专利名称：存储器单元、存储器单元编程方法、存储器单元读取方法、存储器单元操作方法及存储器装置的制作方法
技术领域：
本文所揭示实施例涉及存储器单元、存储器单元编程方法、存储器单元读取方法、 存储器单元操作方法及存储器装置。
背景技术：
电阻式随机存取存储器可使用能够配置于两种不同电阻状态中的一者中的材料 来存储信息。当配置于所述电阻状态中的一者中时，所述材料可对电流具有高电阻。相反， 当配置于另一电阻状态中时，所述材料可对电流具有低电阻。可使用电信号来改变所述材 料被配置于其中的电阻状态。举例来说，如果所述材料处于高电阻状态中，那么可通过跨越 所述材料施加电压将所述材料配置于低电阻状态中。所述电阻状态可以是持久的。举例来说，一旦配置于电阻状态中，所述材料则可保 持所述电阻状态，即使无电流或电压施加到所述材料。此外，对所述材料的配置可重复地从 高电阻状态改变为低电阻状态或从低电阻状态改变为高电阻状态。
图1是图解说明电压/电流关系的曲线图。图2是图解说明其它电压/电流关系的曲线图。图3是存储器单元的示意图。图4是存储器装置的示意图。图5是存储器装置的示意图，其图解说明电流。图6是存储器装置的示意图，其图解说明另一电流。
具体实施例方式本发明的实施例涵盖存储器单元操作方法、存储器单元编程方法、存储器单元读 取方法、存储器单元及存储器装置。将参照图1到6描述此类方法、存储器单元及存储器装 置的实例性实施例。随机存取存储器可使用存储器元件的电阻状态来存储一个或一个以上信息位。举 例来说，通过使位值“1”与低电阻状态及位值“0”与高电阻状态相关联，能够配置于高电阻 状态或低电阻状态中的存储器元件可存储一个信息位。另一选择为，可使位值“1”与高电 阻相关联且可使位值“0”与低电阻状态相关联。所述存储器元件可包含双极存储器材料。跨越所述双极存储器材料施加的正电压 可将所述双极存储器材料的配置从高电阻状态改变为低电阻状态。此外，跨越所述双极存 储器材料施加的负电压可将所述双极存储器材料的配置从低电阻状态改变为高电阻状态。另一选择为，跨越所述双极存储器材料施加的负电压可将所述双极存储器材料的 配置从高电阻状态改变为低电阻状态且跨越所述双极存储器材料施加的正电压可将所述双极存储器材料的配置从低电阻状态改变为高电阻。因此，可使用具有第一极性的电压将 双极存储器材料配置于第一电阻状态中且可使用其极性与所述第一极性相反的电压将其 配置于第二电阻状态中。双极存储器材料的实例包含离子导电型硫族化合物、二元金属氧化物、钙钛矿氧 化物、巨磁阻物及聚合物。可用作双极存储器材料的实例性离子导电型硫族化合物包含 GeS, GeSe以及经掺杂Ag或Cu的GeS及GeSe。可用作双极存储器材料的实例性二元金属 氧化物包含HfOx、Nb205、A1203、WOx、Ta2O5, TiOx, ZrOx, CuxO及Nix0。可用作双极存储器材料 的实例性离子型钙钛矿氧化物包含经掺杂或未经掺杂的SrTi03、SrZrO3^BaTiO30可用作双极存储器材料的实例性巨磁阻物包含PivxCaxMnO3(PCMO)、 La1^xCaxMnO3(LCMO)及Bai_xSrxTi03。可用作双极存储器材料的实例性聚合物包含Bengala Rose,AlQ3Ag,Cu-TCNQ,DDQ,ΤΑΡΑ及基于萤光物的聚合物。当然，其它材料也可用作双极存 储器材料。上文所列出材料仅以举例方式提供而非作为双极存储器材料的穷尽列表。参照图1，曲线图100描绘施加到最初呈高电阻状态的存储器元件的电压与由所 述电压产生穿过所述存储器元件的电流之间的关系102的一个实例。所述存储器元件可包 括上述双极存储器材料中的一者或一者以上。曲线图100图解说明，当施加到所述存储器 元件的电压从-0. 6V增加到0. 2V时，无电流或可忽略不计的电流量(举例来说，小于1微 安)流过所述存储器元件。然而，在大致等于接通电压104的电压下，所述存储器元件开始 传导电流。当跨越所述存储器元件的电压增加到超过接通电压104时，由所述存储器元件 传导的电流量在无电流箝位情况下随所述电压增加。图1中所描绘的电流与电压的整平由 测量电路的电流箝位产生。因此，曲线图100图解说明所述存储器元件的电阻状态的改变。