使用位专用参考电平来读存储器的制作方法

专利名称：使用位专用参考电平来读存储器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及半导体存储器。
背景技术：
相变存储器设备使用相变材料作为电子存储器，相变材料即可在一般非晶体和一般晶体状态之间电切换的材料。一种类型的存储器元件利用在一种应用中可在一般非晶体和一般晶体局部有序之间或在跨完全非晶体和完全晶体状态之间的整个谱的局部有序的不同的可检测状态之间电切换的相变材料。
适用于这样的应用的典型材料包括各种硫属元素化物。相变材料的状态也是非易失性的。当存储器被设为处于表示电阻值的晶体、半晶体、非晶体或半非晶体状态时，即使断开电源也保持该值直到存储器被重新编程。这是因为，所编程的值表示材料的相态或物理状态(例如，晶体或非晶体)。
带有串联的双向阈值开关(OTS)选择开关和存储器元件的薄膜存储器的常规读出电路可使用固定的参考电压或电流，参考电压或电流可从通过访问单元达到的列电压或电流比较和辨别单元状态。读窗口是电压差分，例如由迫使电流流入较低电阻位产生的电压对由迫使电流通过较高电阻位产生的电压。容限基本上由对于(最接近)读出放大器断路点在一组或一块单元内的最坏情况位来确定。例如，与较低OTS保持电压串联的较低电阻复位位或与较高OTS保持电压串联的较高电阻置位位会不利地影响读窗口的大小、减少容限、产量(yield)和场可靠性。给定组或块内正被读的单元的选择设备的阈值和保持电压的变化从该读窗口中减去。
因此，存在对使得读窗口或读容限更独立于跨存储单元的给定阵列、组或块的位与位之间变化的需求。


图1是本发明的一个实施例的电路图；图2是根据本发明的一个实施例，图1中所示的电压参考发生器的电路图；
图3A是根据本发明的一个实施例，所选列的电压对时间的曲线；图3B是根据本发明的一个实施例的所选列的列电流对时间；图3C是根据本发明的一个实施例，采样和保持选通脉冲电压对时间的曲线；图3D是根据本发明的一个实施例，R选通锁存电压对时间的描述；以及图4是根据本发明的一个实施例的系统描述。
具体实施例方式
参考图1，根据本发明的一个实施例，存储器10可包括以行16列和14排列的存储单元12的阵列。尽管示出了相对较小的阵列，但本发明决不限于任何特定大小的阵列。尽管此处使用了术语“行”和“列”，但它们旨在仅是说明性的，而非对于读出的阵列的类型和样式有所限制。
单元12可以是包含带有选择设备的相变存储单元的任何存储单元。相变存储单元的示例包括使用硫属元素化物存储器元件12b和阈值设备12a的那些存储单元。阈值设备是可由硫属元素化物合金构成的双向阈值开关，后者不展示非晶到晶相的改变，且经历快速、电场启动的电导率改变，只要流过设备的保持电流超过阈值设备12a的保持电流就保持该电导性改变。
在示出的情形中，单元12包括访问、选择或阈值设备12a，以及存储一个或多个数据位的存储器读出设备12b。可在列14上设置一组晶体管46，以便使能写淬火(write quenching)和对VDES的取消选定。也可在行上设置类似的一组晶体管。取消选定电压可被选为对行和列均为V/2。在替换实施例中，对更好的选择电压容限但增加的备用设备漏电，取消选定列电压可以是V/3，而行电压为2V/3，或其某种变化。
在一个实施例中，读出存储器设备12b中所使用的相变材料可适用于非易失性存储器数据存储。相变材料可以是具有可通过应用诸如热、光、电压电势或电流等能量改变的电属性(例如，电阻)的材料。
相变材料的示例可包括硫属元素化物材料。硫属元素化物材料可以是包含来自元素周期表第VI列的至少一种元素的材料，或可以是包含例如元素碲、硫、硒中的任何一个的硫族元素中的一个或多个的材料。硫属元素化物材料可以是可用于存储即使在关闭电源之后还保存的信息的非易失性存储器材料。
在一个实施例中，相变材料可以是来自一类碲-锗-锑(TexGeySbz)材料或GeSbTe合金(诸如2，2，5)的硫属元素化物元素组合物，尽管本发明的范围不仅限于这些材料。
