电阻可变存储器感测的制作方法
【专利说明】电阻可变存储器感测
[0001]相关串请案
[0002]本申请案与具有代理人档案号1003.0040001的标题为“电阻可变存储器感测(Resistance Variable Memory Sensing) ”的在2013年4月24日提出申请的美国专利申请案13/869，571相关。
技术领域
[0003]本发明大体来说涉及例如半导体存储器装置、系统及控制器的设备以及相关方法，且更特定来说涉及感测电阻可变存储器单元。
【背景技术】
[0004]存储器装置通常经提供作为计算机或其它电子装置中的内部半导体集成电路及/或外部可装卸式装置。存在许多不同类型的存储器，包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、快闪存储器及电阻可变存储器以及其它。电阻可变存储器的类型包含可编程导体存储器、相变随机存取存储器(PCRAM)、电阻式随机存取存储器(RRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM ;还称为磁性随机存取存储器)、导电桥接随机存取存储器(CBRAM)及自旋扭矩转移随机存取存储器(STT RAM)以及其它。
[0005]举例来说，非易失性存储器可用于个人计算机、便携式存储器棒、固态驱动器(SSD)、个人数字助理(PDA)、数字相机、蜂窝式电话、便携式音乐播放器(例如，MP3播放器)及电影播放器以及其它电子装置中。数据(例如程序代码、用户数据及/或例如基本输入/输出系统(B1S)的系统数据)通常存储于非易失性存储器装置中。
[0006]电阻可变存储器(例如RRAM或STT RAM)包含可基于存储元件(例如，具有可变电阻的存储器元件)的电阻状态而存储数据的电阻可变存储器单元。如此，电阻可变存储器单元可经编程以通过使存储器元件的电阻水平变化而存储对应于目标数据状态的数据。电阻可变存储器单元可通过将编程信号施加到电阻可变存储器单元而编程为目标数据状态(例如，对应于特定电阻状态)。编程信号可包含将电场或能量源(例如正或负电脉冲(例如，正或负电压或者电流脉冲))施加到单元(例如，施加到单元的存储器元件)达特定持续时间。
[0007]电阻可变存储器单元可经编程为若干个数据状态中的一者。举例来说，单电平单元(SLC)可经编程为两个数据状态(对应于设置数据状态的低电阻状态(例如，逻辑I)或对应于复位数据状态的高电阻状态(例如，逻辑O))中的一者。存储器单元的数据状态可取决于单元是编程为高于特定电平的电阻还是低于特定电平的电阻。作为额外实例，各种电阻可变存储器单元可经编程为对应于不同电阻水平的多个不同数据状态中的一者。此些单元可称为多状态单元、多数字单元及/或多电平单元(MLC)，且可表示数据的多个二进制数字(例如，10、01、00、11、111、101、100、1010、1111、0101、0001 等)O
[0008]在一些实例中，用于确定电阻可变存储器单元的数据状态的感测操作可能不正确地确定所述电阻可变存储器单元的数据状态。可通过将存储器单元的电参数与另一存储器单元或为参考存储器单元的存储器单元组合的电参数进行比较而感测所述存储器单元。举例来说，将在某一经定义偏置条件中流动到存储器单元中的电流与在相同偏置条件中流动到参考存储器单元中的电流进行比较。接着，宣告存储器单元在取决于存储器单元中的电流是大于还是小于参考存储器单元中的电流的逻辑状态中。此感测操作可为快速且简单的，但可导致感测错误。举例来说，在感测操作期间与存储器单元相关联的信号可能或可能不对应于存储器单元被编程到的数据状态，因此导致感测存储器单元的不正确数据状态。
【附图说明】
[0009]图1是根据本发明的若干个实施例的电阻可变存储器单元阵列的一部分的框图。
[0010]图2图解说明根据本发明的若干个实施例的用于确定电阻可变存储器单元的数据状态的方法。
[0011]图3图解说明根据本发明的若干个实施例的用于确定电阻可变存储器单元的数据状态的方法。
[0012]图4图解说明根据本发明的若干个实施例的呈存储器装置的形式的设备的框图。
[0013]图5A到5C图解说明根据本发明的若干个实施例的实例性改变确定组件。
【具体实施方式】
[0014]本发明包含用于感测电阻可变存储器单元的设备及方法。若干个实施例包含将存储器单元编程为初始数据状态且通过以下操作而确定所述存储器单元的数据状态:将编程信号施加到所述存储器单元，所述编程信号与将存储器单元编程为特定数据状态相关联；及确定在施加所述编程信号期间所述存储器单元的所述数据状态是否从所述初始数据状态改变为所述特定数据状态。
