專利名稱：補(bǔ)償電路與具有該補(bǔ)償電路的存儲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種補(bǔ)償電路，特別是一種電流補(bǔ)償電路以及具有該補(bǔ)償電路 的存儲器。
背景技術(shù)：
隨著可攜式應(yīng)用產(chǎn)品的成長，使得非易失性存儲器的需求有日漸增加的 趨勢，相變化存儲器技術(shù)由于具有速度、功率、容量、可靠度、工藝整合度、 以及成本等具竟?fàn)幜Φ奶匦?，已被視為下一世代最具有潛力的非易失性存?器技術(shù)。相變化存儲器的操作主要是藉由兩種不同大小的電流脈沖施加在相 變化存儲器之上，使得相變化存儲器由于歐姆加熱的效應(yīng)，導(dǎo)致局部區(qū)域因
不同的溫度改變而引發(fā)相變化材并牛的非晶態(tài)(amorphous state)與結(jié)晶態(tài) (crystalline state)的可逆相轉(zhuǎn)變，并藉由此兩相所呈現(xiàn)的不同電阻值來 達(dá)到儲存數(shù)據(jù)的目的。
相變化存儲器包含多個(gè)寫入路徑，其中每一寫入路徑包含多個(gè)相變化存 儲單元(PCM cell)(或稱做GST裝置)，以形成矩陣式的存儲陣列。當(dāng)要 對相變化存儲器寫入數(shù)據(jù)時(shí)，通過驅(qū)動電路輸出寫入定電流至被選擇的寫入 路徑，再通過選擇單元將寫入定電流導(dǎo)入欲寫入的相變化存儲單元。然，寫 入定電流在流經(jīng)寫入路徑時(shí)，會因流經(jīng)的距離不同而有不同的電壓產(chǎn)生，而 可能造成在離驅(qū)動電路較近的相變化存儲單元可以通過寫入定電流正常寫 入，但在離驅(qū)動電路較遠(yuǎn)的相變化存儲單元便可能因?yàn)閷懭攵娏鞑蛔?，?產(chǎn)生部份結(jié)晶化或結(jié)晶不完全的情形。
請參考圖1。圖1為一現(xiàn)有的相變化存儲器中的一寫入路徑示意圖。寫 入驅(qū)動電路11接收控制信號，并輸出寫入定電流至該寫入路徑，在通過選擇 器12 —1、 12_2、 12_3……以及12—n與選擇信號Gl、 G2……以及Gn，將寫入 定電流導(dǎo)入對應(yīng)的GST裝置，如GST裝置13 —1、 13_2……或13—n。在寫入路 徑上會因?yàn)閷懭肼窂降拈L短而有不同的等效電阻產(chǎn)生，如R1、 R2…或Rn，導(dǎo) 致不需要的電壓產(chǎn)生，而可能使較遠(yuǎn)的相變化存儲單元，如GST裝置13一n，便可能因?yàn)閷懭攵娏鞑蛔悖a(chǎn)生部份結(jié)晶化或結(jié)晶不完全的情形。
傳統(tǒng)上欲改善這樣的問題都是加大寫入定電流，以避免同 一寫入路徑上 較遠(yuǎn)的相變化存儲單元接收到不足的電流，但這種方式可能讓同 一寫入路徑
上較近的相變化存儲單元，如GST裝置13 —1,接收到過大的寫入定電流，而 造成過度非結(jié)晶化(over-reset)，使得下一次存儲單元在進(jìn)行結(jié)晶化時(shí)， 無法完全結(jié)晶或是要增加臨界電壓才有辦法SET,這使得相變化存儲單元， GST裝置13-1,的結(jié)晶化(SET)電阻有逐漸增加的趨勢，因而導(dǎo)致感測裕度 (sensing margin)的范圍變小且不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種補(bǔ)償電路，包括寫入驅(qū)動電路、距離檢測電路、操作組 件以及輔助驅(qū)動電路。該寫入驅(qū)動電路，提供寫入電流至寫入路徑。該距離 檢測電路，耦接該寫入路徑，檢測該寫入電流流經(jīng)的路徑長度，并輸出控制 信號。該4喿作組件，耦接該寫入路徑。該輔助驅(qū)動電路，根據(jù)該控制信號， 用以提供輔助電流至該寫入路徑。
本發(fā)明更提供一種具有補(bǔ)償電路的存儲器，包括多個(gè)寫入路徑、寫入驅(qū) 動電路、多個(gè)第一選擇器、距離檢測電路以及輔助驅(qū)動電路。每一該寫入路 徑更耦接多個(gè)存儲單元。該寫入驅(qū)動電路，提供寫入電流至第一寫入路徑。 所述個(gè)第一選擇器，耦接所述寫入路徑，根據(jù)第一控制信號決定該寫入電流 是否流經(jīng)所述寫入路徑中的一個(gè)。該距離檢測電路，耦接該第一寫入路徑， 檢測該寫入電流流經(jīng)的路徑長度，并輸出電流補(bǔ)償信號。該輔助驅(qū)動電路， 根據(jù)該電流補(bǔ)償信號，用以提供輔助電流至該第一寫入路徑。