在一个实施例中，如果存储器材料是非易失性的相变材料，则可通过对存储器材料施加电信号来将该存储器材料编程成至少两种或多种存储器状态之一。电信号可在基本上晶态与基本上非晶态之间改变存储器材料的相，其中处于基本上非晶态的存储器材料的电阻大于处于基本上晶态的存储器材料的电阻。从而，在该实施例中，可将存储器材料可适合于改变至电阻值范围内的多个电阻值中的特定一个，以提供数字或模拟信息存储。使用四个以上或更多的电阻范围可允许在每个物理单元存储两个或更多的逻辑位。
可通过施加电压电势或迫使电流流进或流出所选中的线14、16从而生成存储器材料上的电压电势来完成对存储器材料的编程，用于改变材料的状态或相。电流可响应于所施加的电压电势和所施加的电流而流经存储器材料的一部分，并会造成存储器材料的加热。
该受控加热和随后受控冷却可改变存储器材料的存储器状态或相。更改存储器材料的相或状态可更改存储器材料的电特性。例如，可通过更改存储器材料的相来更改该材料的电阻。可在写脉冲过程中更改相变存储器材料的所有或一部分(即，在写操作过程中仅对邻近或者上电极或者底电极的读出设备12b的一部分/某一区域进行相变)。在一个实施例中，经历相变的存储器材料的部分主要是邻近较小电极的区域。存储器材料也被称为可编程电阻的材料，或相变存储器。
在一个实施例中，可响应于诸如来自处理器的写命令，通过对所选的行线16施加0伏特，并使大约2毫安的电流流入列线14，来对读出设备12b的一部分上施加带有大约1.5伏特电位差的电压脉冲或电流。响应于所施加的电压电势流经该存储器材料的电流可导致对存储器材料的加热。该加热和随后的冷却会更改存储器状态或材料的相。
在“复位”状态中，存储器材料可以处于非晶态或半非晶态中。在“置位”状态中，存储器材料可处于晶态或半晶态中。处于非晶态或半非晶态中的存储器材料的电阻可能比处于晶态或半晶态中的材料的电阻大。惯例将复位(或0)和置位(或1)分别与非晶态和晶态相关联。可采用其它惯例。
由于电流，通过施加诸如2ma的相对较高的写电流，存储器材料可被加热到相对较高的温度，随后通过使用下降沿来快速切断电流以快速冷却，例如小于10毫微秒，用于使存储器材料非晶体化和“复位”。通过使用低于诸如2ma的复位电流的电流对体积(volume)或存储器材料加热来造成相对较低的晶体化温度，可对该存储器材料晶体化和“置位”。或者，可通过使用更接近于复位2ma值的电流并使得电流脉冲的下降沿在迅速终止波形之前相对缓慢地(诸如在500毫微秒内)衰减至其峰值的30％或更低，可获得更好的置位状态。
通过变化通过存储器材料体积的电流量和持续时间，或通过定制编程电流或电压脉冲的下降沿的边速率(这可能影响所选中存储器元件的冷却速率)，可实现存储器材料的各种电阻来存储信息。为协助更快地终止复位电流脉冲和完成置位电流脉冲的下降沿的快速部分，可激活晶体管46来将列缩短成Vdes(可类似地也对行取消选定)。
可通过测量该存储器材料的电阻来读存储在存储器材料中的信息。作为示例，可使用所选的行和列线14和16向存储器材料提供与读电流一致的读电压或来自电流源的读电流，且例如可使用比较器42将所得到的存储器材料上的读电压与参考电压进行比较。读电压可与由所选的读出设备12b展示出的电阻成比例。
在低电压或低电场状态中，某些实施例中，可以是OTS(双向阈值开关)或等价物的设备12a断开，且可展示非常高的电阻。断开电阻例如可以处于阈值电压一半偏压处的50000欧姆到大于10千兆欧姆的范围中。
设备12a可保持处于其断开状态，直到其上的电压超过阈值电压或流经设备12a的阈值电流将它切换或“触发”至到高可导性、低电阻导通状态。“导通”状态与诸如1伏特的VH保持电压串联，这是当大于Ihold(IH)的电流流过该设备时保持的状态。如果由高阻抗电流源驱动，在触发导通之后，可通过调整硫属元素化物或电极组成和大小来使IH(ots)低于设备12a的ITH(ots)，以便减少振荡。
