半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置制造方法
【專利摘要】根據(jù)實(shí)施例的一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置包括存儲(chǔ)器基元陣列，該存儲(chǔ)器基元陣列包括存儲(chǔ)器基元層，所述存儲(chǔ)器基元層包含可通過操作以根據(jù)不同的電阻狀態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)器基元；以及可通過操作對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的存取電路，所述存儲(chǔ)器基元在施加具有第一極性的電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從第一電阻狀態(tài)改變?yōu)榈诙娮锠顟B(tài)，以及在施加具有第二極性的電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從所述第二電阻狀態(tài)改變?yōu)樗龅谝浑娮锠顟B(tài)，所述存取電路將對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓施加到與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線，并將與未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于浮動(dòng)狀態(tài)以對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
【專利說明】半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并要求2011年3月24日提交的編號(hào)為2011-65619的在先日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過弓I用的方式并入于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]作為能夠存儲(chǔ)大量使用數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，可以容易地在三維空間內(nèi)形成的可變電阻存儲(chǔ)器(ReRAM:電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)器已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。這些可變電阻存儲(chǔ)器的基元(cell)特征在于非對稱的電壓-電流特性，此特性根據(jù)施加到存儲(chǔ)器基元的電壓的極性而顯著變化。
[0005]通常，包括可變電阻存儲(chǔ)器基元的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置通過將與施加到選擇的存儲(chǔ)器基元的偏壓不同的偏壓從外部施加到所有未選擇的存儲(chǔ)器基元以對這些選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取，將作為選擇目標(biāo)的存儲(chǔ)器基元(下面稱為“選擇的存儲(chǔ)器基元”)與其它存儲(chǔ)器基元(下文稱為“未選擇的存儲(chǔ)器基元”)區(qū)分開來。根據(jù)偏壓設(shè)置，可以增加未選擇的存儲(chǔ)器基元的失敗操作界限，從而確?；嚵锌煽康夭僮鳌５窃O(shè)置偏壓并不容易，當(dāng)要在最優(yōu)偏壓條件下進(jìn)行存取時(shí)，會(huì)出現(xiàn)例如電流消耗增加的問題。
[0006]因此，當(dāng)這些可變電阻存儲(chǔ)器在大容量存儲(chǔ)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中使用時(shí)，存取目標(biāo)基元陣列的大小不能充分增加。因此，存儲(chǔ)器基元在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的占有率降低，無法充分發(fā)揮三維結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。
[0007][專利文獻(xiàn)I] JP2OlO-33675A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置包括存儲(chǔ)器基元陣列，該存儲(chǔ)器基元陣列包括存儲(chǔ)器基元層，存儲(chǔ)器基元層包含多個(gè)第一線、多個(gè)與第一線交叉的第二線，以及設(shè)置在多個(gè)第一線和第二線的交叉處并且通過操作根據(jù)不同的電阻狀態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)器基元；以及存取電路，其通過操作經(jīng)由第一線和第二線存取存儲(chǔ)器基元，存儲(chǔ)器基元在施加具有第一極性的特定電壓時(shí)，將電阻狀態(tài)從第一電阻狀態(tài)變?yōu)榈诙娮锠顟B(tài)，以及在施加具有極性與第一極性相反的第二極性的特定電壓時(shí)，將電阻狀態(tài)從第二電阻狀態(tài)變?yōu)榈谝浑娮锠顟B(tài)，以及存取電路將對存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓施加到與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的第一線和第二線，并將與未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的第一線和第二線中的至少一者置于浮動(dòng)狀態(tài)以對選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的結(jié)構(gòu)的圖。[0010]圖2是根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的存儲(chǔ)器基元陣列的一部分的透視圖。
