體實(shí)施示例。
[0081]現(xiàn)在參照圖10，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的非易失性存儲器包括:存儲器單元陣列110、多個寫/驗(yàn)證單元WNVl到WNVn、第一邏輯單元150a、第二邏輯單元150b、第一計(jì)數(shù)器130_1、第二計(jì)數(shù)器130_2、第一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器140_1、第二數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器140_2、以及控制器190。
[0082]多個寫/驗(yàn)證單元WNVl到WNVn的每一個可以包括寫驅(qū)動器、感應(yīng)放大器等等。
[0083]寫/驗(yàn)證單元WNVl到WNVn的寫驅(qū)動器將基于先前的寫操作而確定的起始脈沖UPll或DNll提供給電阻存儲器單元(例如，MCI)。
[0084]因此，感應(yīng)放大器使用起始脈沖UPll或DNll來驗(yàn)證是否寫操作已經(jīng)被準(zhǔn)確地執(zhí)行。同時，每個感應(yīng)放大器可以使用彼此不同的兩個驗(yàn)證參考值VR2_LS和VR2_US來執(zhí)行驗(yàn)證操作。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，通過增量單向?qū)懭敕椒?圖7的①所示)或減量單向?qū)懭敕椒?圖
7的②所示)，寫驅(qū)動器可以在電阻存儲器單元MCl上執(zhí)行寫操作。在增量單向?qū)懭敕椒ㄖ校S著寫周期中的循環(huán)的次數(shù)增加，供應(yīng)給電阻存儲器單元的寫電流增加。相反，在減量單向?qū)懭敕椒ㄖ?，隨著寫周期中循環(huán)的次數(shù)增加，供應(yīng)給電阻存儲器單元的寫電流減小。
[0085]稍后將參照圖11至圖13描述寫/驗(yàn)證單元WNVl的示例性結(jié)構(gòu)。
[0086]第一邏輯單元150a接收多個寫使能信號WEll到WEnl，并輸出第一通過/失敗信號PF1。在這些實(shí)施例中，寫使能信號(例如，WE11)可以是用于使用第一驗(yàn)證參考值VR2_LS來執(zhí)行驗(yàn)證操作的信號，并且可以對應(yīng)于表示驗(yàn)證結(jié)果的第一驗(yàn)證信號(圖11中的SAoutl)。
[0087]當(dāng)多個寫使能信號WEll到WEnl中的任何一個被激活時，第一通過/失敗信號PFl可能被激活。當(dāng)所有的多個寫使能信號WEll到WEnl被停用時，第一通過/失敗信號PFl可能被停用。如果寫周期的最大循環(huán)到達(dá)，則第一通過/失敗信號PFl可以被停用。[0088]類似地，第二邏輯單元150b接收多個寫使能信號WE12到WEn2，并且輸出第二通過/失敗信號PF2。在這些實(shí)施例中，寫使能信號(例如，WE12)可以是用于使用第二驗(yàn)證參考值VR2_US來執(zhí)行驗(yàn)證操作的信號，并且可以對應(yīng)于表示驗(yàn)證結(jié)果的第二驗(yàn)證信號(圖11中的SAout2)。當(dāng)多個寫使能信號WE12到WEn2中的任何一個被激活時，第二通過/失敗信號PF2可能被激活。當(dāng)所有的多個寫使能信號WE12到WEn2被停用時，第二通過/失敗信號PF2可能被停用。如果寫周期的最大循環(huán)到達(dá)時，第二通過/失敗信號PF2可以被停用。
[0089]響應(yīng)于來自第一邏輯單元150a的第一通過/失敗信號PFl，第一計(jì)數(shù)器130_1計(jì)數(shù)第一循環(huán)的次數(shù)。在這些實(shí)施例中，第一循環(huán)的次數(shù)是指通過增量單向?qū)懭敕椒ǘ鴪?zhí)行的循環(huán)計(jì)數(shù)的數(shù)目，這是因?yàn)榈谝煌ㄟ^/失敗信號PFl對應(yīng)于使用第一驗(yàn)證參考值而獲取的第一驗(yàn)證信號SAoutI。
[0090]響應(yīng)于來自第二邏輯單元150b的第二通過/失敗信號PF2，第二計(jì)數(shù)器130_2計(jì)數(shù)第二循環(huán)的次數(shù)。在這些實(shí)施方案中，第二循環(huán)的次數(shù)是指通過減量單向?qū)懭敕椒ǘ鴪?zhí)行的循環(huán)計(jì)數(shù)的數(shù)目，這是因?yàn)榈诙ㄟ^/失敗信號PF2對應(yīng)于使用第二驗(yàn)證參考值而獲取的第二驗(yàn)證信號SAout2。
[0091]控制器190基于第一循環(huán)的次數(shù)和第二循環(huán)的次數(shù)來生成起始脈沖控制信號SPCTRL。詳細(xì)地說，為了產(chǎn)生要在下一個寫操作中使用的最適合的起始脈沖UPll或DN11，控制器190基于在先前的寫操作中計(jì)數(shù)的第一循環(huán)的次數(shù)和第二循環(huán)的次數(shù)來生成起始脈沖控制信號SPCTRL。