圖1為一現(xiàn)有的相變化存儲器中的一寫入路徑示意圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一具有電流補(bǔ)償電路的寫入路徑的一實(shí)施例的示意圖。
圖3為圖2中的輔助驅(qū)動電路的一實(shí)施例的電路示意圖。 圖4為圖2中的距離檢測電路的一實(shí)施例的電路示意圖。 圖5為根據(jù)本發(fā)明的具有電流補(bǔ)償電路的相變化存儲器的一實(shí)施例的電路圖。附圖符號說明
11、 21、 32、 51-寫入驅(qū)動電路
12_l-12—n、 22-選擇器
13-1-13—n、 25、 57 — 1-57—m-GST裝置
Gl-Gn、 Cl-Cn-控制信號
Rl-Rn、 RB S、 Reen、 RGND、 Rl-Rm—電阻
23、 33、 52-輔助驅(qū)動電路
24、 53-距離檢測電路 A、 B-端點(diǎn) Iref-參考電流
I、I2、 I3—電',u Id-寫入電流
Sl、 S2、 S3、 SI-Sm-選擇信號 Pl、 P2、 P3、 Nl、 N2、 N3-晶體管 55 —1-55—n-寫入路徑 54一l-54—n-第一選擇器 56_1-56—m-第二選擇器
具體實(shí)施例方式
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一具有補(bǔ)償電路的寫入路徑的一實(shí)施例的示意圖。 在本實(shí)施例中，補(bǔ)償電路可應(yīng)用在串聯(lián)式操作組件，如串聯(lián)式的相變化存儲 單元、有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode; OLED)或薄膜晶體 管液晶顯示器(Thin Filra Transistor Liquid Crystal Display; TFT-LCD), 并針對檢測寫入電流流經(jīng)的路徑長度做補(bǔ)償，本實(shí)施例是以相變化存儲器為 例說明，并非將本發(fā)明的應(yīng)用限制在相變化存儲器。寫入驅(qū)動電路21根據(jù)選 擇信號而輸出寫入電流。電阻IU耦接在寫入驅(qū)動電路21與選擇器22之間， 用以表示總線(BUS)上線路的等效電阻。選擇器22根據(jù)導(dǎo)通信號將寫入電 流傳送至GST裝置25。電阻U禹接在選擇器22與GST裝置25之間，用以 表示由選擇器22到GST裝置25之間線路的等效電阻。電阻R,則表示GST 裝置25至接地端之間線路的等效電阻。距離檢測電路24耦接該選擇器22， 用以檢測該寫入電流流經(jīng)的路徑長度，并輸出控制信號。輔助驅(qū)動電路23耦接寫入驅(qū)動電路21的輸出端，輸出輔助電流，并根據(jù)距離檢測電路24輸出 的控制信號來調(diào)整輔助電流的大小。在本實(shí)施例中，距離檢測電路24并不限 定為檢測寫入電流流經(jīng)選擇器22后所流經(jīng)的路徑長度，距離檢測電路24可 檢測整個(gè)寫入路徑上的任何一點(diǎn)，如端點(diǎn)A與端點(diǎn)B。且輔助驅(qū)動電路23輸 出的輔助電流亦可輸入到整個(gè)寫入路徑上的任何一點(diǎn)，并非限于輸出至寫入 驅(qū)動電路21的輸出端。在另一實(shí)施例中，輔助驅(qū)動電路23輸出的輔助電流 可直接輸入至GST裝置25。