最初，所述存储器 元件处于高电阻状态中，此可由以下事实证明当将小于接通电压的电压施加到所述存储 器元件时，所述存储器元件不传导电流或传导可忽略不计的电流量。在此高电阻状态下，所 述存储器元件可具有约为或高于IO9欧姆的电阻。然而，一旦将大于或等于接通电压104的 电压施加到所述存储器元件，所述存储器元件本身则配置于低电阻状态中，此可由以下事 实证明所述存储器元件开始传导电流。在此低电阻状态下，所述存储器元件可以是高导电 性且具有约为几千欧姆的电阻。参照图2，曲线图200描绘施加到最初呈上述低电阻状态的存储器元件的电压与 由所述电压产生流过所述存储器元件的电流之间的关系202的一个实例。曲线图200图解 说明，由大于约0. 25V的电压产生的电流大致相同，此由测量电路的电流箝位产生。在无电 流箝位的情况下，所述电流随电压增加。当所述电压减小到低于约0. 25V时，穿过所述存储 器元件的电流相应地减小。当跨越所述存储器元件施加的电压变为负时，穿过所述存储器 元件的电流也是负的。然而，当跨越所述存储器元件施加的电压大致等于接通电压204时， 穿过所述存储器元件的电流量大致为零。当所述电压进一步减小到低于所述接通电压时， 穿过所述存储器元件的电流大致保持为零。因此，曲线图200图解说明所述存储器元件的电阻状态的改变。最初，所述存储器 元件处于低电阻状态中，此可由以下事实证明当将大于接通电压204的电压施加到所述 存储器元件时，所述存储器元件传导电流。然而，一旦将小于或等于接通电压204的电压施 加到所述存储器元件，所述存储器元件本身则配置于上述高电阻状态中，此可由以下事实证明所述存储器元件停止传导电流或仅传导可忽略不计的电流量。在一些情况中，一旦配置于高电阻状态中，所述存储器元件则可保持所述高电阻 状态，只要不将大于或等于接通电压104的电压施加到所述存储器元件即可。即使无电压 施加到所述存储器元件，所述存储器元件也可保持所述高电阻状态。因此，可将所述存储器 元件的高电阻状态描述为非易失性，因为只要不将大于或等于接通电压104的电压施加到 所述存储器元件，所述高电阻状态则可不随时间改变。类似地，在一些情况中，一旦配置于低电阻状态中，所述存储器元件则可保持所述 低电阻状态，只要不将小于或等于接通电压204的电压施加到所述存储器元件即可。实际 上，即使无电压施加到存储器元件，所述存储器元件也可保持所述低电阻状态。因此，也可 将所述存储器元件的低电阻状态描述为非易失性，因为只要不将小于或等于接通电压204 的电压施加到所述存储器元件，所述低电阻状态则可不随时间改变。由于所述高电阻状态及所述低电阻状态可以是非易失性，因此可使用所述存储器 元件来存储一个位信息。举例来说，存储器元件可在配置于高电阻状态中时表示位值“0” 且可在配置于低电阻状态中时表示位值“ 1”。此外，所述存储器元件的电阻状态可随时间重 复改变。因此，所述存储器元件可在一个时刻时处于表示位值“0”的高电阻状态中且所述 存储器元件可在另一时刻时处于表示位值“1”的低电阻状态中。类似地，以电阻状态来表 示位值可与上述方式相反。参照图3，图中图解说明存储器单元300。存储器单元300包含具有电极306与 304的存储器元件302。存储器元件302可包括双极存储器材料，例如上述双极存储器材料 中的一者或一者以上。存储器单元300还包含字线308及两个位线314与316。存储器元 件302的电极304连接到字线308。位线314可选择性地电连接到存储器元件302。举例来说，二极管310可连接到位 线314且连接到电极306。当二极管310受到正向偏置时(例如，受到超过二极管310的 开启电压的正向偏置)，二极管310可从位线314向存储器元件302传导电流，由此将位线 314电连接到存储器元件302。相反，当二极管310未受到正向偏置时(例如，当二极管310 受到反向偏置时)，二极管310可阻止电流从存储器元件302流到位线314或从位线314流 到存储器元件302，使得存储器元件302不电连接到位线314。类似地，位线316可选择性地电连接到存储器元件302。举例来说，二极管312可 连接到位线316且连接到电极306。