[0092]如上所討論的，例如，如果第一循環(huán)的次數(shù)大于第二循環(huán)的次數(shù)，則控制器190控制起始脈沖控制信號SPCTRL，以增加下一個寫操作的起始脈沖UPll或DNlI。
[0093]相反，如果第一循環(huán)的次數(shù)小于第二循環(huán)的次數(shù)，則控制器190控制起始脈沖控制信號SPCTRL，以減小下一個寫操作的起始脈沖UPll或DNlI。
[0094]控制器190可以通過控制起始脈沖控制信號SPCTRL來控制起始脈沖UPll或DNll0因此，控制器190可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得第一次循環(huán)的次數(shù)等于第二循環(huán)的次數(shù)。
[0095]第一計(jì)數(shù)器130_1和第二計(jì)數(shù)器130_2接收起始脈沖控制信號SPCTRL，并且調(diào)整下一個寫操作的起始點(diǎn)。以這種方式，起始脈沖UPll或DNll可被調(diào)節(jié)。
[0096]數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器140_1和140_2的每一個解碼計(jì)數(shù)器130_1和130_2的輸出，然后將寫電流UPll到UP15和DNll到DN15輸出到多個寫/驗(yàn)證單元WNVl到WNVn。
[0097]圖11和圖12示出了圖10中所示的寫/驗(yàn)證單元的示例性結(jié)構(gòu)。
[0098]參考圖11和圖12，在圖10所示的寫/驗(yàn)證單元(例如，WNV1)可以包括所有在圖11和12所示的元件。其他的寫/驗(yàn)證單元WNV2到WNVn可以具有基本上與寫/驗(yàn)證單元WNVl相同的結(jié)構(gòu)。
[0099]寫/驗(yàn)證單元WNVl可以包括:寫驅(qū)動器WD1、第一感應(yīng)放大器SA1、第二感應(yīng)放大器SA2、第一使能鎖存器EL1、第二使能鎖存器(EL2)、數(shù)據(jù)鎖存器DLl、第一開關(guān)SWl、第二開關(guān)SW2、第三開關(guān)SW3、和第四開關(guān)SW4。
[0100]要被寫入到電阻存儲器單元中的數(shù)據(jù)DIN被存儲在數(shù)據(jù)鎖存器DLl中。數(shù)據(jù)鎖存器DLl將對應(yīng)于要被寫入的數(shù)據(jù)DIN的選擇信號S1、S2、或S3提供給第三開關(guān)SW3和第四開關(guān)SW4。例如，第二數(shù)據(jù)R2可以被存儲在數(shù)據(jù)鎖存器DLl中。
[0101 ] 第三開關(guān)SW3被電連接到第一感應(yīng)放大器SAl，并且響應(yīng)于選擇的信號SI,從多個驗(yàn)證參考值VRl到VRa (其中，a為大于2的自然數(shù))中選擇要被供應(yīng)給第一感應(yīng)放大器SAl的驗(yàn)證參考值(多個驗(yàn)證參考值VRl至VRa中的一個)。例如，如果要寫入的數(shù)據(jù)DIN是第二數(shù)據(jù)R2，驗(yàn)證參考值VRl可能被選中。第一感應(yīng)放大器SAl使用所選的驗(yàn)證參考值VRl來驗(yàn)證是否寫操作被準(zhǔn)確地執(zhí)行，并且輸出表示驗(yàn)證結(jié)果的第一驗(yàn)證信號SAoutl。
[0102]此外，第四開關(guān)SW4被電連接到第二感應(yīng)放大器SA2，并且響應(yīng)于選擇的信號S2，從多個驗(yàn)證參考值VRl到VRa (其中，a為大于2的自然數(shù))中選擇要被供應(yīng)給第二感應(yīng)放大器SA2的驗(yàn)證參考值(多個驗(yàn)證參考值VRl至VRa中的一個)。例如，如果要寫入的數(shù)據(jù)DIN是第二數(shù)據(jù)R2，驗(yàn)證參考值VR2可能被選中。第二感應(yīng)放大器SA2使用所選的驗(yàn)證參考值VR2來驗(yàn)證是否寫操作被準(zhǔn)確地執(zhí)行，并且輸出表示驗(yàn)證結(jié)果的第二驗(yàn)證信號SAout2。
[0103]第一使能鎖存器ELl存儲第一驗(yàn)證信號SAoutl,并且將對應(yīng)于第一驗(yàn)證信號SAoutl的第一寫使能信號WEll輸出到第一開關(guān)SWl。
[0104]第二使能鎖存器EL2存儲第二驗(yàn)證信號SAout2，并且將對應(yīng)于第二驗(yàn)證信號SAout2的第二寫使能信號WE12輸出到第二開關(guān)SW2。
[0105]例如，假定第一驗(yàn)證信號SAoutl是用于指示失敗結(jié)果的信號，并且第二驗(yàn)證信號SAout2是用于指示通過結(jié)果的信號。
[0106]在這些實(shí)施例中，第一使能鎖存器ELl接收第一驗(yàn)證信號SAoutl并且激活第一寫使能信號WElI。因此，第一開關(guān)SWl被使能，然后將脈沖UPlI到UP15發(fā)送到寫驅(qū)動器WDl。
[0107]第二使能鎖存器EL2接收第二驗(yàn)證信號SAout2，并且停用寫使能信號WE12。因此，第二開關(guān)SW2被禁用，使得脈沖DNll到DN15不被發(fā)送到寫驅(qū)動器WD2。