[0011]圖3A是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的存儲(chǔ)器基元的電路符號(hào)的圖。
[0012]圖3B是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的存儲(chǔ)器基元的電壓-電流特性的圖。
[0013]圖4是根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的存儲(chǔ)器基元陣列的一部分的等價(jià)電路圖。
[0014]圖5是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的圖。
[0015]圖6是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的處于待命狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列的偏壓狀態(tài)的圖。
[0016]圖7是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的處于主動(dòng)待命狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列的偏壓狀態(tài)的圖。
[0017]圖8是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的處于存取狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列的偏壓狀態(tài)的圖。
[0018]圖9是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的存取狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列的電壓狀態(tài)的圖。
[0019]圖10是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的處于存取狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列的偏壓狀態(tài)的圖。
[0020]圖11是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中在出現(xiàn)缺陷時(shí)的處理方法的圖。
[0021]圖12是示出根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的位線和字線的選擇實(shí)例的圖。
[0022]圖13是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的位線和字線的選擇實(shí)例的圖。
[0023]圖14是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的位線和字線的選擇實(shí)例的圖。
[0024]圖15是示出根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的讀操作的圖。
[0025]圖16是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的選擇的位線和未選擇的位線上的電壓變化的圖。
[0026]圖17是示出根據(jù)第四實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的處于存取狀態(tài)的電流路徑的影響的圖。
[0027]圖18是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的處于存取狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列的偏壓狀態(tài)的圖。
[0028]圖19是示出根據(jù)同一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的浮動(dòng)存取方法的處于存取狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列的偏壓狀態(tài)的圖。
[0029]圖20是示出根據(jù)第五實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的行控制電路的結(jié)構(gòu)的圖。【具體實(shí)施方式】[0030]下面將參照附圖描述根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。
[0031][第一實(shí)施例]
[0032]<半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的結(jié)構(gòu)>
[0033]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的結(jié)構(gòu)的圖。該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置包括存儲(chǔ)器基元陣列I。存儲(chǔ)器基元陣列I包括多個(gè)堆疊的存儲(chǔ)器基元墊(存儲(chǔ)器基元層)。每個(gè)存儲(chǔ)器基元墊(mat)包含多個(gè)位線BL (第一線)和多個(gè)字線WL (第二線)，以及通過這些字線WL和位線BL選擇的存儲(chǔ)器基元MC。