在本實(shí)施例中，距離檢測電路24會根據(jù)該寫入路徑產(chǎn)生的電壓來輸出該 控制信號。且，當(dāng)該電壓大于預(yù)定值時(shí)，該輔助驅(qū)動電路23才會輸出該輔助 電流至該寫入路徑。距離檢測電路24更可根據(jù)檢測到的寫入路徑產(chǎn)生的電壓 大小，來查詢電壓電流對照表，并輸出對應(yīng)的該控制信號，用以控制輔助驅(qū) 動電路23輸出的輔助電流的大小。在另一實(shí)施例中，距離檢測電路24會根 據(jù)檢測到的寫入電流與參考電流比較，當(dāng)該寫入電流不同于該參考電流時(shí)(寫 入電流可能大于或小于該參考電流)，距離檢測電路24根據(jù)寫入電流與參考 電流的電流差值來輸出控制信號。在一實(shí)施例中，輔助驅(qū)動電路23包含電流 鏡電路，根據(jù)參考電流來復(fù)制多個(gè)輔助電流，并可通過電路設(shè)計(jì)使所述輔助 電流相加或相減，以輸出所需的輔助電流。申言之，輔助驅(qū)動電路可為電流 復(fù)制電路，根據(jù)參考電流與參數(shù)，例如是寫入路徑的寄生電阻的大小，輸出 輔助電流，其中輔助電流與參考電流可具有倍數(shù)關(guān)系。
圖3為圖2中的寫入驅(qū)動電路與輔助驅(qū)動電路的一實(shí)施例的電路示意圖。 寫入驅(qū)動電路32根據(jù)參考電流源31輸出的參考電流:Us，來輸出寫入電流I。 輔助驅(qū)動電路33則利用電流鏡的電流復(fù)制機(jī)制，通過調(diào)整晶體管Tl、 T2、 T3、 T4、 T5以及T6的寬長比(W/L)，來輸出不同大小的輔助電流，再通過 選捧信號S1、 S2與S3來選擇欲輸出的輔助電流。在本實(shí)施例中，輔助驅(qū)動 電路33以電流相加的方式來輸出輔助電流，現(xiàn)有技藝者當(dāng)可根據(jù)本電路做適 當(dāng)?shù)男薷?，使得輔助驅(qū)動電路33可以以電流相減的方式來輸出輔助電流。
圖4為圖2中的距離檢測電路的一實(shí)施例的電路示意圖。距離檢測電路 具有參考電流源，用以產(chǎn)生參考電流Iw，并復(fù)制所檢測到的寫入電流I"在 本實(shí)施例中，距離檢測電路利用所檢測到的電壓來控制晶體管的導(dǎo)通程度， 用以復(fù)制寫入電流L。在另一實(shí)施例中可利用電流鏡電路復(fù)制寫入電流I" 在另一實(shí)施例中，可利用電流鏡電路中晶體管寬長比(W/L)的不同。在本實(shí)例中，利用電流鏡的電流復(fù)制機(jī)制調(diào)整晶體管P1、P2以及P3的寬長比(W/L), 產(chǎn)生電流I,、 12以及13，再與寫入電流Id比較，用以產(chǎn)生選擇信號S1、 S2與 S3。舉例來說，若電流I,比流經(jīng)晶體管Nl的電流Id小，則會使得選擇信號 Sl的電壓電平變成4氐電壓，因而導(dǎo)通圖3中的對應(yīng)的PM0S晶體管，輸出對 應(yīng)的輔助電流。在本實(shí)施例中，電流I、12以及13可設(shè)計(jì)成符合下列規(guī)則 I"l2〈13。在本實(shí)施例中，除了可以調(diào)整I,、 12以及13的大小以決定選擇信 號Sl、 S2與S3的輸出外，亦可調(diào)整晶體管Nl、 N2以及N3的寬長比(W/L)， 調(diào)整其流經(jīng)的電流大小。在另一實(shí)施例中，電流I,、 12以及13的設(shè)計(jì)方式不 限于1,<12<13，亦可藉由調(diào)整晶體管N1、 N2以及N3的寬長比，設(shè)計(jì)成符合 下列規(guī)則I=I2=I3 。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的具有電流補(bǔ)償電路的相變化存儲器的一實(shí)施例的電 路圖。相變化存儲器包含多個(gè)寫入路徑55-1-55—n,其中，每個(gè)寫入路徑耦 接多個(gè)相變化存儲單元(GST裝置)，如57-1-57—m，以形成矩陣狀的存儲陣 列。寫入驅(qū)動電路51耦接多個(gè)第一選擇器54-1-54—n，并根據(jù)控制信號C1-Cn 來決定驅(qū)動哪一個(gè)寫入路徑。在本實(shí)施例中，寫入路徑55-1耦接輔助驅(qū)動電 路52與距離檢測電路53,其中輔助驅(qū)動電路52根據(jù)距離檢測電路53的檢 測結(jié)果決定輸出的輔助電流大小。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，每一寫入路徑 皆耦接輔助驅(qū)動電路52與距離檢測電路53。在另一實(shí)施例中，輔助驅(qū)動電 路52與距離檢測電路53通過選擇器與所述寫入路徑55_1-55—n耦接，并透 控制信號C1-Cn來決定被選擇的寫入路徑，以及檢測與補(bǔ)償輔助電流至該寫 入路徑。為清楚說明寫入路徑的結(jié)構(gòu)，以下以寫入路徑55-1為例說明。寫下 路徑55 — 1通過多個(gè)第二選擇器56 — 1-56—m耦接對應(yīng)的GST裝置57 —1-57一m, 并通過選擇信號S1-Sm來選擇寫入電流要流入哪一個(gè)GST裝置。寫入路徑更