[0108]在這些實(shí)施例中，第一使能鎖存器ELl和第二使能鎖存器EL2是單向鎖存器，使得直到在接收指示通過結(jié)果的驗(yàn)證信號SAoutl之后，在當(dāng)前的寫周期結(jié)束時，在其中存儲的值不改變。
[0109]圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的非易失性存儲器的框圖。為了方便解釋，下面的描述將集中于圖11和圖13所示的非易失性存儲器的差異。
[0110]參看圖13，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的非易失性存儲器采用單個感應(yīng)放大器SA3。
[0111]根據(jù)需要，驗(yàn)證參考值VRl或驗(yàn)證參考值VR2可被選擇性地連接到感應(yīng)放大器SA3。如后面將要描述地，當(dāng)順序地執(zhí)行驗(yàn)證操作時，可以使用驗(yàn)證參考值VRl或驗(yàn)證參考值VR2，如圖15中所示。
[0112]圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法的流程圖。具體地，圖14示出了以流水線方式執(zhí)行的驗(yàn)證操作。
[0113]參看圖14，多個計(jì)數(shù)器130_1和130_2中的每一個的循環(huán)的次數(shù)被初始化為I。使能鎖存器(例如，ELl或EL2)被設(shè)置為O (S213)。
[0114]寫電流被提供，以執(zhí)行寫操作(S223)。如上所討論地，基于先前的寫操作來確定起始脈沖。
[0115]使用兩個驗(yàn)證參考值VR2_LS和VR2_US來驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準(zhǔn)確地寫入在電阻存儲器單元。詳細(xì)地，如果電阻存儲器單元的電阻值Rcell大于驗(yàn)證參考值VR2_LS(S233a)，并且電阻存儲器單元的電阻值Rcell小于驗(yàn)證參考值VR2_US (S233b)，則使能鎖存器ELl進(jìn)行從O到I的轉(zhuǎn)換(S233c)。[0116]如果電阻存儲器單元的電阻值Reel I比驗(yàn)證參考值VR2_LS小，或者比驗(yàn)證參考值VR2_US大，則程序進(jìn)行到S243。
[0117]然后，判斷是否所有的使能鎖存器ELl和EL2轉(zhuǎn)換到1，以及是否寫操作已經(jīng)執(zhí)行到達(dá)到寫周期的最大循環(huán)(S243)。
[0118]如果所有的使能鎖存器ELl和EL2轉(zhuǎn)換到1，或者如果寫操作已被執(zhí)行到達(dá)到寫周期的最大循環(huán)，則當(dāng)前的寫操作終止以移動到S261。
[0119]如果所有的使能鎖存器ELl和EL2沒有轉(zhuǎn)換到1，以及如果寫操作沒有被執(zhí)行到達(dá)到寫周期的最大循環(huán)，則循環(huán)計(jì)數(shù)的次數(shù)逐次地增加。如果電阻存儲器單元的電阻值Rcell比驗(yàn)證參考值VR2_LS小，則寫電流增加(S253a)。但是，如果電阻存儲器單元的電阻值Rcell比驗(yàn)證參考值VR2_US大，則寫電流被減小(S253b)。
[0120]如果當(dāng)前的寫操作終止，則對于通過增量單向?qū)懭敕椒ㄔ诮K止的當(dāng)前的寫操作期間執(zhí)行的第一循環(huán)的次數(shù)，也就是向上UP循環(huán)的次數(shù)，以及對于減量單向?qū)懭敕椒ㄔ诮K止的當(dāng)前的寫操作期間執(zhí)行的第二循環(huán)的次數(shù)，也就是DN循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(S261)。
[0121]確定下一個的寫命令是否被輸入(S262)。
[0122]如果是的話，則為下一個寫操作設(shè)置起始脈沖控制信號SPCTRL (S263)。如果不是，則程序結(jié)束。
[0123]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個實(shí)施例的非易失性存儲器的驅(qū)動方法的流程圖。特別地，圖15示出了按順序執(zhí)行驗(yàn)證操作的情況。為了方便解釋，下面的描述將集中于圖14和圖15所不的驅(qū)動方法的差異。
[0124]參見圖15，多個計(jì)數(shù)器130_1和130_2的每一個的循環(huán)的次數(shù)被初始化為I。使能鎖存器(例如，ELl或EL2)被設(shè)置為O (S213)。
[0125]寫電流被提供來執(zhí)行寫操作(S223)。如上所討論地，基于先前的寫操作來確定起始脈沖。
[0126]使用兩個驗(yàn)證參考值VR2_LS來驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準(zhǔn)確地寫入在電阻存儲器單元(233a)。如果電阻存儲器單元的電阻值Rcel I比驗(yàn)證參考值VR2_LS小，則程序進(jìn)行到S243。如果電阻存儲器單元的電阻值Rcell比驗(yàn)證參考值VR2_LS大，程序進(jìn)行到S233c。