当二极管312受到正向偏置时(例如，受到超过二极管 312的开启电压的正向偏置)，二极管312可从存储器元件302向位线316传导电流，由此 将存储器元件302电连接到位线316。相反，当二极管312未受到正向偏置时(例如，当二 极管312受到反向偏置时)，二极管312可阻止电流从位线316流到存储器元件302或从存 储器元件302流到位线316，使得存储器元件302不电连接到位线316。在一些配置中，替代二极管，存储器单元可包括选择性地将存储器元件电连接到 第一位线及/或第二位线的一个或一个以上装置。举例来说，在一个配置中，存储器元件 300可使用第一晶体管来替换二极管310且使用第二晶体管来替换二极管312。当接通时， 所述第一晶体管可允许电流在位线314与存储器元件302之间流动以电连接位线314与存 储器元件302。当关断时，所述第一晶体管可阻止电流在位线314与存储器元件302之间流 动，由此将位线314与存储器元件302切断电连接。
类似地，所述第二晶体管可选择性地将存储器元件302电连接到位线316。可替 代地使用除二极管或晶体管以外的装置来选择性地将存储器元件302电连接到位线314与 316。存储器单元300可经由存储器元件302的电阻状态存储信息位。在一个配置中， 所述位可具有值“0”或值“1”。举例来说，根据一个惯例，如果存储器元件302处于高电阻 状态中，由存储器单元300存储的位的值可为“0”而如果存储器元件302处于低电阻状态 中，由存储器单元300存储的位的值可为“1”。当然，可替代地使用高电阻状态表示位值“1” 且低电阻状态表示位值“0”的惯例。可使用读取操作来确定由存储器单元300存储的位的值。根据一个读取操作，可 在字线308与位线316之间施加第一正电压以使得字线308较位线316处于较高电位且使 得二极管312受到正向偏置。所述第一正电压可大于二极管312的开启电压但小于二极管 312的开启电压与存储器元件302的关断电压(上文已结合图2描述所述关断电压)的总 和以使得存储器元件302的电阻状态不受改动。可同时在字线308与位线314之间施加第 二正电压以使得字线308较位线314处于较高电位且使得二极管310受到反向偏置。所述 第二电压可低于二极管310的击穿电压。在一些情况中，所述第一电压与所述第二电压可 以是大致相同的电压。如果存储器元件302配置于低电阻状态中，那么电流可从字线308穿过存储器元 件302及受到正向偏置的二极管312流到位线316。基于所述电流，包括存储器单元300的 存储器装置可确定存储器元件302处于低电阻状态中且因此由存储器单元300存储的值为 “1”。举例来说，所述存储器装置可将位线316上的电流与参考电流相比较或所述存储器装 置可使用位线316上的电流来产生电压且随后可将所述电压与参考电压相比较。相反，如果存储器元件302配置于高电阻状态中，那么存储器元件302可阻止电流 从字线308穿过存储器元件302及受到正向偏置的二极管312流到位线316。另一选择为， 存储器元件302可将从字线308穿过存储器元件302及受到正向偏置的二极管312流到位 线316的电流量限制于可忽略不计的电流量内，其可明显不同于存储器元件302处于低电 阻状态中时所允许流动的电流量。基于缺乏电流或非常小的电流量，包括存储器单元300 的存储器装置可确定存储器元件302处于高电阻状态中且因此由存储器单元300存储的值 为 “0”。可替代地使用另一种读取存储器单元300的方法。根据此方法，可在位线314与 字线308之间施加第一正电压以使得位线314较字线308处于较高电位且使得二极管310 受到正向偏置。所述第一正电压可大于二极管310的开启电压但小于二极管310的开启电 压与存储器元件302的接通电压(上文已结合图1描述所述接通电压)的总和以使得存储 器元件302的电阻状态不受改动。可同时在位线316与字线308之间施加第二正电压以使 得位线316较字线308处于较高电位且使得二极管312受到反向偏置。所述第二电压可低 于二极管312的击穿电压。在一些情况中，所述第一电压与所述第二电压可以是大致相同 的电压。如果存储器元件302配置于低电阻状态中，那么电流可从位线314穿过受到正向 偏置的二极管310及存储器元件302流到字线308。