[0034]存儲(chǔ)器基元墊中的位線BL電連接到列控制電路2，該控制電路可通過操作控制位線BL并執(zhí)行擦除存儲(chǔ)器基元MC中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器基元MC以及從存儲(chǔ)器基元MC讀取數(shù)據(jù)(在下文中，擦除存儲(chǔ)器基元MC中的數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器基元MC被統(tǒng)稱為“寫操作”，從存儲(chǔ)器基元MC讀取數(shù)據(jù)被稱為“讀操作”。此外，寫操作和讀操作被統(tǒng)稱為“存取操作”)。列控制電路2包括位線驅(qū)動(dòng)器2’，該驅(qū)動(dòng)器可通過操作將存取操作所需的電壓提供給位線BL，列控制電路2還包括感測放大器SA，該放大器可通過操作感測和放大在讀操作時(shí)在存儲(chǔ)器基元MC流動(dòng)的電流以確定在存儲(chǔ)器基元MC中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0035]另一方面，存儲(chǔ)器基元墊中的字線WL電連接到行控制電路3，該電路可通過操作，在存取操作時(shí)在字線EL中進(jìn)行選擇。行控制電路3包括字線驅(qū)動(dòng)器3’，該驅(qū)動(dòng)器可通過操作將存取操作所需的電壓提供給字線WL。行控制電路3與列控制電路2 —起包含在存取電路中。
[0036]圖2是示出存儲(chǔ)器基元陣列I的一部分的透視圖。
[0037]存儲(chǔ)器基元陣列I是交叉點(diǎn)類型的存儲(chǔ)器基元陣列。存儲(chǔ)器基元陣列I中的存儲(chǔ)器基元墊MM包括多個(gè)平行布置的位線BL，以及多個(gè)在與位線BL交叉的方向上平行布置的字線WL。位線BL和字線WL的每個(gè)交叉處設(shè)置有夾在這兩種線之間的存儲(chǔ)器基元MC。存儲(chǔ)器基元陣列I包括以多層堆疊的多個(gè)這樣的存儲(chǔ)器基元墊MM，如上所述，其中垂直相鄰的存儲(chǔ)器基元墊MM共用字線WL或位線BL。在圖2的實(shí)例中，位于存儲(chǔ)器基元陣列I的最低層的存儲(chǔ)器基元墊MMO和鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MMO之上的存儲(chǔ)器基元墊MMl共用字線 WL00-WL02。
[0038]在下文中，一組布置在存儲(chǔ)器基元墊麗中相同位置的位線BL (例如，位線BL00、BLlO和BL20)被稱為“位線組”。類似地，一組布置在存儲(chǔ)器基元墊麗中相同位置的字線WL (例如，字線WLOO和WL10)被稱為“字線組”。此外，如圖2中的虛線所示，在一個(gè)位線組和一個(gè)字線組的交叉處設(shè)置的一組存儲(chǔ)器基元MC被稱為“存儲(chǔ)器基元組”。
[0039]圖3A是示出存儲(chǔ)器基元MC的電路符號(hào)的圖。圖3B是示出存儲(chǔ)器基元MC的電壓-電流特性的圖。在下文中，圖3A所示的節(jié)點(diǎn)Na被稱為“陽極”，節(jié)點(diǎn)Ne被稱為“陰極”。圖3A中箭頭所示的從陽極Na面向陰極Ne的方向被稱為“正向”，與其相反的方向被稱為“反向”。因此，當(dāng)陰極Ne上的電壓低于陽極Na上的電壓時(shí)，偏壓為正向偏壓(第一極性)，而當(dāng)陰極Ne上的電壓高于陽極Na上的電壓時(shí)，偏壓為反向偏壓(第二極性)。
[0040]存儲(chǔ)器基元MC包括可變電阻元件并根據(jù)可變電阻元件的不同電阻狀態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在下文中，包括處于高電阻狀態(tài)(第一電阻狀態(tài))的可變電阻元件的存儲(chǔ)器基元MC的狀態(tài)被稱為“復(fù)位狀態(tài)”，而包括處于低電阻狀態(tài)(第二電阻狀態(tài))的可變電阻元件的存儲(chǔ)器基元MC的狀態(tài)被稱為“置位狀態(tài)”。此外，將處于復(fù)位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC改變?yōu)橹梦粻顟B(tài)的操作被稱為“置位操作”，而將處于置位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC改變?yōu)閺?fù)位狀態(tài)的操作被稱為“復(fù)位操作”。因此，寫操作也包含“置位操作”和“復(fù)位操作”。
[0041]存儲(chǔ)器基元MC具有固體電解質(zhì)的性質(zhì)。這是根據(jù)偏壓方向(施加電壓的極性)而使電壓-電流特性非對稱的性質(zhì)，如圖3B所示。從圖3B可看出，存儲(chǔ)器基元MC的電壓-電流特性使得基元電流可以通過I?A exp (aV) (Α和α均為常數(shù))來估計(jì)，除了施加電壓V=O附近。當(dāng)處于復(fù)位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加正向偏壓時(shí)，系數(shù)α幾乎與當(dāng)處于復(fù)位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加反向偏壓時(shí)以及當(dāng)處于置位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加反向偏壓時(shí)的系數(shù)相同。相反，當(dāng)處于置位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加正向偏壓時(shí)，系數(shù)α變得非常大。進(jìn)一步地，在施加電壓V=O的附近InI變?yōu)橥?br> [0042]當(dāng)處于復(fù)位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加正向偏壓時(shí)，存儲(chǔ)器基元MC在從OV附近到置位電壓Vset的施加電壓V的范圍內(nèi)仍保持復(fù)位狀態(tài)。在該實(shí)例中，流入存儲(chǔ)器基元MC的基元電流I根據(jù)施加電壓V的變化而可逆地變化(箭頭a0)。當(dāng)施加電壓V變得等于或高于置位電壓Vset時(shí),存儲(chǔ)器基元MC的狀態(tài)從復(fù)位狀態(tài)不可逆地改變?yōu)橹梦粻顟B(tài)(置位操作)(箭頭al)。