在导通或触发之后，设备12a上的电压下降至较低的电压，称为保持电压VH，并保持非常接近该保持电压，由于动态电阻非常低且通常小于1000欧姆(现在与其保持电压VH串联)，因此几乎不考虑流经的电流。在本发明的一个实施例中，作为示例，阈值电压可以大约为3伏特，而保持电压可以大约为2.7伏特。接近于设备12a的VTH的设备12a的较高VH可使用一个或多个OTS选择设备12a，后者在每一存储单元(位)中串联，每一串联的设备12a含有大约0.9V的VH和大约1V的VTH。
当达到阈值或触发之后，由于多于ITH的电流流过选择设备12a，该元件上的电压将减少或从其VTH(诸如3V)闪回至诸如2.7V的其保持电压(VH)。期望此处例如0.3V的减少闪回，以确保该闪回不超过读出设备12b的VTH(oum)。否则，更多的闪回电压会触发导通(达到阈值)oum存储器，并由于电容位移电流而趋于使用反复的读来干扰存储器状态。
当通过闪回区域之后，随着通过设备12a的电流增加，甚至到达相当高的电流水平，处于连通状态的设备12a的电压降仍保持接近于保持电压。在非常高的电流电平之上，该设备保持导通，但可显示随跟着增加的电流增加的电压降增加的有限动态电阻。设备12a可保持导通，直到通过设备12a的电流减少到低于特征保持电流值，后者取决于选择设备12a的材料的面积和组成以及用于形成设备12a的其上电极和底电极。
在本发明的某些实施例中，阈值设备12a不相变。它贯穿其整个使用期限保持永久非晶，且其电流电压特征可保持大致相同。
作为示例，在一个实施例中，对由分别具有16/13/15/1/55的原子百分数的厚度为700埃的TeAsGeSSe构成的.2微米直径的设备12a，亚微米设备的保持电流大约为0.1到1微安(uA)。当施加低电压、低电场时，低于该保持电流，设备12a关闭且返回至高电阻状态。
设备12a的阈值电流一般可高于保持电流，但与保持电流同一数量级。可通过改变工艺参数，诸如上电极和底电极材料和硫属元素化物材料来更改保持电流。一旦对给定面积的设备触发导通之后，与诸如金属氧化物半导体场效应晶体管或双极结晶体管或半导体二极管的常规访问设备相比，设备12a可提供高“导通电流”，以及相对低的dV/dI电阻。然而，这样的其它设备也可用于某些实施例中，诸如其中期望最小工艺变化的嵌入式存储器应用，因为存储器占用芯片相对较小的部分。
解码器18接收地址信号来使用与每一列相关联的晶体管20选择所期望的列。复位写电流源22、置位写电流源24和读电流源26被耦合至共用解码节点66，从而被耦合至所选列，诸如该示例中的列14c。当然，实际上电流源可按需要耦合至所选列，响应于来自诸如处理器的外部存储器用户的命令。也提供了诸如电源和接地、定时信号和泵激电压的普通集成电路功能。
晶体管28、38和39是选择由电流源22、24或26生成的对所选中列14的所期望的电流的连通/断开开关。门电路36为晶体管39使能读电流源26提供控制电路。门电路36由使能电路34驱动，由芯片内的定时49以及诸如来自外部处理器的来自芯片外的命令控制和启动。
来自门电路36的输出也为Din门电路25和26提供使能，它在写周期过程中通过导通晶体管28或38来使能写电流源22或24。电流源22具有诸如少于10毫微秒的快速下降沿速率的较高电流(诸如2ma)。电流源24或者具有较低电流或者具有缓慢的下降沿(例如，大于500毫微秒)，它在写周期结束时切断写电流脉冲。输入/输出控制32被耦合至Din电路30，输入/输出控制32驱动Din门电路30来确定将向所选单元写入哪个状态。
在图1中所示的一个实施例中，以比较器42形式的读出放大器从正被读的如14c的所选列的电压中接收一个输入，并从参考电压发生器40接收第二输入VREF。在其它实施例中，可在每一列14上提供比较器42或参考电压发生器40，但(如图所示)可跨列线的阵列来共享比较器和参考电压发生器以最小化相关的布局面积。
参考电压发生器40从所选列14接收电压VR。使用该输入，参考电压发生器40生成对其它比较器42的输入的输出电压VREF。在图3C中，由采样和保持(SH)选通脉冲来选通参考电压发生器40以在适当的时间t3陷波列电压VR。来自比较器42的输出驱动数据输出锁存44，且可提供输出使能(OE)信号来指示何时可驱动输出(准备/忙信号)。或者，常规地可由处理器提供OE来使能输出总线驱动器。