[0127]確定是否所有的使能鎖存器(例如，ELl)轉(zhuǎn)換為1，以及是否寫操作已經(jīng)執(zhí)行到達(dá)到寫入周期的最大循環(huán)(S243)。
[0128]如果是的話，相應(yīng)的使能鎖存器ELl被允許轉(zhuǎn)換為I (S233c)。
[0129]寫電流被再次供應(yīng)來執(zhí)行寫操作(S239)。如上所述，基于先前的寫操作來確定起始脈沖。
[0130]使用驗(yàn)證參考值VR2_US來驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準(zhǔn)確地寫入在電阻存儲器單元中(S233b)。如果電阻存儲器單元的電阻值Rcell比驗(yàn)證參考值VR2_US小，則程序進(jìn)行到S244。如果電阻存儲器單元的電阻值Rcell比驗(yàn)證參考值VR2_US大，則程序進(jìn)行到S233d。
[0131]確定是否所有的使能鎖存器(例如，EL2)轉(zhuǎn)換到1，以及是否寫操作已經(jīng)執(zhí)行到達(dá)到寫周期的最大循環(huán)(S244)。
[0132]如果是的話，相應(yīng)的使能鎖存器EL2被允許轉(zhuǎn)換到I (S233d)。
[0133]如果當(dāng)前的寫操作終止，則對于通過增量單向?qū)懭敕椒ㄔ诮K止的當(dāng)前的寫操作期間執(zhí)行的第一循環(huán)的次數(shù)，也就是向上UP循環(huán)的次數(shù)，以及對于減量單向?qū)懭敕椒ㄔ诮K止的當(dāng)前的寫操作期間執(zhí)行的第二循環(huán)的次數(shù)，也就是DN循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(S261)。
[0134]確定下一個寫命令是否被輸入(S262)。
[0135]如果是的話，則為下一個寫操作設(shè)置起始脈沖控制信號SPCTRL (S263)。如果不是，則程序結(jié)束。
[0136]圖16到20示出了使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)。
[0137]圖16是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的蜂窩電話系統(tǒng)的示例性框圖。
[0138]參看圖16，蜂窩電話系統(tǒng)可以包括:用于對音頻壓縮或解壓縮的ADPCM編解碼電路1202、揚(yáng)聲器1203、麥克風(fēng)1204、用于對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行時分復(fù)用存取的TDMA電路1206、用于設(shè)置RF信號的載波頻率的PLL電路1210、和用于發(fā)送/接收RF信號的RF電路1211。
[0139]此外，蜂窩電話系統(tǒng)可以包括各種類型的存儲器，例如包括:非易失性存儲器1207、只讀存儲器1208、和SRAM1209。非易失性存儲器1207可以是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的非易失性存儲器，并且可以例如包括ID號。R0M1208可以存儲程序，并且SRAM1209可以作為系統(tǒng)控制微計(jì)算機(jī)1212的工作區(qū)，或者可以暫時存儲數(shù)據(jù)。在這些實(shí)施例中，系統(tǒng)控制微計(jì)算機(jī)1212可以是控制非易失性存儲器1207的寫和讀操作的處理器。
[0140]圖17是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲卡的示例性框圖。
[0141]現(xiàn)在參照圖17，存儲卡可以例如包括:多媒體卡(MMC)、安全數(shù)字(SD)卡、多用途卡、微型SD卡、諸如記憶棒的多用途卡、緊湊型SD卡、ID卡、個人計(jì)算機(jī)存儲卡、國際協(xié)會(PCMCIA)卡、SSD卡、芯片卡、智能卡、USB卡等。
[0142]現(xiàn)在參照圖17，存儲卡可以包括用于執(zhí)行與外部設(shè)備的連接的接口部件1221、具有緩沖存儲器和控制存儲器卡的操作的控制器部件1222、以及根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的非易失性存儲器1207中的至少一個?？刂破鞑考?222可以是能夠控制非易失性存儲器1207的寫操作和讀操作的處理器。詳細(xì)地，控制器部件1222可以通過數(shù)據(jù)總線DATA和地址總線ADDRESS而耦合到非易失性存儲器1207和接口部件1221。
[0143]圖18是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的非易失性存儲器的數(shù)字照相機(jī)的示例性框圖。