基于字线308上的电流，包括存储器单 元300的存储器装置可确定存储器元件302处于低电阻状态中且因此由存储器单元300存储的值为“1”。相反，如果存储器元件302配置于高电阻状态中，那么存储器元件302可阻止电流 从位线314穿过受到正向偏置的二极管310及存储器元件302流到字线308。另一选择为， 存储器元件302可将从位线314穿过受到正向偏置的二极管310及存储器元件302流到字 线308的电流量限制于可忽略不计的量内，其可明显不同于存储器元件302处于低电阻状 态中时所允许流动的电流量。基于缺乏电流或非常小的电流量，包括存储器单元300的存 储器装置可确定存储器元件302处于高电阻状态中且因此由存储器单元300存储的值为 “0”。除了从存储器单元300读取位值以外，还可将位值写入到存储器单元300。为将位 值“1”写入到存储器单元300，可在位线314与字线308之间施加第一正电压以使得位线 314较字线308处于较高电位且使得二极管310受到正向偏置。所述第一正电压可大于二 极管310的开启电压与存储器元件302的接通电压的总和。如果存储器元件302处于高电 阻状态中，那么所述第一电压(或由所述第一电压产生的电流)可将存储器元件302重新 配置于低电阻状态中。如果存储器元件302已处于低电阻状态中，那么存储器元件302可 保持所述低电阻状态。因此，由于所述第一电压，存储器元件302可配置于与位值“1”对应 的低电阻状态中。第二正电压可与所述第一电压同时施加。可在位线316与字线308之间施加所述 第二正电压以使得位线316较字线308处于较高电位且使得二极管312受到反向偏置。所 述第二电压可阻止电流从位线314流到位线316。所述第二电压可低于二极管312的击穿 电压。所述第一电压可由第一电压脉冲产生而所述第二电压可由第二电压脉冲产生。在 一些情况中，所述第一电压与所述第二电压可以是大致相同的电压。另一选择为，可将位值“0”写入到存储器单元300。为将位值“0”写入到存储器单 元300，可在字线308与位线316之间施加第一正电压以使得字线308较位线316处于较高 电位且使得二极管312受到正向偏置。所述第一正电压可大于二极管312的开启电压与存 储器元件302的关断电压的总和。如果存储器元件302处于低电阻状态中，那么所述第一 电压(或由所述第一电压产生的电流)可将存储器元件302重新配置于高电阻状态中。如 果存储器元件302已处于高电阻状态中，那么存储器元件302可保持所述高电阻状态。因 此，由于所述第一电压，存储器元件302可配置于与位值“0”对应的高电阻状态中。第二正电压可与所述第一电压同时施加。可在字线308与位线314之间施加所述 第二正电压以使得字线308较位线314处于较高电位且使得二极管310受到反向偏置。所 述第二电压可阻止电流从位线314流到位线316。所述第二电压可低于二极管310的击穿 电压。所述第一电压可由第一电压脉冲产生而所述第二电压可由第二电压脉冲产生。在 一些情况中，所述第一电压与所述第二电压可以是大致相同的电压。可重复使用将“0”写入到存储器单元300及将“1”写入到存储器单元300的方法 以使得存储器单元300随时间存储不同的位值。在一些情况中，可在不损坏存储器元件302 的情况下数百万次地使用这些方法来覆写存储器元件302。由于如上文已结合图1所论述， 存储器元件302可在无需将电压或电流施加到存储器元件302的情况下保持电阻状态，因此可称存储器元件302以非易失性方式保存位值。因此，存储器单元300可在无需被频繁 刷新的情况下存储信息位或存储器单元300可以低于用来刷新易失性存储器单元的速率 的速率被刷新。参照图4，图中图解说明存储器装置的一部分的示意图400。所述存储器装置包含 存储器单元300以及额外存储器单元402、404、406、408、410、412、414及416。所述存储器 装置可存储多个位。举例来说，所述存储器装置可在所述存储器装置的每一存储器单元中 存储一个位。所述存储器装置的存储器单元可经布置以共享位线及字线。在图400中，存储器 单元402、408及412共享字线418 ；存储器单元404、300及414共享字线308 ；且存储器单 元406、410及416共享字线420。