数据D_pre与伴随写命令的数据DATA进行比较。例如，可从多个存取目标存储器单元预读取多条数据，对从存取目标存储器单元预读取的多条数据D_pre的值与将被存储在存取目标存储器单元中的写数据DATA的值分别进行比较。
[0067]设置/重置确定单元132 (可供选择地，可被称为“确定单元”)基于比较结果来确定对每个存取目标存储器单元是执行设置写操作还是执行重置写操作。由于可对各存储器单元执行确定，因此存取目标存储器单元可被划分成将被执行重置写操作的第一存储器单元和将被执行设置写操作的第二存储器单元。控制逻辑器130基于确定结果来控制对第一存储器单元的重置写操作和对第二存储器单元的设置写操作。
[0068]在本实施例中，可通过擦除操作和设置方向编程操作来执行重置写操作。另外，对于第二存储器单元可通过设置方向编程操作来执行设置写操作。因此，响应于写命令，控制逻辑器130执行预读取操作、比较操作和确定操作，控制对第一存储器单元选择性地执行的擦除操作，然后控制对第一存储器单元和第二存储器单元之中的至少一些存储器单元执行的设置方向编程操作。通过这样做，第一存储器单元的可变电阻器的电阻值根据擦除操作而增大，然后根据设置方向编程操作而减小，使得对第一存储器单元执行重置写操作。另夕卜，第二存储器单元的可变电阻器的电阻值根据设置方向编程操作而减小，使得对第二存储器单元执行设置写操作。
[0069]图3是示出根据发明构思的实施例的图2的存储器单元阵列110的示例的电路图。存储器单元阵列110可包括多个单元块，图3示出了多个存储器块中的一个单元块BLKl0
[0070]参照图3，单元块BLKl包括呈水平结构的存储器单元。注意的是，多个存储器块中的剩余单元块可与图3的单元块BLKl以相同方式实施。单元块BLKl包括多条字线WLl至WLn、多条位线BLl至BLm和多个存储器单元MC。字线WL的数量、位线BL的数量和存储器单元MC的数量可根据各种实施例而变化。另外，一条字线所选择的存储器单元MC可被定义为页单元PAGE。
[0071]在本实施例中，多个存储器单元MC中的每个包括可变电阻器R和选择器件D。可变电阻器R可被称为可变电阻器器件或可变电阻器材料，选择器件D可被称为开关器件。
[0072]在实施例中，各可变电阻器R连接在位线BLl至BLm中的一条和选择器件D之间，各选择器件D连接在可变电阻器器件R和字线WLl至WLn中的一条之间。然而，发明构思的各种实施例不限于此。例如，选择器件D可连接在位线BLl至BLm中的一条和可变电阻器R之间，可变电阻器R可连接在选择器件D和字线WLl至WLn中的一条之间。
[0073]在本实施例中，可变电阻器R可响应于被施加到其的电脉冲而变成多种电阻型状态中的一种。例如，可变电阻器R可包括其结晶态根据电流而变化的相变材料。例如，相变材料可包括通过两种元素化合而得到的各种材料GaSb、InSb、InSe或Sb2Te3、通过三种元素化合而得到的GeSbTe、GaSeTe、InSbTe、SnSb2Te4S InSbGe、或者通过四种元素化合而得到的 AglnSbTe、(GeSn) SbTe、GeSb (SeTe)、Te81Ge15Sb2S20
[0074]相变材料具有相对呈阻性的非晶态和相对呈低阻性的结晶态。相变材料的相位会因由电流产生的焦耳热而变化。利用相位的改变，可写入数据。
[0075]在实施例中，可变电阻器R可不包括相变材料，而可包括例如钙钛矿化合物、过渡金属氧化物、磁性材料、铁磁材料或反铁磁材料。
[0076]如上所述，选择器件D可连接在字线WLl至WLm中的一条和可变电阻器R之间，并且根据施加到相连的字线和位线的电压，控制被供应到可变电阻器R的电流。在本实施例中，例如，选择器件D可以是PN结二极管或PIN结二极管。二极管的阳极可连接到可变电阻器R，二极管的阴极可连接到字线WLl至WLm中的一条。这里，当二极管的阳极和阴极之间的电压差大于二极管的阈值电压时，二极管导通，使得电流可被供应到可变电阻器R。
[0077]图4A至图4C是图3的存储器单元MC的修改示例的电路图。
[0078]参照图4A，存储器单元MCa包括连接在位线BL和字线WL之间的可变电阻器Ra。存储器单元MCa可由于分别施加到位线BL和字线WL的电压而存储数据。
[0079]参照图4B，存储器单元MCb包括可变电阻器Rb和双向二极管Db。可变电阻器Rb可包括电阻性材料，以存储数据。双向二极管Db连接在可变电阻器Rb和字线WL之间，可变电阻器Rb连接在位线BL和双向二极管Db之间。双向二极管Db和可变电阻器Rb的位置可相对于彼此变化。使用双向二极管Db切断了可流过未选择的电阻器单元的漏电流。
[0080]参照图4C，存储器单元MCc包括可变电阻器Re和晶体管TR。晶体管TR可以是选择器件，即，根据字线WL的电压向可变电阻器Re供应电流或者切断通向可变电阻器Re的电流的开关器件。在图4C的实施例中，除了字线WL之外，可另外地布置源极线SL，以调节可变电阻器Re的两端的电压电平。晶体管TR连接在可变电阻器Re和源极线SL之间，可变电阻器Re连接在位线BL和晶体管TR之间。晶体管TR的位置和可变电阻器Re的位置可相对于彼此变化。根据由字线WL驱动的晶体管TR是导通还是截止，可选择或可不选择存储器单元MCc。
