电阻式存储器件的制作方法
【专利说明】电阻式存储器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年4月4日提交的申请号为10-2014-0040558的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明的各种实施例涉及电阻式存储器件，且更具体地涉及电阻式存储器件的读取操作。
【背景技术】
[0004]通常，由于在激光熔断器中编程的数据可以通过激光熔断器是否被激光切断来确定，所以激光熔断器仅在晶片状态下可编程。然而，在晶片被封装之后，激光熔断器是不可编程的。
[0005]在下文中，被称为电熔丝(e-fuse)的电子熔断器被用于克服激光熔断器的这种限制。电熔丝使用晶体管，晶体管基于晶体管的栅极和漏极/源极之间的电阻的变化来储存数据。
[0006]图1是图示由作为电阻器或电容器进行操作的晶体管形成的电熔丝的示图。
[0007]参见图1，电熔丝包括晶体管T，晶体管T具有栅极G和漏极D/源极S，接地电压被供应至漏极D/源极S。
[0008]当对于晶体管T可耐受的电源电压被供应至栅极G时，电熔丝作为电容器C进行操作。因而，在栅极G和漏极D/源极S之间不存在电流流动。然而，当对于晶体管T不可耐受的高电压被施加至栅极G时，晶体管T的栅氧化物被破坏，使得栅极G和漏极D/源极S彼此短路，因而电熔丝作为电阻器R进行操作。因此，电流在电熔丝的栅极G和漏极D/源极S之间流动。电熔丝的数据通过栅极G和漏极D/源极S之间的电阻值来识别。
[0009]图2是图示包括电熔丝的存储器件(即，电阻式存储元件)的图示。
[0010]参见图2，存储器件包括电阻式存储元件M、数据线DL、负载210和感测放大器220。在下文中，描述对电阻式存储元件M进行编程的操作和读取储存在电阻式存储元件M中的数据的操作。
[0011]在编程操作或破裂操作期间，可以破坏电熔丝的栅氧化物的高电压被施加至电阻式存储元件M的栅极G。一般使用大于约6V的电源电压通过电荷泵浦方法来产生高电压。因而，电阻式存储元件M作为具有相对低的电阻值的电阻器进行操作。当电阻式存储元件M未被编程时，电阻式存储元件M作为具有相对高的电阻值的电容器进行操作。
[0012]在读取操作期间，适于读取操作的电压(例如，约3V)被施加至电阻式存储元件M的栅极G。因而，从电阻式存储元件M经由数据线DL和负载210形成电流路径。由于电阻式存储元件M在电阻式存储元件M被编程时具有相对低的电阻值，所以电流流经负载210。数据线DL的电压电平由于流动的电流的原因而增加。由于电阻式存储元件M作为电容器进行操作，即，电阻式存储元件M在电阻式存储元件M未被编程时具有高电阻值，所以少量电流流经负载210。因而，数据线DL的电压电平处于低状态。感测放大器220通过将数据线DL的电压电平与参考电压VREF进行比较来产生输出数据DATA。
[0013]由于用来感测数据的充足电流流经数据线DL，所以相对高的电压(例如，约3V)必须在读取操作期间被施加至电阻式存储元件M的栅极。因此，从外部施加的电源电压(例如，小于约1.5V)通过被升高而用于读取操作。然而，高电压的使用给存储器件的读取操作带来大负担。尽管必须在编程操作期间使用具有范围从约6V至约7V的较高电平的电压，但是由于编程操作不如读取操作执行得频繁，所以高电压的使用不会给存储器件的编程操作带来大负担。
【发明内容】
[0014]本发明的各种实施例针对可以在不使用高电平电压的情况下执行读取操作的电阻式存储器件。
[0015]根据本发明的一个实施例，一种电阻式存储器件包括:电阻式存储器单元，其具有基于储存于其中的数据的逻辑值而变化的电阻值；电流放大块，其适于将流经电阻式存储器单元的电流放大N倍，其中，N是大于I的自然数；以及感测块，其适于基于放大的电流来感测数据。
[0016]根据本发明的一个实施例，一种电阻式存储器件包括:单元阵列，其包括多个电阻式存储器单元，每个电阻式存储器单元具有电阻式存储元件和开关元件；行控制电路，其适于将读取电压施加至所述单元阵列的列线之中选中的行的存储元件，并且通过接通选中行的开关元件来将所述选中行的存储元件与列线电连接；列控制电路，其适于将所述单元阵列的列线之中选中的列线与数据线电连接；第一电流放大块，其适于将流经所述数据线的电流放大N倍，其中，N是大于I的自然数；以及第一感测块，其适于基于放大的电流来感测数据。