此外，在图400中，存储器单元402、404及406共享位线 424及426 ；存储器单元408、300及410共享位线314及316 ；且存储器单元412、414及416 共享位线428及430。参照图5，图中图解说明示意图500，其图解说明图4的存储器装置的配置。可使用 所述配置将位值“1”写入到存储器单元300或从存储器单元300读取信息位。根据所述配 置，跨越位线314与字线308施加第一正电压。跨越位线316与字线308施加第二正电压。 因此，如箭头502所图解说明且如上文已结合图3所描述，电流可从位线314穿过存储器单 元300流到字线308。如果所述第一电压大于二极管310的开启电压与存储器元件302的 接通电压的总和，那么如上文已结合图3所描述，可将“1”写入到存储器单元300。另一选择为，如果所述第一电压大于二极管310的开启电压但小于所述二极管的 开启电压与存储器元件302的接通电压的总和，那么如上文已结合图3所描述，所述存储器 装置可基于从位线314流到字线308的电流确定由存储器单元300存储的位的值。可能期望确保由存储器单元402、404、406、408、410、412、414及416存储的值在写 入或读取存储器单元300时不受干扰。为避免干扰，可以特定电压来配置所述存储器装置 的位线及字线。举例来说，当将“1”写入到存储器单元300中时，位线314及316可较字线308处 于较高电位。由于存储器单元408与410也连接到位线314与316，因此字线418与420可 经配置以与位线314及316处于大致相同的电位来阻止电流从位线314及/或位线316流 到字线418及/或字线420。此外，可能期望阻止电流从存储器单元404及414流到字线308上以使得字线308 上电流可正确地被认为是由存储器单元300造成的。为此，位线424及428可经配置以与 字线308处于大致相同的电位来阻止电流从位线424经由存储器单元404流到字线308且 阻止电流从位线428经由存储器单元414流到字线308。另外，位线426及430可经配置以 较字线308处于较高电位以便阻止电流从位线426穿过存储器单元404流到字线308及从 位线430穿过存储器单元414流到字线308。未连接到字线308或位线314及316的其它存储器单元(S卩，存储器单元402、406、 412及416)可经配置以阻止电流消耗。举例来说，可以致使存储器单元402及406的二极 管受到反向偏置的电压来配置位线424及426与字线418及420。类似地，可以致使存储器 单元412及416的二极管受到反向偏置的电压来配置位线428及430与字线418及420。参照图6，图中图解说明示意图600，其图解说明图4的存储器装置的配置。可使用所述配置将位值“0”写入到存储器单元300或从存储器单元300读取信息位。根据所述 配置，跨越字线308与位线316施加第一正电压。跨越字线308与位线314施加第二正电 压。因此，如箭头602所指示且如上文已结合图3所描述，电流可从字线308穿过存储器单 元300流到位线316。如果所述第一电压大于二极管312的开启电压与存储器元件302的 关断电压的总和，那么如上文已结合图3所描述，可将“0”写入到存储器单元300。另一选择为，如果所述第一电压大于二极管312的开启电压但小于二极管的开启 电压与存储器元件302的关断电压的总和，那么如上文已结合图3所描述，所述存储器装置 可基于从字线308流到位线316的电流确定由存储器单元300存储的位的值。可能期望确保由存储器单元402、404、406、408、410、412、414及416存储的值在写 入或读取存储器单元300时不受干扰。为避免干扰，可以特定电压来配置所述存储器装置 的位线及字线。举例来说，当将“0”写入到存储器单元300中时，位线314及316可较字线308处 于较低电位。由于存储器单元408及410也连接到位线314及316，因此字线418与420可 经配置以与位线314及316处于大致相同的电位来阻止电流从字线418及/或字线420流 到位线314及/或位线316。此外，可能期望阻止电流从字线308流到存储器单元404及414中。