包含多個(gè)串聯(lián)的電阻R1-M以及R哪，用以表示每段路徑的等效電阻值。在本 實(shí)施例中，距離檢測電路53可電性連接至電阻R1-Rm以及R哪中的一個(gè)，并 4企測該點(diǎn)產(chǎn)生的電壓以輸出電流補(bǔ)償信號至輔助驅(qū)動電^各52,以輸出輔助電 流至對應(yīng)的GST裝置。
雖然本發(fā)明已以具體實(shí)施例揭露如上，然其僅為了易于說明本發(fā)明的技 術(shù)內(nèi)容，而并非將本發(fā)明狹義地限定于該實(shí)施例，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有 通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)^L本發(fā)明的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種補(bǔ)償電路，包括寫入驅(qū)動電路，提供寫入電流至寫入路徑；距離檢測電路，耦接該寫入路徑，檢測該寫入電流流經(jīng)的路徑長度，并輸出控制信號；操作組件，耦接該寫入路徑；以及輔助驅(qū)動電路，根據(jù)該控制信號，用以提供輔助電流至該寫入路徑。
2. 如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償電路，其中，更包括選擇器，受控于導(dǎo)通信 號，用以決定該寫入電流是否流經(jīng)該操作組件。
3. 如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償電路，其中，該距離檢測電路檢測該寫入路 徑的電阻值而產(chǎn)生的電壓，當(dāng)該電壓大于預(yù)定值時(shí)，該輔助驅(qū)動電路輸出該 輔助電流至該寫入路徑。
4. 如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償電路，其中，該距離檢測電路根據(jù)該寫入路 徑產(chǎn)生的電壓，查詢電壓電流對照表，并輸出對應(yīng)的該控制信號，用以控制 該輔助電流的大小。
5. 如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償電路，其中，該距離檢測電路更提供比較電 流，當(dāng)該寫入電流不同于該比較電流時(shí)，輸出該控制信號。
6. 如權(quán)利要求5所述的補(bǔ)償電路，其中，該距離檢測電路更包括電流鏡 電路，用以復(fù)制該寫入電 流o
7. 如權(quán)利要求5所述的補(bǔ)償電路，其中，該控制信號為低電壓信號。
8. 如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償電路，其中，該輔助驅(qū)動電路為電流復(fù)制電 路，根據(jù)參考電流與參數(shù)，輸出該輔助電流，其中，該輔助電流與該參考電 流具有倍數(shù)關(guān)系。
9. 如權(quán)利要求8所述的補(bǔ)償電路，其中，該參考電流為該寫入電流。
10. 如權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償電路，其中，該操作組件是存儲單元、有機(jī) 發(fā)光二極管(0LED)或薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)。
11. 如權(quán)利要求10所述的補(bǔ)償電路，其中，該存儲單元是相變化存儲單元。
