或连续的地址空间之间不具 有一一对应。多个通孔从CMOS向上延伸入交叉杆层。通孔提供CMOS和交叉杆层之间的电 连接。
[0019] 在其他实施方式中，交叉杆阵列可以不是正方形并且交叉杆堆叠可以不是立方体 的。例如，交叉杆阵列可以是长方形（p'p2)。与交叉杆阵列中的行/列的数目相比，交叉 杆堆叠可具有更多或更少的层（PlXP2XM)。因此，最普遍地，交叉杆堆叠被限定为具有维度 (QXRXS)的箱，其中Q是每个阵列的交叉杆行的数目，R是每个阵列中交叉杆列的数目，并 且S是堆叠阵列的总数目。该交叉杆箱的特定的实例是Q、R和S全部相等的立方体。交叉 杆立方体可以具有包括更有效的布线和寻址方案的许多优点。
[0020] 然而，在实现多层忆阻存储器的这个目的中，存在要克服的许多挑战。通孔与忆阻 器的比率必须保持为低；否则，会失去多层电路的密度优点。一种减小通孔与忆阻器的比率 的方法是使用非常大的交叉杆阵列（连接至许多忆阻器的非常长的交叉杆）。但是使用大 的交叉杆阵列引发电子工程问题，诸如在写入操作中通过半选中的器件的泄露、在读取操 作中隔离目标器件的困难以及要驱动的大电容性负载。如果随着存储器层数目增加需要另 外的通孔，则这恶化了描述的问题并限制可能使用的存储器层的数目。
[0021] 以下的表描述了可以使用由CMOS部件（在此示例中240个CMOS部件）驱动的固 定数目的通孔来寻址的交叉点器件的数目。
[0022]
[0023] 表 1
【主权项】
1. 一种计算机可读存储器，包括： 电路层； 堆叠在所述电路层上以形成存储器箱的多层存储器，所述存储器箱包括与所述电路层 和四个侧表面相配合的底表面； 设置在所述存储器箱的第一侧面上的第一开关交叉杆阵列；以及 将所述电路层连接至所述第一开关交叉杆层的多个通孔； 其中所述第一开关交叉杆阵列从所述多个通孔接收信号并将所述多层存储器中的交 叉杆选择性地连接至所述电路层。
2. 根据权利要求1所述的存储器，进一步包括设置在所述存储器箱的第二侧面上的第 二开关交叉杆阵列，其中所述第一开关交叉杆阵列和所述第二开关交叉杆阵列与所述电路 层垂直，并且所述第一开关交叉杆阵列和所述第二开关交叉杆阵列中的开关直接连接至所 述多层存储器中的交叉杆。
3. 根据权利要求2所述的存储器，其中所述多层存储器包括堆叠的交叉杆存储器阵 列，并且其中所述第一开关交叉杆阵列和所述第二开关交叉杆阵列是直接连接至所述多层 存储器中的交叉杆中的每一个的薄膜晶体管交叉杆阵列。
4. 根据权利要求2所述的存储器，其中所述第一开关交叉杆阵列选择所述多层存储器 的层中的列交叉杆，并且所述第二开关交叉杆阵列选择所述多层存储器的所述层中的行交 叉杆，其中所述列交叉杆和所述行交叉杆相交以对设置在所述列交叉杆和所述行交叉杆之 间的存储器元件进行寻址。
5. 根据权利要求2所述的存储器，其中所述多个通孔包括设置在所述多层存储器的第 三和第四侧面上的层选择通孔，所述层选择通孔连接至所述多层存储器的第一侧面上的所 述第一开关阵列和设置在所述多层存储器的第二侧面上的所述第二开关阵列。
6. 根据权利要求1所述的存储器，其中所述电路层包括互补金属氧化物半导体（CMOS) 层，所述互补金属氧化物半导体（CMOS)层包括连接至晶体管交叉杆阵列的多个多路分配 器。
7. 根据权利要求6所述的存储器，其中所述多路复用器和所述晶体管交叉杆阵列被所 述多层存储器覆盖。
8. 根据权利要求1所述的存储器，其中4n 2个通孔对所述多层存储器中的n 6个存储器 元件进行寻址。
9. 根据权利要求1所述的存储器，其中所述多层存储器包括N个层、每层中的N个行、 每层中的N个列以及每层中的N2个存储器元件。