为此，位线 426及430可经配置以与字线308处于大致相同的电位来阻止电流从字线308经由存储器 单元404流到位线426且阻止电流从字线308经由存储器单元414流到位线430。另外，位 线424及428可经配置以较字线308处于较低电位以便阻止电流从位线424穿过存储器单 元404流到字线308及从位线428穿过存储器单元414流到字线308。如图6中所图解说明，未连接到字线308或位线314及316的其它存储器单元 (即，存储器单元402、406、412及416)可经配置以阻止电流消耗。举例来说，位线424及 428可经配置以与字线418及420处于相同电位来阻止电流流过存储器单元402、406、412 及416的左手侧二极管。此外，位线426及430与字线418及420可经配置以反向偏置存 储器单元402、406、412及416的右手侧二极管。上文论述已假设当在电极306与304之间施加大于存储器元件302的接通电压 的电压以使得电极306较电极304处于较高电位时，存储器元件302经配置以使得存储器 元件302改变为低电阻状态。类似地，上文论述已假设当跨越电极304与306施加大于存 储器元件302的关断电压的电压以使得电极304较电极306处于较高电位时，存储器元件 302改变为高电阻状态。然而，可反置存储器元件302以便当在电极306与304之间施加大于存储器元件 302的关断电压的电压以使得电极306较电极304处于较高电位时，存储器元件302改变为 高电阻状态。在此配置中，当跨越电极304与306施加大于存储器元件302的接通电压的 电压以使得电极304较电极306处于较高电位时，存储器元件302可改变为低电阻状态。此外，上文论述已假设存储器元件302的高电阻状态对应于位值“0”且存储器元 件302的低电阻状态对应于位值“1”。然而，如上文所提及，可基于以下理解来构造存储器 装置存储器元件302的高电阻状态对应于位值“1”且存储器元件302的低电阻状态对应 于位值“0”，此无需改变写入及读取存储器单元300的原理。上文论述已论及一种具有高电阻状态及低电阻状态的存储器元件。然而，在本发明的一些实施例中，存储器元件可以是可配置于两个以上的不同电阻状态中。此存储器元 件可存储一个以上的信息位且可用于例如存储器单元300等存储器单元中。多个不同编程 电压中的每一者可对应于所述存储器元件的多个不同电阻状态中的不同状态。
上述编程存储器单元300的方法可通过将所述多个编程电压中的一者施加到所 述存储器元件以将所述存储器元件配置于对应于所述所施加编程电压的电阻状态中而适 于编程具有一个以上电阻状态的存储器元件。此外，上述读取存储器单元300的方法可通 过将由施加到存储器元件的电压产生的电流与多个不同参考电流相比较以确定所述存储 器单元配置于所述多个不同电阻状态中的哪一者中而适于读取所述存储器元件。
权利要求
一种存储器单元，其包括字线；第一位线；第二位线；及存储器元件，其电连接到所述字线且选择性地电连接到所述第一位线且连接到所述第二位线，所述存储器元件经由所述存储器元件的电阻状态来存储信息；其中所述存储器单元经配置以经由从所述第一位线穿过所述存储器元件流到所述字线的第一电流或从所述字线穿过所述存储器元件流到所述第二位线的第二电流传达所述存储器元件的所述电阻状态。
2.如权利要求1所述的存储器单元，其中所述存储器单元进一步包括第一二极管及第二二极管；所述存储器元件包括第一电极，其经由所述第一二极管连接到所述第一位线且经由 所述第二二极管连接到所述第二位线；及第二电极，其连接到所述字线；且所述存储器元件在所述第一二极管受到正向偏置时经由所述第一二极管电连接到所 述第一位线且在所述第一二极管未受到正向偏置时与所述第一位线电断开；且所述存储器元件在所述第二二极管受到正向偏置时经由所述第二二极管电连接到所 述第二位线且在所述第二二极管未受到正向偏置时与所述第二位线电断开。
3.如权利要求1所述的存储器单元，其中所述存储器元件包括离子导电型硫族化合 物、二元金属氧化物、钙钛矿氧化物、巨磁阻物或聚合物中的至少一者。
4.如权利要求1所述的存储器单元，其中所述存储器元件经配置以在不存在电压或电 流的情况下以非易失性方式存储所述信息。