读取周期由读取周期信号的等价物启动，后者通常由处理器以若干形式之一提供。例如，如果写为高则可启动读周期，如果地址转换检测器读出输入的地址引脚则一个或多个地址改变。否则，可通过确定读取时钟输入信号来启动读。
来自锁存44的数据输出信号由读(R)选通脉冲使用。如果数据输入和输出在同一I/O引脚上共享，诸如来自处理器的外部提供的OE可使能输出驱动。
通过由读电流源26使所选行16变低并将所选列14驱动为足够高来触发单元阈值设备12a来访问存储器单元中的数据。在其它的实施例中，诸如那些使用反电压和p沟道晶体管来交换n沟道晶体管的实施例中，可改变信号的方向和相对极性。或者，选择设备例如可以是带有对行选择信号的适当调节的n沟道晶体管或双极二级管。
图2中的发生器40从所选列14中接收参考信号电压VR，使得参考信号可基本上跟踪列电压，它偏移了为由电阻分压器52生成的电压转换。所选列电压由第一放大器50和第二放大器54缓冲。放大器50和54均可以是单位增益放大器。放大器54从电阻分压器52接收它的电压。尽管示出了电阻分压器，但可为减少的电源和更好的布局效率使用包括电容分压器的其它电压分压器。
由与p沟道晶体管56并联的n沟道晶体管57构成的多路复用器56由采样和保持(SH)选通脉冲信号控制，使用如图3C中所示的定时。为保持来自放大器54的电平，SH选通脉冲在时刻t3时关闭该多路复用器，并对电容58上的电压陷波，存储一电压以供稍后与列进行比较使用。在一个实施例中，电容58可以是0.001微法拉，用于在改变读电流之后生成所比较的列电压所必需的时间内无显著衰减的情况下存储参考电压信号。为与该稍后的列电压比较，在一个实施例中，可存储VREF大约200毫微秒。
这同一功能也可由更复杂的采样和保持或其它电路替换来完成。例如，某些应用可使用带有数字存储的模数转换器，它驱动数模转换器，用于在改变读电流之后生成用于与该稍后的列电压进行比较的存储电压。在数字形式中时，算术单元可引起电压的适当减少以辨别存储单元中的数据状态。如对本领域的普通技术人员显然，可使用类似的技术来生成额外的参考电平，用于为每一物理单元存储多于一个的逻辑位。
图3D中的R选通信号确定对稍后的列电压和所采样并保持的参考电压电平进行的电压比较何时有效，所以由R选通脉冲锁存数据。此处，例如，置位位电压在减少或切断读电流之后迅速改变，而复位位电压从施加读电流达到的Vfinal缓慢衰减。从而，调整t4处的R选通脉冲，使得复位位具有足够的时间来衰减至低于由电压发生器40在t3时刻生成和存储的Vref(复位)。
参考图3A，根据一个理想实施例示出所选列和行随时间变化的列电压电平。处于备用或当被取消选定时，列电压大约等于V/2或Vdes，其中V与设备12a和12b的阈值电压相关，且可在管芯间或管芯内的块间调节，用于改进针对不正确地触发未选中的设备12a(而选中另一设备)的容限。例如，如果设备12a的阈值电压一般为3V、VH(ots)为2.5V，且设备12b的阈值电压一般为1V、VH(oum)为0.5V时，V/2可以是2V。
当所选列电压变高时，所选行电压可能变低(除非选择设备是N沟道MOS晶体管，其中所选行线可变高)。例如，在选择设备12a为OTS选择设备的实施例中，如图3A中所示，所选行16具有最初较高的取消选定电压，该电压下降至稳定的较低选中电压，该较低电压由行选择驱动器和驱动由晶体管28、38和39所选的电流接地压降设定。被取消选定的列14具有相对较低的取消选定电压，且在通过使电流流入所选列来选中列时，该列电压增加。图3B中示出了在读过程中所施加的列电流。在对所选列施加读电流之后，该读电流迫使当选中列时，所选列电压上升。
读列电流振幅被设为高于阈值设备12a的阈值电流，因此阈值设备12a触发导通，并允许访问存储器元件12b中的电阻水平(所存储的存储器信息)。较佳地，Iread低于存储器元件12b的阈值电流。对低于可在存储器元件上达到阈值的存储器元件12b的Ith的读电流，刷新存储单元12的需求被最小化了。使用超过存储器元件12b的ITH的流经该元件的电流的一次或多次反复的读可引起复位位或者被误读为置位位或降低该元件的电阻，这都将引起误读或读干扰错误。