12. —種具有補(bǔ)償電路的存儲器，包括 多個(gè)寫入路徑，其中，每個(gè)寫入路徑耦接多個(gè)存儲單元；寫入驅(qū)動電路，提供寫入電流至第一寫入路徑；多個(gè)第一選擇器，耦接所述寫入路徑，根據(jù)第一控制信號決定該寫入電 流是否流經(jīng)所述寫入路徑中的一個(gè)；距離檢測電路，耦接該第一寫入路徑，檢測該寫入電流流經(jīng)的路徑長度， 并輸出電流補(bǔ)償信號；以及輔助驅(qū)動電路，根據(jù)該電流補(bǔ)償信號，用以提供輔助電流至該第一寫入 路徑。
13. 如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，更包括多個(gè)第 二選擇器，耦接所述寫入路徑，根據(jù)第二控制信號決定該寫入電流是否流經(jīng) 耦接該第 一 寫入路徑的所述存儲單元中的 一 個(gè)。
14. 如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該距離檢測電 路檢測該寫入路徑產(chǎn)生的電壓，當(dāng)該電壓大于預(yù)定值時(shí)，該輔助驅(qū)動電路輸 出該輔助電流至該寫入^各徑。
15. 如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該距離檢測電 路根據(jù)該寫入路徑產(chǎn)生的電壓，查詢電壓電流對照表，并輸出對應(yīng)的該控制 信號，用以控制該輔助電流的大小。
16. 如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該距離檢測電 路更提供比較電流，當(dāng)該寫入電流不同于該比較電流時(shí)，輸出該電流補(bǔ)償信
17. 如權(quán)利要求16所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該距離檢測電 路更包括電流鏡電路，用以復(fù)制該寫入電流。
18. 如權(quán)利要求16所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該控制信號為 低電壓信號。
19. 如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該輔助驅(qū)動電 路為復(fù)制電路，根據(jù)參考電流與參數(shù)，輸出該輔助電流，其中該輔助電流與 該參考電流具有倍數(shù)關(guān)系。
20. 如權(quán)利要求19所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該參考電流為 該寫入電流。
21. 如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，該距離檢測電 路通過寫入路徑選擇器并根據(jù)該第一控制信號來選擇該第一寫入路徑。
22. 如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，輔助驅(qū)動電路通過寫入路徑選擇器并根據(jù)該第一控制信號來選擇該第一寫入路徑。
23.如權(quán)利要求12所述的具有補(bǔ)償電路的存儲器，其中，所述存儲單元 是相變化存儲單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種補(bǔ)償電路，適用在串聯(lián)式操作組件，包括寫入驅(qū)動電路、距離檢測電路、操作組件以及輔助驅(qū)動電路。該寫入驅(qū)動電路，提供寫入電流至寫入路徑(writing path)。該距離檢測電路，耦接該寫入路徑，檢測該寫入電流流經(jīng)的路徑長度，并輸出控制信號。該操作組件，耦接該寫入路徑。該輔助驅(qū)動電路，根據(jù)該控制信號，用以提供輔助電流至該寫入路徑。
文檔編號G11C11/56GK101290798SQ20071010084
公開日2008年10月22日 申請日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者林烈萩, 江培嘉, 許世玄 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院;力晶半導(dǎo)體股份有限公司;南亞科技股份有限公司;茂德科技股份有限公司;華邦電子股份有限公司