5. 一种存储器单元编程方法，其包括提供包括字线、第一与第二位线及存储器元件的存储器单元，所述存储器元件电连接 到所述字线且选择性地电连接到所述第一与第二位线；使用所述存储器元件，经由所述存储器元件的第一电阻状态来存储信息； 跨越所述字线与所述第一位线施加第一电压以有效地将所述第一位线与所述存储器 元件电断开；及跨越所述字线及所述第二位线施加第二电压以有效地将所述第二位线电连接到所述 存储器元件且将所述存储器元件配置于不同的第二电阻状态中。
6.如权利要求5所述的方法，其进一步包括提供连接到所述存储器元件的第一电极且连接到所述第一位线的第一二极管，所述第 一二极管由于所述第一电压而受到反向偏置且所述第一电压小于所述第一二极管的击穿 电压；及提供连接到所述存储器元件的所述第一电极且连接到所述第二位线的第二二极管； 其中；将所述存储器元件的第二电极连接到所述字线；当所述存储器元件处于所述第一电阻状态中时，所述存储器元件对所述第二电极与所 述第一电极之间的电流具有高传导性；且当所述存储器元件处于所述第二电阻状态中时，所述存储器元件对所述第二电极与所述第一电极之间的电流具有高电阻性。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述所施加第二电压大于所述存储器元件的关断电 压与所述第二二极管的开启电压的总和。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述所施加第一电压与所述所施加第二电压大致相同。
9.如权利要求5所述的方法，其进一步包括在所述第一电压的所述施加及所述第二电 压的所述施加之后跨越所述第二位线与所述字线施加第三电压以有效地将所述第二位线与所述存储器 元件电断开；及跨越所述第一位线与所述字线施加第四电压以有效地将所述第一位线电连接到所述 存储器元件且将所述存储器元件配置于所述第一电阻状态中。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述所施加第三电压与所述所施加第四电压大致 相同。
11.一种存储器单元读取方法，其包括提供包括字线、第一与第二位线及存储器元件的存储器单元，且所述存储器元件电连 接到所述字线且选择性地电连接到所述第一与第二位线，所述存储器元件被安置成选择性 地配置于多个不同电阻状态中的任一者中；跨越所述字线与所述第一位线施加第一电压以有效地将所述第一位线与所述存储器 元件电断开；跨越所述字线与所述第二位线施加第二电压以有效地致使电流从所述字线穿过所述 存储器元件流到所述第二位线；及基于所述电流，确定所述存储器元件配置于所述多个不同电阻状态中的特定一者中。
12.如权利要求11所述的方法，其中使所述多个不同电阻状态中的所述特定一者与信 息位的值相关联。
13.如权利要求11所述的方法，其中将所述存储器元件安置成选择性地配置于高电阻 状态或低电阻状态中。
14.如权利要求11所述的方法，其进一步包括提供连接到所述存储器元件的第一电极且连接到所述第一位线的第一二极管；及提供连接到所述存储器元件的所述第一电极且连接到所述第二位线的第二二极管；其中所述所施加第二电压大于所述第二二极管的开启电压但小于所述第二二极管的 所述开启电压与所述存储器元件的关断电压的总和且所述存储器元件包括连接到所述字 线的第二电极。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述确定包括将所述电流与参考电流相比较。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述确定包括确定所述电流为非常小或不可测量 且所述存储器元件处于高电阻状态中。
17.一种存储器装置，其包括第一位线；第二位线；存储器元件，其经安置以选择性地且可逆地配置于两个不同电阻状态中的一者中；第一二极管，其连接于所述第一位线与所述存储器元件的第一电极之间；第二二极管，其连接于所述第二位线与所述存储器元件的所述第一电极之间；及字线， 其连接到所述存储器元件的第二电极。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述第一二极管经配置以在所述第一二极管受到 正向偏置时从所述第一位线向所述第一电极传导电流且所述第二二极管经配置以在所述 第二二极管受到正向偏置时从所述第一电极向所述第二位线传导电流。