[0144]參看圖18，數(shù)字照相機(jī)可包括主體1301、插槽1302、透鏡1303、顯示器1308、快門按鈕1312、和頻閃閃光燈1318。特別地，存儲卡1331可以插入到插槽1302中。存儲卡1331可以包括根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的至少一個非易失性存儲器1207。
[0145]當(dāng)存儲卡1331是接觸類型時，存儲卡1331可以在被插入到插槽1308時，接觸到設(shè)置在電路板上的特定電路。當(dāng)存儲卡1331是非接觸型時，存儲卡1331可以通過RF信號進(jìn)行通信。
[0146]圖19示出了使用圖17所示的存儲卡的各種系統(tǒng)。
[0147]參看圖19，存儲卡1331可以在各種系統(tǒng)中使用，其包括:(a)攝像機(jī)、(b)電視機(jī)、(C)音頻設(shè)備、Cd)游戲機(jī)、Ce)電子音樂播放設(shè)備、Cf)移動電話、(g)計(jì)算機(jī)、(h)個人數(shù)字助理(PDA)、(i)話音記錄器、(j) PC卡等等。
[0148]圖20是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的非易失性存儲器的圖像傳感器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0149]參考圖20，圖像傳感器系統(tǒng)可以包括圖像傳感器1332、輸入/輸出(I/O)設(shè)備1336、RAM1348、CPU1344、以及根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器1354。各個組件，即，圖像傳感器1332、I/O設(shè)備1336、RAM1348、CPU1344、和非易失性存儲器1354可以通過總線1352相互通信。圖像傳感器1332可以包括照片感應(yīng)元件，例如，光電門、光電二極管等。各個組件可以與處理器一起被結(jié)合到單個芯片中，并且處理器和各個組件可以被配置為單獨(dú)的芯片。
[0150]圖21是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。
[0151]如圖21所示，存儲器3010被耦合到存儲器控制器3020。存儲器3010可以是根據(jù)上述實(shí)施例中的存儲器的任何一個。存儲器控制器3020提供輸入信號，以用于控制存儲器3010的操作。例如，存儲器控制器3020可以發(fā)送命令CMD和地址信號到存儲器3010。存儲器控制器3020可以包括存儲器接口、主機(jī)接口、ECC電路、中央處理單元(CPU)、緩沖存儲器等等。存儲器接口可以將來自緩沖存儲器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯ζ?010，或者可以從存儲器3010讀取數(shù)據(jù)，以然后將讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄彌_存儲器。此外，存儲器接口可以將來自外部主機(jī)的命令CMD和地址信號傳輸給存儲器3010。
[0152]主機(jī)接口可以通過諸如通用串行總線(USB )、小型計(jì)算機(jī)小型接口( SCSI)協(xié)議、外圍組件互連(PCI)-表示協(xié)議、先進(jìn)技術(shù)電子(ATA)協(xié)議、并行ATA協(xié)議、串行ATA (SATA)協(xié)議、串行連接SCSI (SAS)等的各種接口協(xié)議中的一個來與外部主機(jī)進(jìn)行通信。
[0153]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)可以包括ECC電路。ECC電路可以使用傳輸?shù)酱鎯ζ?010的數(shù)據(jù)來生成奇偶校驗(yàn)位。生成的奇偶校驗(yàn)位和數(shù)據(jù)可被存儲在存儲器3010的特定區(qū)域。ECC電路檢測從存儲器3010讀取的數(shù)據(jù)的錯誤。如果檢測到的錯誤是可校正的錯誤，則ECC電路校正數(shù)據(jù)。
[0154]CPU通過主機(jī)接口或存儲器接口來控制外部主機(jī)或存儲器3010。CPU可以根據(jù)用于驅(qū)動存儲器3010的固件來控制寫操作、讀操作或擦除操作。
[0155]緩沖存儲器暫時存儲從外部源提供的寫數(shù)據(jù)或從存儲器3010讀取的數(shù)據(jù)。此外，緩沖存儲器可以存儲要被存儲在存儲器3010中的元數(shù)據(jù)或高速緩存數(shù)據(jù)。在斷電操作期間，存儲在緩沖存儲器中的元數(shù)據(jù)或高速緩存數(shù)據(jù)可以被存儲在存儲器3010中。存儲在緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)可以是DRAM或SRAM。