图3A示出了被选为低的行，并绘出了当使用同一读电流读给定存储器单元的置位位(12a触发后的较下方波形)和复位位(较上方波形)状态时所选列的电压。施加了足够长的读电流来允许对处于置位或复位状态的位均可形成稳定状态电压(Vfinal)(区域t3)。在t3处确定锁存Vref来存储从触发存储单元的选择设备之后使用读电流访问存储器单元生成的该得到的列电压。所存储的电平是由图2中所示的VREF发生器下转换大约0.25V的列电压。在图2中，SH选通确定访问来自放大器54的输出电平(SH选通脉冲的上升沿)，然后在图3C中对该电平陷波(t3处的下降沿)。如对本领域的普通技术人员显然，在某些应用中，可形成足够的容限，而不需要为Vfinal等待如此之长的时间，使能较快读定时的使用。
复位位为稍后的比较生成比在t3处为置位位采样和保持的电压(Vref(置位))更高的参考电压(Vref(复位))。复位位的电压变得更高且其上有较大的电压，这是因为读电流乘以较高电阻产生较高的电压(加至Vhots)。通过访问复位位在t3处生成和存储的所得到的较高参考电压(图3A中的最上方的水平虚线)可用于读复位位，且类似地，为置位位生成的较低参考电压(图3A中的较低水平虚线)可用于稍后与时间t4处的列进行比较来读置位位。
而且，因为可通过采样和保持来自所选列、行和位的参考电压逐位生成参考电压，因此参考电压(VR)是所选列、行和单元特征的函数。得到的参考电压(低于所选偏移电压)包括Iread x 12b的Rcell(单元状态的函数)加上选择设备12a的保持电压VH(这可逐位变化)加上Iread x(Rrow选择设备+Rrow线+Rcol线)+Vground线(行选择设备处)。通过生成跟踪设备12a的VH以及其它阵列变量和驱动器的参考量，通过为每一读周期上的读的特定位逐位设定参考量，可消除基本变化。
然而，一旦在t3之前达到最终值，在t3采样，和保持之后，减少(或切断)读电流，读出新得到的列电压，并由比较器42相对于早先由图2的电路存储的位专用参考电压作为Vref将它们进行比较。因此，VH中位与位或周期与周期之间的变化不会减少读窗口容限，因为实际上将从早前在较高读电流处所存储的参考电压和从稍后在减少的读电流处采样的列电压中均减去该变化。类似地，由电阻上的驱动器的选择电压、行和列线上的位置以及阵列与阵列之间接地电压分布差异引起的行与行之间的变化，可最小化对读容限的影响。
在另一实施例中可生成参考电压(Vref)，其中未将行电压完全拉低至接地电压(来最小化对被取消选定的列的行漏电)，或者其中当选中行时行电压升高(例如，因为单元选择设备是N沟道MOS晶体管)。其它的变化也是可能的，诸如将双极或MOS二极管或晶体管用作选择设备。
如图3C中所示，采样和保持选通脉冲(SH选通脉冲)在复位位处于其最高电平(接近Vfinal)、正好在减少或切断列电流之前的时刻附近锁存所转换的参考电压。参考电压然后在电容58中存储一段时间，诸如200毫微秒，用于在允许由于改变电流在列电压中产生足够变化之后将参考电压与列进行比较。
在改变或切断列电流之后，置位位电压仅稍微减少(因为该存储器上电阻较低因此电压较低)。如图3A中所示，复位位电压在电压上下降较多，且下降得较缓慢(因为RC时间常数较大)。在诸如200毫微秒的一段时间之后，复位列最终下降至置位位电压附近。如图3B、3C和3D中所示，在t3时刻锁存参考电压之后，且在减少或切断读电流之后，在时刻t4处将所读的数据锁存。在一个实施例中，在锁存Vref和减少列电流之后，该读数据锁存时间可以近似为一个或多个RC时间常数，诸如200毫微秒。