[0017]根据本发明的一个实施例，一种电阻式存储器件包括:单元阵列，其包括多个电阻式存储器单元，每个电阻式存储器单元具有电阻式存储元件和开关元件；行控制电路，其适于将读取电压施加至所述单元阵列的列线之中选中的行的存储元件，并且通过接通选中行的开关元件来将所述选中行的存储元件与列线电连接；列控制电路，其适于将所述单元阵列的列线之中选中的列线与数据线电连接；第一电流放大块，其适于将流经所述数据线的电流放大N倍，其中，N是大于I的自然数；第一感测块，其适于基于放大的电流来感测数据；第二电流放大块，其与所述列线之中的一个列线耦接，并且适于将流经耦接的列线的电流放大N倍；以及第二感测块，其适于基于被所述第二电流放大块放大的电流来感测数据。
【附图说明】
[0018]图1是图示由作为电阻器或电容器进行操作的晶体管形成的电熔丝的示图；
[0019]图2是图示包括电熔丝的存储器件的示图；
[0020]图3是图示根据本发明的第一实施例的电阻式存储器件的示图；
[0021]图4是图示根据本发明的第二实施例的电阻式存储器件的示图；
[0022]图5是图示根据本发明的第三实施例的电阻式存储器件的示图；
[0023]图6是图示根据本发明的第四实施例的电阻式存储器件的示图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中，以下将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。更确切地，提供了这些实施例，使得本公开充分和完整，并且向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。在本公开中，同样的附图标记在本发明的各种附图和实施例中指代同样的部分。
[0025]在附图中，为了便于图示，与实际物理厚度和间隔相比，部件的厚度和长度被夸大。在以下描述中，可以省略已知相关功能和构成的详细解释以避免不必要地模糊本发明的主题。此外，“连接/耦接”表示一个部件与另一个部件直接耦接，或者经由另一个部件间接耦接。在本说明书中，只要未在句中特意提及，单数形式可以包括复数形式。此外，在说明书中使用的“包括/包含”或“包括有/包含有”表示存在或添加一个或更多个部件、步骤、操作和元件。
[0026]图3是图示根据本发明的第一实施例的电阻式存储器件的示图。
[0027]参见图3，电阻式存储器件可以包括电阻式存储器单元301、电流放大块310和感测块330。
[0028]电阻式存储器单元301可以包括电阻式存储元件M，并且电阻式存储元件M可以是电熔丝元件。电阻式存储元件M可以基于储存在其中的数据的逻辑值而具有低电阻值或高电阻值。例如，电阻式存储元件M在电阻式存储元件M通过供应至栅极G的高电压被编程或破裂时可以具有低电阻值，以及电阻式存储元件M在电阻式存储元件M未被编程或破裂时可以具有尚电阻值。
[0029]电流放大块310可以将流经电阻式存储器单元301的电流放大N倍，其中，N是大于I的自然数。电流放大块310可以包括第一电流镜单元311和第二电流镜单元321。第一电流镜单元311将流经数据线DL的电流镜像N次，数据线DL是电流放大块310的输入线，并且第二电流镜单元321将被第一电流镜单元311镜像的电流镜像至输出线D。第一电流镜单元311可以包括第一晶体管312、第二晶体管313、第三晶体管314、第四晶体管315和第五晶体管316。第一晶体管312响应于初始化信号INIB来将数据线DL与第一节点A耦接。第二晶体管313响应于第一节点A的电压电平来汲取第一节点A的电流。第三晶体管314响应于初始化信号INI来汲取第一节点A的电流。第四晶体管315响应于第一节点A的电压电平来汲取第二节点B的电流。第五晶体管316响应于初始化信号INIB来将第二节点B与第三节点C耦接。第二电流镜单元321可以包括第六晶体管322和第七晶体管323。第六晶体管322响应于第三节点C的电压电平来将电流提供至第三节点C，以及第七晶体管323响应于第三节点C的电压电平来将电流提供至输出线D。初始化信号INI和INIB可以在电阻式存储器件的初始化期间具有逻辑高电平和逻辑低电平，并且在其后具有低电平和高电平。初始化信号INIB是初始化信号INI的互补信号。
[0030]感测块330可以基于由电流放大块310放大的电流(其流经输出线D的电流)来感测数据。感测块330可以包括第一反相器331和第二反相器332，第一反相器331和第二反相器332的输入端子和输出端子彼此耦接。第八晶体管341可以初始化感测块330和第三反相器342的数据，并且将感测块330所感测的输出数据DATA输出。
[0031]下面参照图3描述电阻式存储器件的读取操作。在电阻式存储器件的初始化期间，基于初始化信号INI和INIB，第一晶体管312和第五晶体管316可以断开，并且第三晶体管314和第八晶体管341可以接通。结果，第一节点A可以初始化