[0081]图5是示出当存储器单元是多层单元时的写操作的电流特性和电压特性的曲线图。这里，如果每个存储器单元存储2比特数据，则每个存储器单元可具有四种状态(即，StateO至State3)之中的至少一种状态。另外，假设当存储器单元的可变电阻器的电阻值最大时，存储器单元具有低状态(即，StateO)，当存储器单元的可变电阻器的电阻值最小时，存储器单元具有高状态(即，State3)。
[0082]如图5的曲线图的右侧示出的，根据设置方向编程，可变电阻器的电阻值可减小(或者，存储器单元的状态可变成多种状态之中的较高状态)。相比之下，一方面，如曲线图的左侧所示，根据重置方向编程，可变电阻器的电阻值可增大(或者，存储器单元的状态可变成多种状态之中的较低状态)。
[0083]另外，如曲线图的左侧示出的，当执行重置方向编程时，电流大小根据电压电平的变化而急剧变化，使得相对难以控制电压电平以改变各状态。换句话讲，相对难以控制重置方向上的状态。相比之下，如曲线图的右侧示出的，当执行设置方向编程时，不同状态的电流值相对不同。也就是说，当通过限制电流来执行设置方向编程时，改变状态的电流值其间分别具有大差异，使得相对容易控制设置方向上的状态。
[0084]图6A和图6B是示出根据发明构思的实施例的存储器单元的状态根据写操作而变化的示例的曲线图。关于图6A和图6B，假设每个存储器单元存储2比特数据。另外，关于图6A和图6B中描绘的示例，假设当存储器单元的可变电阻器的电阻值最小时，存储器单元具有高状态(即，State3)，当存储器单元的可变电阻器的电阻值最大时，存储器单元具有低状态(即，StateO)。特别地，具有最低状态的存储器单元可被定义为具有擦除状态(或重置状态RESET)的存储器单元。然而，发明构思的实施例不限于此，可定义处于擦除状态的存储器单元具有最高状态。
[0085]图6A示出了存储器单元的状态因设置写操作而变化的示例。如图6A中所示，根据当前写入存储器单元的数据，每个存储器单元可具有与四个电阻分布中的一个对应的电阻值。另外，由于具有擦除状态(或重置状态)的存储器单元的可变电阻器的电阻值具有最大值，因此存储器单元的状态可位于曲线图上的最左边。相比之下，由于具有设置状态的存储器单元的可变电阻器的电阻值具有最小值，因此存储器单元的状态可位于曲线图上的最右边。
[0086]如在示出了电流特性和电压特性的曲线图(图5)中示出的，控制设置方向编程是相对容易的，使得写数据可被覆写到将被执行设置写操作的存储器单元(例如，第二存储器单元)并且写数据可被存储在将被执行设置写操作的存储器单元(例如，第二存储器单元)中。也就是说，可通过覆写操作来执行相对于第二存储器单元的写操作，与当前存储的数据对应的第二存储器单元的状态可改变，因此可对应于写数据。如图6A中所示，当存储器单元的当前存储的数据对应于第一状态(即，Statel)，并且写数据对应于第三状态(即，State3或设置状态)时，可通过设置方向编程将存储器单元的状态从第一状态(即，Statel)变成第三状态(即，State3)。
[0087]图6B示出了存储器单元的状态因重置写操作而变化的示例。如图6B中所示，可首先对将被执行重置写操作的存储器单元(例如，第一存储器单元)执行擦除操作。例如，当存储器单元的当前存储的数据对应于第三状态(即，State3)，并且写数据对应于第二状态(即，State2)时，可通过擦除操作将存储器单元的状态变成擦除状态(S卩，StateO或重置状态RESET)。因此，在执行擦除操作之后，第一存储器单元的可变电阻器具有与多个电阻分布之中的最大电阻分布对应的电阻值。
[0088]此后，对多个第一存储器单元中的至少一些第一存储器单元执行设置方向编程。由于写数据对应于第二状态(即，State2)，并且被擦除的第一存储器单元的状态对应于擦除状态(即，StateO)，因此可通过设置方向编程将第一存储器单元的状态从擦除状态(即，StateO)变成第二状态(即，State2)。也就是说，当首先对第一存储器单元执行重置写操作以将第一存储器单元的状态从第三状态(即，State3)变成第二状态(即，State2)时，接着可通过将第一存储器单元的状态从擦除状态(即，StateO)变成第二状态(即，State2)来执行编程操作，能够相对更容易地控制(设置方向上的)存储器单元的状态的变化。
[0089]根据本实施例，能够防止对所有存储器单元执行擦除操作，使得存储器装置100的耐用性由于反复擦除操作而劣化的可能性降低，并且提高了数据写操作的可靠性。
[0090]图7是示出根据发明构思的实施例的数据写操作的构思的存储器装置100的框图。为了方便图示，在图7中只示出了控制逻辑器130和存储器单元阵列110。
[0091]控制逻辑器130包括比较单元131和设置/重置确定单元132。控制逻辑器130将写数据DATA与读数据D_pre进行比较(其中，写数据DATA伴随写命令并且根据预读取操作来读取