如果读电流被减少至0，则R选通脉冲时间更为紧急，因为较佳地在流经所选置位设备12a的电流下降至低于IH之前完成锁存，从而可避免设置位电压的过多退化。否则，如果电流被减少但保持高于选择设备12a的保持电流(IH)，那么所允许的时间可更充分来允许复位(较高电阻)位的电压下降至远低于参考电压，同时避免相对于置位位的紧急的定时。通过将选择设备中的电流维持高于IH(ots)，可避免由于减少阈值设备12a上的电压引起的置位位电压的过多减少。然而，如果电流被减少至0，并通过减少在t4处锁存数据之前的延迟来保持足够的容限，可改进读延迟。对任一情况，可在等于t3或在此稍后的时刻，即一旦锁存参考电平Vref之后减少或切断电流。
参考回图2，在图3C处所示的t3时刻，当在复位位电压峰值附近锁存Vref电压时将参考电压传递给存储电容58。对复位位的比较发生在锁存参考电压、减少读电流并等待延迟时间以便列足够下降至低于所存储的偏移参考之后，该比较指示电压是否低于(复位)参考电压。与此相反，对置位位状态的比较指示随减少的电流的稍后的列电压是否保持高于(较低的)置位参考电压Vref，如图3A中为位于其Vref(置位)上方的较低的波形所示。根据本发明的一个实施例，在列电流在t3(图3A)之后减少后，该比较由读出放大器(图1)进行。
尽管分压器52被示为提供从锁存Vref时刻t3读出的实际列电压偏移诸如0.25伏特的偏移量，也可使用其它替换方式来提供该偏移量，甚至提供比较器42中的足够的内置放大器偏移，然后仅需在SH选通脉冲时刻对峰值位线电压进行陷波，而不需要使用图2中的电阻分压器52对其进行偏移。如对本领域的普通技术人员显然，相对于采样时刻处的列电压，VREF偏移量需要大于Iread x Rset，且小于Ireadx Rreset，且大约等于两者的平均。偏移电压或读电流或这两者均可在每一芯片内进行调整来优化读电压容限。
较佳地，在工厂扫描大量的位且使用若干可能的技术中的一种或多种在参考电压发生器40中调整该偏移量。可通过诸如使用激光引信修理相对于电阻分压器中的其它电阻调节一个电阻来将电阻分压器“编程”至芯片内。参考电压中的偏移量应该相对较集中，以便优化用于由于劣化、温度和电压变化造成的位电压中的变化的读容限。较佳地，对芯片上多于一个块的较大尺寸的存储器，或甚至对较大块中块的段，逐块或逐段调整参考电压。
在某些实施例中，首先对列充电(预充电)至由电压驱动器或初始较高的读电流施加的电压，但该电压限为低于触发选择设备12a所必需的电压(因此，低于VTHmin(12a))，然后从该初始较高的列电压继续上述连续的技术。通过将这样的预充电与此处的实施例结合，可减少读延迟。
或者，在每一物理单元存储一个以上逻辑位的多位方案中，可按照与此处所述的单个经转化的电压Vref相类似的方式生成和存储多个参考电压。附加的电压相对于图3的t3处读出的Vfinal在偏移量上可有所不同。然后，可通过使用不同的编程电流振幅、宽度或下降沿来将不同的电阻水平写入读出设备12b。
使用带有在每一写尝试之间读所得到的反馈的二分搜索和多次写可导致更精确地写入所期望电阻。尽管此处所述的技术是用于每一单元一个位的情况，但通过这样的技术，使用本领域的技术人员显而易见的技术可每一单元存储多于一个位或模拟信号。
在时刻t3处减少电流之后，置位位在电压中降落至低于复位位(图3A)，使得置位位的电压在减少或断开电流的衰减周期之后相对于参考电压较高。类似地，复位位在一个或多个RC时间常量之后可低于参考电压，其中R是复位位电阻，C是列电容。因为复位位衰减比置位位慢，因此可为复位位衰减率设定在t4选通之前的超时延迟。
为避免读干扰，可将列电流设为高于阈值设备12a的阈值电流，来确保位选择并低于存储器部分12b的阈值电流。设备12a的阈值电流可被设计成低于存储器设备12b的阈值电流。可将读电流选择成低于存储器元件12b的阈值电流，来避免将复位位触发成dV/di状态，并避免劣化复位状态内所选位的电阻。
较高的读电流会引起在完成读周期中更快的充电和改进的延迟，但冒超过所选单元存储器元件12b的阈值电流的风险。在对精确定时冒更大风险的更精心设计的读方案中，可使用接近或稍微高于设备12b的阈值电流的较高读电流，但可调节对读出/锁存参考电压Vref的定时，使得在读出设备12b上的电压被超过之前减少电流。