10. -种计算机可读存储器，包括： 互补金属氧化物半导体（CMOS)层，包括： 连接至k条输入线和n条输出线的八个多路复用器单元； 四个CMOS晶体管交叉杆阵列，所述CMOS晶体管交叉杆阵列中的每一个通过2n条输出 线连接至两个多路复用器单元，所述CMOS晶体管交叉杆阵列中的每一个连接至n2个通孔； 形成在所述CMOS晶体管交叉杆阵列上方的两个访问阵列，所述访问阵列中的每一个 通过2n2个通孔连接至所述CMOS晶体管交叉杆阵列中的两个，所述两个访问阵列中的每一 个连接至n 4个交叉杆；以及 堆叠在所述CMOS层上并经由所述多路复用器单元、CMOS晶体管交叉杆阵列和访问阵 列连接至所述CMOS层的多层电阻性交叉杆存储器，其中所述多层交叉杆阵列中的每个交 叉杆被所述访问阵列中的一个连接并选中，使得所述多层交叉杆存储器中的每个存储器元 件被唯一寻址。
11. 根据权利要求10所述的存储器，进一步包括在k条输入线上输入所述多路复用器 单元中的每一个的k位二进制地址，所述k位二进制地址指示所述多路复用器单元中每一 个的n条输出线中的一条，其中每一对n条输出线连接至所述四个CMOS晶体管交叉杆阵列 中的一个，其中所述四个CMOS交叉杆阵列中的每一个选中n 2个通孔中的一个，其中每一对 选中的通孔连接至所述两个访问阵列中的一个，其中所述访问阵列中的每一个选中n 4个交 叉杆中的一个，由此选中所述多层电阻性交叉杆存储器内的存储器元件。
12. -种用于对多层存储器进行寻址的方法，包括： 通过CMOS层接收地址以选择通孔，其中所述通孔向上传递至设置在多层交叉杆存储 器的两个侧面的晶体管交叉杆阵列，所述晶体管交叉杆阵列被配置为根据选中的通孔对所 述多层交叉杆存储器中的交叉杆中的每一个进行寻址； 使用选中的通孔和晶体管交叉杆阵列选择所述多层交叉杆存储器的层中的行交叉杆 和所述层中的列交叉杆，使得设置在所述行交叉杆和所述列交叉杆的交点之间的存储器元 件被选中；以及 对选中的存储器元件执行读取操作和写入操作中的一个。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述地址包括k元矢量，并且通过CMOS层接收 地址以选择通孔进一步包括： 将所述k元矢量中的每一个输入多个多路复用器中的一个； 通过所述多个多路复用器中的每一个选择输出线，其中每一对输出线连接至CMOS晶 体管交叉杆阵列；以及 通过所述CMOS晶体管交叉杆阵列选择连接至所述晶体管交叉杆阵列的通孔。
14. 根据权利要求12所述的方法，其中4n 2个通孔对所述多层存储器中的n 6个存储器 元件进行寻址。
15. 根据权利要去12所述的方法，进一步包括： 指定包括交叉杆行号和第一层号的二维地址；以及 指定包括交叉杆列号和第二层号的二维地址，其中所述第一层号和所述第二层号相 同。
【专利摘要】一种计算机可读存储器包括电路层、堆叠在电路层上以形成存储器箱的多层存储器，存储器箱包括与电路层和四个侧表面相配合的底表面，以及设置在所述存储器箱的第一侧面上的第一开关交叉杆阵列。多个通孔将电路层连接至第一开关交叉杆层。第一开关交叉杆阵列从多个通孔接收信号并将多层存储器中的交叉杆选择性地连接至电路层。还提供了一种用于对多层存储器进行寻址的方法。
【IPC分类】G11C5-02
【公开号】CN104756189
【申请号】CN201380056770
【发明人】沃伦·罗比内特
【申请人】惠普发展公司，有限责任合伙企业
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年1月18日
【公告号】WO2014113024A1