[0156]圖22是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。根據(jù)圖示的實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)基本上與圖20中所示的存儲器系統(tǒng)相同，不同之處在于存儲器3010和存儲器控制器3020被嵌入在卡3130中。例如，卡3130可以是閃速存儲器卡。這就是說，卡3130可以是諸如數(shù)碼相機(jī)、個人計(jì)算機(jī)等等的消費(fèi)電子設(shè)備中使用的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。存儲器控制器3020可以根據(jù)從另一個設(shè)備(例如，外部設(shè)備)提供的控制信號來控制存儲器3010。
[0157]圖23是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。如圖23中所示，存儲器3010可以被耦合到主機(jī)3210。主機(jī)3210可以是諸如個人計(jì)算機(jī)、數(shù)字相機(jī)等的處理系統(tǒng)。主機(jī)3210可以使用存儲器3010來作為可擦寫存儲設(shè)備。如上所述，主機(jī)3210可以提供用于控制存儲器3010的輸入信號。例如，主機(jī)3210可以提供命令CMD和地址信號。
[0158]圖24是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。主機(jī)3210以及卡3130彼此耦合。主機(jī)3210提供控制信號給卡3130，以允許存儲器控制器3020控制存儲器3010。
[0159]圖25是使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例的非易失性存儲器的存儲器系統(tǒng)的另一示例性框圖。存儲器3010可以并入到在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3410中提供的CPU3120中。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3410可以是個人計(jì)算機(jī)、PDA等。存儲器3010可以經(jīng)由總線直接連接到CPU3120。
[0160]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的非易失性存儲器可以被用作存儲級存儲器(SCM)15SCM是具有非易失性特性和存取特性的常規(guī)的存儲器。SCM可以用作數(shù)據(jù)存儲區(qū)和程序操作區(qū)。
[0161]使用電阻材料的上述非易失性存儲器，例如，PRAM、RRAM、或MRAM可被用作SCM。SCM可以用作數(shù)據(jù)存儲存儲器以代替閃存(圖27的4230)，或者可以被用作主存儲器，以代替SRAM (圖26的4120)。SCM可以代替閃存和SRAM。
[0162]圖26是示出了使用SCM的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。存儲器系統(tǒng)4100包括CPU4110、SDRAM4120、和代替閃存使用的 SCM4130。
[0163]在存儲器系統(tǒng)4100中，SCM4130的數(shù)據(jù)存取速度比閃存更高。例如，當(dāng)CPU4110在PC環(huán)境下以4GHz來操作時，作為SCM4130的一種的PRAM的數(shù)據(jù)存取比閃存的快約32倍。因此，與集成了閃存的存儲器系統(tǒng)相比，存儲器系統(tǒng)4100可以達(dá)到更高速度的存取增益。
[0164]圖27是示出了使用SCM的存儲器系統(tǒng)的另一個示例性框圖。存儲器系統(tǒng)4200包括:CPU4210、代替SDRAM使用的SCM4220、和閃存4230。
[0165]在存儲器系統(tǒng)4200中，SCM4220使用比SDRAM更小量的功率。通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲器所使用的能量約為整個系統(tǒng)所使用的能量的40%。因此，人們試圖減少主存儲器所使用的能量。SCM的使用可以將動態(tài)能量消耗減小約53%，使得功耗降低約73 %。因此，相比于使用SDRAM的存儲器系統(tǒng)，存儲器系統(tǒng)4200可顯著地降低能量消耗。
[0166]圖28是示出了使用SCM的存儲器系統(tǒng)的示例性框圖。存儲器系統(tǒng)4300包括CPU4310和代替SDRAM4120和閃存4230來使用的SCM4320。SCM4320可以被用作主存儲器，來代替SDRAM，并且可以作為數(shù)據(jù)存儲存儲器，以代替閃存4230。存儲器系統(tǒng)4300在數(shù)據(jù)存取速度、低功耗、空間利用率、和成本效益方面都具有優(yōu)勢。