可使用创建与列中的改变率成比例的电压的导数改变率传感器来完成更精确的定时。通过在对列充电的初始部分(t1和触发选择设备12a之间)过程中读出峰值改变率，该峰值可与当12a达到阈值时发生的改变进行比较。在此之后，可为更好的精确度从12a达到阈值时(替代从t2开始定时)启动至t3的超时。
转向图4，描述了根据本发明的实施例的系统500的一部分。系统500可用于无线设备，诸如个人数字助理(PDA)、具有无线能力的膝上型或便携式计算机、web图形输入板、无线电话、寻呼机、即时消息通信设备、数字音乐播放器、数码照相机或适用于无线地发送和/或接收信息的其它设备。系统500可用于以下系统中的任何一个中无线局域网(WLAN)系统、无线个域网(WPAN)系统、或蜂窝状网络，而本发明的范围不限于此方面。
系统500可包括控制器510、输入/输出(I/O)设备520(例如，键盘、显示器)、存储器530、无线接口540、静态随机存取存储器(SRAM 560)，它们经由总线550彼此耦合。在一个实施例中，电池580可向系统500供应电源。应该注意，本发明的范围不限于含有这些组件中的任何或所有的实施例。
控制器510可包括例如一个或多个微处理器、数字信号处理器、微控制器等。存储器530可用于存储发送给系统500或由系统500发送的消息。存储器530也可任选地用于存储由控制器510在系统500的操作过程中执行的指令，且可用于存储用户数据。指令可被存储为数字信息，而如此处所揭示，用户数据可作为数字数据存储在存储器的一个扇区中，并存储在作为模拟存储器的另一扇区中。作为另一示例，在某一时刻可对给定扇区如此加以标签且用于存储数字信息，稍后可对其重新加以标签，且重新配置来存储模拟信息。可由一种或多种不同类型的存储器提供存储器530。例如，存储器530可包括易失性存储器(任何类型的随机存取存储器)、非易失性存储器，诸如闪存和/或图1、3或5中示出的存储器10。
I/O设备520可用于生成消息。系统500可使用无线接口540来随射频(RF)信号一起发送和接收往来于无线通信网络的消息。无线接口540的示例可包括天线或无线收发机，诸如偶极天线，而本发明的范围不限于此方面。同样，I/O设备520可传递反映或者作为数字输出(如果存储数字信息)或者可以是模拟信息(如果存储模拟信息)而存储的电压。系统可存储来自照相机590的照相机图像，或者无线下载或上传，或者在此处所描述的存储器中直接生成或存储。
尽管以上提供了无线应用中的示例，但本发明的实施例也可用于非无线应用。
权利要求
1.一种方法，包括通过从存储器的存储器单元线形成参考电平来读所述存储器单元线上的单元。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括提供不同的参考电平来检测较高和较低电阻的单元。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括偏移来自所述线的参考电平。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用从所选线上的电压导出的参考电平。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括读出所选线上的电平是高于还是低于所述参考电平。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括存储所述来自线的参考电平，用于稍后与所述线上的电平进行比较。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，包括在改变所选线中的电流之后比较所述电平。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括使用较高的参考电压来读出处于其较高电阻状态中的单元，并使用较低参考电压来读出处于其较低电阻状态中的单元。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括，使用高于阈值设备的阈值电流且低于读出设备的阈值电流的读电流。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括将对所选线的读电流改变之前生成的参考电压与在改变读电流之后所选线上生成的电压进行比较。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在改变对所选地址线的读电流之后比较所述电平。
