一種抗讀干擾的阻變存儲器讀方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體數(shù)據(jù)存儲技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種抗讀干擾的阻變存儲器讀方法。
【背景技術(shù)】
[0002]阻變存儲器(Resistive Random Access Memory，RRAM)是最近幾年興起的一種半導(dǎo)體存儲器，由于它具有高集成度、低功耗、與CMOS工藝兼容等優(yōu)點，因此被認(rèn)為是最有可能取代FLASH成為下一代主流非揮發(fā)存儲器的半導(dǎo)體存儲器。阻變存儲器的存儲原理是通過對阻變材料兩端加適當(dāng)?shù)碾妷汉罂梢詫ψ枳儾牧线M(jìn)行SET和RESET操作，當(dāng)阻變存儲器被SET后，其阻值變?yōu)榈妥锠顟B(tài)(LRS)，相對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲值為“ I ”，當(dāng)阻變存儲器被RESET時，其阻值變?yōu)楦咦锠顟B(tài)(HRS)，其相對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲值為“0”，SET通過對阻變存儲器兩端加一個正向?qū)戨妷篤w實現(xiàn)，RESET通過對阻變存儲器兩端加一個反向?qū)戨妷?Vw實現(xiàn)，如圖1所示。
[0003]在對阻變存儲器進(jìn)行讀操作時，會在存儲器單元兩端加一個與SET電壓方向一致的讀電壓Vr，Vr作用產(chǎn)生的電流通過讀電路轉(zhuǎn)換成電壓并通過靈敏放大器將電壓值與參考值進(jìn)行對比，對比的結(jié)果就是該單元所存儲的數(shù)據(jù)。研宄表明任何加在阻變存儲器兩端的電壓對阻變存儲器的阻值都會有影響，包括讀電壓，當(dāng)讀電壓反復(fù)作用于阻變單元時，其作用就好像是一個弱的SET電壓反復(fù)作用于阻變單元，這種累積效應(yīng)會導(dǎo)致阻變單元的阻值發(fā)生漂移，如圖2所示，最終發(fā)生數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致讀出數(shù)據(jù)出錯，而這是讀過程造成的，即讀干擾(read disturb)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問題
[0005]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種抗讀干擾的阻變存儲器讀方法，以解決由于讀干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)失效問題，提高阻變存儲器數(shù)據(jù)存儲的可靠性。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種抗讀干擾的阻變存儲器讀方法，該方法包括:
[0008]步驟1:判斷讀使能是否有效，如果讀使能無效則繼續(xù)等待讀使能有效；
[0009]步驟2:讀使能有效后對讀地址進(jìn)行譯碼，映射到相應(yīng)的阻變存儲器的字；
[0010]步驟3:在讀地址選中的阻變存儲器的字的各阻變單元上加相應(yīng)的正向讀電壓Vr,持續(xù)時間T ；
[0011 ] 步驟4:將讀出的數(shù)據(jù)寫入讀出寄存器(buffer)，并判斷讀出的數(shù)據(jù)中阻變單元存儲的數(shù)據(jù)是否存在“0”，如果存在“O”則執(zhí)行步驟5，否則返回執(zhí)行步驟I ;
[0012]步驟5:對阻變單元存儲的數(shù)據(jù)為“O”的阻變單元進(jìn)行一次再讀(ReRead)操作，之后返回執(zhí)行步驟I。
[0013]上述方案中，步驟2中所述映射到相應(yīng)的阻變存儲器的字，是映射到存儲器某一行的16列，S卩16個阻變單元。
[0014]上述方案中，步驟3中所述正向讀電壓Vr的取值范圍是I?1.5V，持續(xù)時間T的取值范圍是I?10ns。
[0015]上述方案中，步驟4中所述對存儲單元存儲的數(shù)據(jù)的判斷，是通過對讀出寄存器中的值進(jìn)行讀取得到的。
[0016]上述方案中，步驟4中是對本次讀出的所有的數(shù)據(jù)中是否有“O”進(jìn)行判斷。
[0017]上述方案中，步驟4中對讀出數(shù)據(jù)中是否有“O”進(jìn)行判斷是在后臺進(jìn)行的。
[0018]上述方案中，步驟5中只對那些阻變單元中存儲的數(shù)據(jù)為“O”的單元進(jìn)行再讀操作。