[0167]盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例來具體示出和描述了本發(fā)明的概念，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明概念的精神和范圍的情況下，對其在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種變化。因此，期望的是，從所有方面來看所述實(shí)施例都是說明性的而不是限制性的，將參考所附權(quán)利要求而不是先前的描述來表示本發(fā)明概念的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非易失性存儲器的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法包括: 將基于先前的寫操作而調(diào)整的起始脈沖提供給電阻存儲器單元，以寫入數(shù)據(jù)； 使用所述起始脈沖驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否被準(zhǔn)確地被寫入；以及 根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，通過增量單向?qū)懭敕椒ɑ蛘邷p量單向?qū)懭敕椒▉韴?zhí)行對于電阻存儲器單元的寫操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其中，使用通過增量單向?qū)懭敕椒ㄔ谙惹暗膶懖僮髌陂g執(zhí)行的第一循環(huán)的次數(shù)，以及通過減量單向?qū)懭敕椒ㄔ谙惹暗膶懖僮髌陂g執(zhí)行的第二循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整所述起始脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動方法，其中，如果第一循環(huán)的次數(shù)大于第二循環(huán)的次數(shù)，則增加所述起始脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動方法，其中，如果第一循環(huán)的次數(shù)小于第二循環(huán)的次數(shù)，則減小所述起始脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動方法，其中，起始脈沖被調(diào)整為使得在下一個寫操作中第一循環(huán)的次數(shù)等于第二循環(huán)的次數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其中，在驗(yàn)證中使用第一驗(yàn)證參考值和比所述第一驗(yàn)證參考值大的第二驗(yàn)證參考值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動方法，其中，如果驗(yàn)證電阻存儲器單元的電阻值小于所述第一驗(yàn)證參考值，則通過增量單向?qū)懭敕椒▉碓陔娮璐鎯ζ鲉卧蠄?zhí)行寫操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所`述的驅(qū)動方法，其中，如果驗(yàn)證電阻存儲器單元的電阻值大于所述第二驗(yàn)證參考值，則通過減量單向?qū)懭敕椒▉碓陔娮璐鎯ζ鲉卧蠄?zhí)行寫操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其中，在所述增量單向?qū)懭敕椒ㄖ?，隨著寫周期中的循環(huán)的次數(shù)增加，提供給電阻存儲器單元的寫電流被增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其中，在所述減量單向?qū)懭敕椒ㄖ?，隨著寫周期中的循環(huán)的次數(shù)增加，提供給電阻存儲器單元的寫電流被減小。
11.一種非易失性存儲器的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法包括: 通過在第一循環(huán)的次數(shù)的持續(xù)時間中的增量單向?qū)懭敕椒▉碓诙鄠€第一電阻存儲器單元上寫入數(shù)據(jù)，以及通過在第二循環(huán)的次數(shù)的持續(xù)時間中的減量單向?qū)懭敕椒▉碓诙鄠€第二電阻存儲器單元上寫入數(shù)據(jù)；以及 使用第一循環(huán)的次數(shù)和第二循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整下一個寫操作的起始脈沖。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動方法，其中，如果所述第一循環(huán)的次數(shù)大于所述第二循環(huán)的次數(shù)，則增加下一個寫操作的起始脈沖。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動方法，其中，如果所述第一循環(huán)的次數(shù)小于所述第二循環(huán)的次數(shù)，則減小下一個寫操作的起始脈沖。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動方法，其中，起始脈沖被調(diào)整為使得在下一個寫操作中第一循環(huán)的次數(shù)等于第二循環(huán)的次數(shù)。