[0015]举例来说，与先前方法相比，本文中所描述的实施例可减少感测(例如，读取)错误及/或增加感测操作的速度。举例来说，先前方法中的感测操作可由于存储器单元具有与除关联于用于将存储器单元编程的编程信号的数据状态之外的数据状态相关联的电阻而导致感测错误。此外，先前存储器单元感测方法可包含可为耗时的用以确定存储器单元的数据状态的若干个步骤。举例来说，先前方法可包含感测存储器单元的数据状态，将存储器单元编程为已知数据状态，及最后再次感测存储器单元的数据状态以确定存储器单元的初始数据状态。与先前方法相比，本发明的实施例可通过将编程信号施加到存储器单元且确定是否发生与存储器单元相关联的信号改变而以增加的速度且以较少错误感测存储器单元。
[0016]在本发明的以下实施方式中，参考形成本发明的一部分的所附图式，且图式中以图解说明的方式展示可如何实践本发明的若干个实施例。充分详细地描述这些实施例以使得所属领域的技术人员能够实践本发明的实施例，且应理解，可利用其它实施例且可在不背离本发明的范围的情况下做出过程、电及/或结构改变。如本文中所使用，“若干个”某物可指此类事物中的一或多者。举例来说，若干个存储器装置可指一或多个存储器装置。如本文中所使用，标志符“N”及“M” (特定来说关于图式中的元件符号)指示本发明的若干个实施例可包含如此标志的特定特征中的若干个特定特征。
[0017]本文中的各图遵循其中第一个数字或前几个数字对应于图式图编号且其余数字识别图式中的元件或组件的编号惯例。不同图之间的类似元件或组件可通过使用类似数字来识别。举例来说，100可指图1中的元件“00”，且在图4中可将类似元件指代为400。如将了解，可添加、更换及/或消除本文中的各种实施例中所展示的元件以便提供本发明的若干个额外实施例。另外，如将了解，各图中所提供的元件的比例及相对尺度打算图解说明本发明的实施例且不应视为具限制意义。
[0018]图1是根据本发明的若干个实施例的电阻可变存储器单元106的阵列100的一部分的框图。在图1中所图解说明的实例中，阵列100是具有位于第一数目个导电线102-1、102-2、…、102-N(例如，存取线，其可在本文中称为字线)与第二数目个导电线104-1、104-2、…、104-M (例如，数据/感测线，其可在本文中称为位线)的交叉点处的电阻可变存储器单元106的交叉点阵列。如图1中所图解说明，字线102-1、102-2、…、102-N实质上彼此平行且实质上正交于实质上彼此平行的位线104-1、104-2、…、104-M ;然而，实施例不限于此。在图1中所图解说明的实施例中，电阻可变存储器单元106可在两端子架构中起作用(例如，其中特定字线102-1、102-2、…、102-N及位线104-1、104-2、…、104-M充当单元106的底部及顶部电极)。
[0019]每一电阻可变存储器单元106可包含耦合(例如，串联)到选择装置(例如，存取装置)的存储元件(例如，电阻可变存储器元件)。举例来说，存取装置可为二极管或晶体管(例如，场效应晶体管(FET)或双极结晶体管(BJT)以及其它)。存储元件可包含可具有可变电阻(举例来说)的可编程部分。存储器单元106可为自旋扭矩转移随机存取存储器(STT RAM)单元且包含磁性穿隧结(举例来说)。例如，存储元件可包含一或多种电阻可变材料(例如，可编程为可表示多个不同数据状态的多个不同电阻状态的材料)，例如，举例来说，过渡金属氧化物材料或包含两种或两种以上金属(例如，过渡金属、碱土金属及/或稀土金属)的钙钛矿。可包含于电阻可变存储器单元106的存储元件中的电阻可变材料的其它实例可包含采用陷获电荷来修改或更改导电率的各种材料、由各种经掺杂或未掺杂材料形成的硫属化物、二元金属氧化物材料、巨磁阻材料及/或基于各种聚合物的电阻可变可变材料以及其它。实施例不限于特定或若干电阻可变材料。如此，电阻可变存储器单元106可为单电平及/或多电平电阻式随机存取存储器(RRAM)单元、自旋扭矩转移随机存取存储器(STT RAM)单元、可编程导体存储器单元、相变随机存取存储器(PCRAM)单元、磁阻随机存取存储器单元及/或导电桥接随机存取存储器(CBRAM)单元以及各种其它类型的电阻可变存储器单元。
[0020]在操作中，阵列100的电阻可变存储器单元106可经由施加到单元(例如，单元的存储元件)(经由选定字线102-0,102-1,…、102-N及位线104_0、104_1、…、104-M)的编程信号(例如，写