[0019]上述方案中，步驟5中對阻變存儲單元存儲的數(shù)據(jù)為“O”的單元進(jìn)行再讀操作，是通過對這些單元加反向的讀電壓-Vr，持續(xù)時間T來進(jìn)行的。所述反向的讀電壓-Vr的取值范圍是-1?-1.5V，持續(xù)時間T的取值范圍是I?10ns。
[0020](三)有益效果
[0021]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]1、本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法，通過在傳統(tǒng)讀過程中加入一個再讀過程(ReRead process)，將讀過程中對阻變單元造成的副作用抵消掉，如圖3所示。為了降低再讀過程(ReRead process)帶來的功耗增加，對于阻態(tài)為LRS的阻變單元不進(jìn)行ReRead操作，因為讀過程對阻變單元所加的正向Vr電壓對LRS的阻變單元有正向加強其本身阻態(tài)的作用，即正向Vr讀電壓相當(dāng)于一個弱SET過程，因此無需對這些LRS阻變單元進(jìn)行ReRead操作。本發(fā)明通過以上方法在一定程度上有效地解決了阻變存儲器讀過程中的讀干擾問題。
[0023]2、本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法，通過在阻變存儲器的讀過程中添加了后臺ReRead過程，對存儲數(shù)據(jù)為“O”的阻變單元進(jìn)行一次加反向讀電壓的操作過程，解決了由于讀干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)失效問題，提高了阻變存儲器數(shù)據(jù)存儲的可靠性。
【附圖說明】
[0024]圖1為阻變存儲單元SET和RESET示意圖；
[0025]圖2為阻變存儲器讀過程中發(fā)生讀干擾示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明提供的阻變存儲器讀過程中加入的ReRead過程示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法的流程圖；
[0028]圖5為本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法的一種實施方法示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法的一種實施電路示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法的讀電壓變化示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的原件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0032]本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法，通過在阻變存儲器的讀過程中添加了后臺ReRead過程，對存儲數(shù)據(jù)為“O”的阻變單元進(jìn)行一次加反向讀電壓的操作過程，解決了由于讀干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)失效問題，提高了阻變存儲器數(shù)據(jù)存儲的可靠性。
[0033]本發(fā)明提供的抗讀干擾的阻變存儲器讀方法，具體包括以下步驟:
[0034]步驟1:判斷讀使能是否有效，如果讀使能無效則繼續(xù)等待讀使能有效；
[0035]步驟2:讀使能有效后對讀地址進(jìn)行譯碼，映射到相應(yīng)的阻變存儲器的字；
[0036]步驟3:在讀地址選中的阻變存儲器的字的各阻變單元上加相應(yīng)的正向讀電壓Vr,持續(xù)時間T ；
[0037]步驟4:將讀出的數(shù)據(jù)寫入讀出寄存器(buffer)，并判斷讀出的數(shù)據(jù)中阻變單元存儲的數(shù)據(jù)是否存在“0”，如果存在“O”則執(zhí)行步驟5，否則返回執(zhí)行步驟1，繼續(xù)判斷讀使能是否有效；
[0038]步驟5:對阻變單元存儲的數(shù)據(jù)為“O”的阻變單元進(jìn)行一次再讀(ReRead)操作，之后返回執(zhí)行步驟1，繼續(xù)判斷讀使能是否有效。
[0039]在本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，步驟2中所述映射到相應(yīng)的阻變存儲器的字，是映射到存儲器某一行的16列，即16個阻變單元。步驟3中所述正向