15.一種非易失性存儲器的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法包括: 在寫操作的第一循環(huán)中向電阻存儲器單元提供起始脈沖，以寫入數(shù)據(jù)，以及使用彼此不同的第一驗(yàn)證參考值和第二驗(yàn)證參考值來執(zhí)行驗(yàn)證操作；以及 將針對在從寫操作的第二循環(huán)到最后一個循環(huán)的范圍內(nèi)的每個循環(huán)變化的寫脈沖提供給電阻存儲器單元，以寫入數(shù)據(jù)，以及使用第一驗(yàn)證參考值而不使用第二驗(yàn)證參考值來執(zhí)行驗(yàn)證操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的驅(qū)動方法，其中，基于先前的寫操作來調(diào)整起始脈沖。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動方法，其中，使用通過增量單向?qū)懭敕椒ㄔ谙惹暗膶懖僮髌陂g執(zhí)行的第一循環(huán)的次數(shù)，以及通過減量單向?qū)懭敕椒ㄔ谙惹暗膶懖僮髌陂g執(zhí)行的第二循環(huán)的次數(shù)來調(diào)整所述起始脈沖。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的驅(qū)動方法，其中，根據(jù)第一循環(huán)的驗(yàn)證結(jié)果，從第二循環(huán)到最后一個循環(huán)執(zhí)行所述增量單向?qū)懭敕椒ê蜏p量單向?qū)懭敕椒ㄖ械囊粋€。
19.一種非易失性存儲器，包括: 電阻存儲器單元； 感應(yīng)放大器，其對應(yīng)于所述電阻存儲器單元；以及 寫驅(qū)動器，其對應(yīng)于所述電阻存儲器單元， 其中，所述寫驅(qū)動器向電阻存儲器單元提供基于先前的寫操作而確定的起始脈沖，所述感應(yīng)放大器使用起始脈沖來進(jìn)行驗(yàn)證操作，以及所述寫驅(qū)動器根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，通過增量單向?qū)懭敕椒ɑ蛘邷p量單向?qū)懭敕椒▉碓谒鲭娮璐鎯ζ鲉卧蠄?zhí)行寫操作。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的非易失性存儲器，進(jìn)一步包括: 第一計(jì)數(shù)器，其對于通過增量單向?qū)懭敕椒ㄔ谙惹暗膶懖僮髦袌?zhí)行的第一循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)； 第二計(jì)數(shù)器，其對于通過 減量單向?qū)懭敕椒ㄔ谙惹暗膶懖僮髦袌?zhí)行的第二循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及 控制器，其接收所述第一循環(huán)的次數(shù)和所述第二循環(huán)的次數(shù)，并且生成起始脈沖控制信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的非易失性存儲器，其中，如果所述第一循環(huán)的次數(shù)大于所述第二循環(huán)的次數(shù)，則起始脈沖控制信號增加下一個寫操作的起始脈沖。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的非易失性存儲器，其中，如果所述第一循環(huán)的次數(shù)小于所述第二循環(huán)的次數(shù)，則起始脈沖控制信號減小下一個寫操作的起始脈沖。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的非易失性存儲器，其中，所述感應(yīng)放大器使用第一驗(yàn)證參考值和大于所述第一驗(yàn)證參考值的第二驗(yàn)證參考值來執(zhí)行驗(yàn)證操作，并且提供指示基于所述第一驗(yàn)證參考值的驗(yàn)證結(jié)果的第一驗(yàn)證信號，和指示基于所述第二驗(yàn)證參考值的驗(yàn)證結(jié)果的第二驗(yàn)證信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的非易失性存儲器，進(jìn)一步包括: 第一使能鎖存器，其存儲第一驗(yàn)證信號，并且提供與所述第一驗(yàn)證信號相對應(yīng)的第一寫使能信號；以及 第二使能鎖存器，其存儲第二驗(yàn)證信號，并且提供與所述第二驗(yàn)證信號相對應(yīng)的第二寫使能信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的非易失性存儲器，其中，所述第一使能鎖存器和所述第二使能鎖存器是單向鎖存器，使得直到在接收到指示通過結(jié)果的驗(yàn)證信號之后、當(dāng)前的寫周期結(jié)束時，在所述單向鎖存器中存儲的值才發(fā)生變化。
【文檔編號】G11C16/04GK103871466SQ201310675018
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】李升妍, 李永宅, 金甫根 申請人:三星電子株式會社