12.一种存储器，包括单元阵列；以及读出放大器，用于读出所选单元，所述读出放大器被耦合来将所读出的单元的特征与使用所述单元形成的参考电平进行比较。
13.如权利要求12所述的存储器，其特征在于，所述存储器是相变存储器。
14.如权利要求12所述的存储器，其特征在于，所述单元的阵列包括地址线，所述地址线包括耦合至将被读出的单元的地址线的参考信号发生器。
15.如权利要求14所述的存储器，其特征在于，所述参考信号发生器为所述读出放大器生成参考电压，所述参考信号发生器用于改变来自所述线的所述信号的电平。
16.如权利要求15所述的存储器，其特征在于，所述参考信号发生器存储来自所述线的参考电平。
17.如权利要求16所述的存储器，其特征在于，所述发生器在一时间延迟之后保持并输出所述参考电平以供比较。
18.如权利要求12所述的存储器，其特征在于，所述读出放大器读出所选地址线上的电平是高于还是低于参考电平。
19.如权利要求17所述的存储器，其特征在于，所述电平被存储在不同于用于生成比较电压的读电流的读电流上。
20.如权利要求12所述的存储器，其特征在于，所述读出放大器比较两个不同时刻的定址线上的电平。
21.如权利要求20所述的存储器，其特征在于，所述读出放大器用于在减少所述定址线上的电流之后比较电平。
22.如权利要求12所述的存储器，其特征在于，所述存储器是相变存储器，且利用较高的参考电压来读出处于其较高电阻状态中的单元，利用较低的参考电压电平来读出处于其较低电阻状态中的单元。
23.如权利要求14所述的存储器，其特征在于，所述读出放大器将在减少对所选线的读电流之前生成的参考电压与在减少所述读电流之后所选线上生成的电压进行比较。
24.一种系统，包括处理器；以及存储器，包括单元阵列和用于读出所述单元的读出放大器，所述读出放大器被耦合来将所读出的单元的特征与使用所述单元形成的参考量进行比较。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述存储器是相变存储器。
26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，利用较高的参考电压来读出处于其较高电阻状态中的单元，利用较低的参考电压来读出处于其较低电阻状态中的单元。
27.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述存储器包括耦合至所述单元的地址线和耦合至包含将被读出的单元的地址线的参考信号发生器。
28.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述参考信号发生器存储来自所述线的参考电平。
29.如权利要求28所述的系统，其特征在于，所述参考信号发生器用于减少来自所述线的信号的电平。
30.如权利要求24所述的系统，其特征在于，包括耦合至所述处理器的数码照相机。
全文摘要
源自使用一个读电流来访问所选位的电压可被利用来在改变该读电流之后读未触发的相变存储器的所选位。作为结果，可为读出较高电阻状态对较低电阻所选单元来使用不同的参考电压。在某些实施例中，可改进得到的读窗口或容限。
文档编号G11C7/00GK1841557SQ20061007185
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者T·劳里, W·D·帕金森, F·贝德司奇, C·瑞斯塔, R·盖斯塔尔迪, G·卡萨格兰德 申请人:奥沃尼克斯股份有限公司