19.如权利要求17所述的装置，其中所述存储器元件包括第一存储器元件，所述字线 包括第一字线，且所述存储器装置进一步包括第二存储器元件，其经安置以选择性地且可逆地配置于两个不同电阻状态中的一者中；第二字线，其连接到所述第二存储器元件的第二电极；第三二极管，其连接于所述第一位线与所述第二存储器元件的第一电极之间；及第四二极管，其连接于所述第二位线与所述第二存储器元件的所述第一电极之间。
20.如权利要求19所述的装置，其中所述存储器装置经配置以经由从所述第一字线穿过所述第一存储器元件流到所述第二位线的第一电流传达所 述第一存储器元件的所述电阻状态；及当正通过所述第一电流传达所述第一存储器元件的所述电阻状态时，阻止第二电流从 所述第二字线穿过所述第二存储器元件流到所述第二位线。
21.如权利要求19所述的装置，其中所述存储器装置经配置以经由所述第一位线与所述第一字线之间的第一电压改变所述第一存储器元件的所述 电阻状态；及当在所述第一位线与所述第一字线之间正施加所述第一电压时，阻止所述第一位线与 所述第二字线之间的第二电压改变所述第二存储器元件的所述电阻状态。
22.—种存储器单元操作方法，其包括提供包括字线、第一与第二位线、存储器元件及第一与第二二极管的存储器单元，所述 存储器元件电连接到所述字线且在所述第一二极管受到正向偏置时经由所述第一二极管 选择性地电连接到所述第一位线且在所述第二二极管受到正向偏置时经由所述第二二极 管选择性地电连接到所述第二位线；跨越所述字线与所述第一位线施加第一电压以有效地将所述第一位线与所述存储器 元件电断开；当施加所述第一电压时，跨越所述字线与所述第二位线施加第二电压以有效地将所述 第二位线电连接到所述存储器元件且将所述存储器元件配置于高电阻状态中；当施加所述第一电压但不施加所述第二电压时，跨越所述字线与所述第二位线施加第 三电压；基于缺乏从所述字线穿过所述存储器元件及所述第二二极管流到所述第二位线的电 流，确定所述存储器元件配置于所述高电阻状态中；跨越所述第二位线与所述字线施加第四电压以有效地将所述第二位线与所述存储器 元件电断开；当施加所述第四电压时，跨越所述第一位线与所述字线施加第五电压以有效地将所述第一位线电连接到所述存储器元件且将所述存储器元件配置于低电阻状态中；当施加所述第一电压但不施加所述第二电压时且在所述存储器元件配置于所述低电 阻状态中之后，跨越所述字线与所述第二位线施加所述第三电压以有效地致使电流从所述 字线穿过所述存储器元件及所述第二二极管流到所述第二位线；及 基于所述电流，确定所述存储器元件配置于所述低电阻状态中。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述所施加第二电压大于所述第三电压。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述存储器元件包括离子导电型硫族化合物、二 元金属氧化物、钙钛矿氧化物、巨磁阻物或聚合物中的至少一者。
25.如权利要求22所述的方法，其中所述所施加第三电压大于所述第二二极管的开启 电压但小于所述第二二极管的所述开启电压与所述存储器元件的关断电压的总和。
全文摘要
所揭示实施例包含存储器单元操作方法、存储器单元编程方法、存储器单元读取方法、存储器单元及存储器装置。在一个实施例中，存储器单元包含字线、第一位线、第二位线及存储器元件。所述存储器元件电连接到所述字线且选择性地电连接到所述第一位线及所述第二位线。所述存储器元件经由所述存储器元件的电阻状态存储信息。所述存储器单元经配置以经由从所述第一位线穿过所述存储器元件流到所述字线的第一电流或从所述字线穿过所述存储器元件流到所述第二位线的第二电流传达所述存储器元件的所述电阻状态。
文档编号G11C7/22GK101911201SQ200880124714
公开日2010年12月8日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年1月15日
发明者刘峻 申请人:美光科技公司