[0043]另一方面，當(dāng)處于置位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加正向偏壓時(shí)，流入存儲(chǔ)器基元MC的電流I根據(jù)施加電壓V的變化而可逆地變化(箭頭a2)。但是，即使在施加電壓V升高時(shí)，只要處于置位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加正向偏壓，便不轉(zhuǎn)換為復(fù)位狀態(tài)。
[0044]當(dāng)處于復(fù)位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加反向偏壓時(shí)，流入存儲(chǔ)器基元MC的電流I根據(jù)施加電壓V的變化而可逆地變化(箭頭a3)。但是，即使在施加電壓V升高時(shí)，只要處于復(fù)位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加反向偏壓，便不轉(zhuǎn)換為置位狀態(tài)。
[0045]另一方面，當(dāng)處于置位狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元MC被施加反向偏壓時(shí)，存儲(chǔ)器基元MC在從OV (從OV起的反向偏壓)到電壓-Vreset的施加電壓范圍內(nèi)仍保持處于置位狀態(tài)(在下文中，Vreset被稱為“復(fù)位電壓”)。在該實(shí)例中，流入存儲(chǔ)器基元MC的基元電流I根據(jù)施加電壓V的變化而可逆地變化(箭頭a3)。當(dāng)施加電壓V變得等于或低于電壓-Vreset時(shí)，存儲(chǔ)器基元MC的狀態(tài)從置位狀態(tài)不可逆地改變?yōu)閺?fù)位狀態(tài)(復(fù)位操作)。
[0046]圖4是示出存儲(chǔ)器基元陣列I的一部分的等價(jià)電路圖，即，圖2中的虛線所示的存儲(chǔ)器基元組MG。當(dāng)使用圖3A和3B所示的存儲(chǔ)器基元MC配置具有三維結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)類型的存儲(chǔ)器基元陣列I時(shí)，存儲(chǔ)器基元墊MM以圖4所示的這樣的方式堆疊:使存儲(chǔ)器基元MC的上下表面在每層反轉(zhuǎn)。例如，存儲(chǔ)器基元墊MMO中的存儲(chǔ)器基元MC002和在鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MMO之上的存儲(chǔ)器基元墊MMl中的存儲(chǔ)器基元MC102被布置成使得上下表面反轉(zhuǎn)，夾住存儲(chǔ)器基元墊MMO和MMl共用的字線WL00。這是因?yàn)榧词勾怪毕噜彽拇鎯?chǔ)器基元墊麗共用位線BL或字線WL，存儲(chǔ)器基元MC被設(shè)置成使得從位線BL面向字線WL的方向成為所有存儲(chǔ)器基元墊MM中的正向。
[0047]<對存儲(chǔ)器基元的存取操作>
[0048]下面的描述涉及對具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的存儲(chǔ)器基元MC執(zhí)行的存取操作。在下文中，使用圖3B中的雙極型存儲(chǔ)器基元MC描述存取操作。但是，此處描述的存取操作的方法可應(yīng)用于一般的存儲(chǔ)器基元，前提是這些基元具有非對稱的電壓-電流特性。
[0049]在該實(shí)施例中，在選擇存儲(chǔ)器基元墊MM中的特定存儲(chǔ)器基元MC時(shí)，存取操作所需的電壓被施加到與選擇的存儲(chǔ)器基元MC相連的位線BL和字線WL，將其它位線BL和字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。此處描述的浮動(dòng)狀態(tài)是未從外部提供/施加特定電位的狀態(tài)。換言之，它對應(yīng)于將與不期望進(jìn)行存取的存儲(chǔ)器基元MC相連的位線BL和字線WL中的至少一者置于浮動(dòng)狀態(tài)。在下文中，與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的位線還可被稱為“選擇的位線”，與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的字線還可被稱為“選擇的字線”，不與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的位線還可被稱為“未選擇的位線”，不與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的字線還可被稱為“未選擇的字線”，以及與未選擇的位線和未選擇的字線中的至少一者相連的存儲(chǔ)器基元還可被稱為“未選擇的存儲(chǔ)器基元”。
[0050]首先，描述的基礎(chǔ)是基于通過所述方法對選擇的存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取的可能性。存儲(chǔ)器基元MC的陽極連接到位線BL，陰極連接到字線WL。因此，當(dāng)對位線BL施加高電壓，并且對字線WL施加低電壓時(shí)，存儲(chǔ)器基元MC被施加正向偏壓。
[0051]如上所述，在該實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中，位線BL和字線WL由垂直相鄰的存儲(chǔ)器基元墊MM共用。當(dāng)需要選擇特定存儲(chǔ)器基元墊MM中的一個(gè)存儲(chǔ)器基元MC時(shí)，通過位線驅(qū)動(dòng)器2’和字線驅(qū)動(dòng)器3’驅(qū)動(dòng)選擇的位線BL和選擇的字線WL，其中選擇的存儲(chǔ)器基元MC位于交叉點(diǎn)處。考慮此時(shí)在存儲(chǔ)器基元陣列I中出現(xiàn)的電流路徑。
[0052]在該實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置實(shí)例中，選擇位于選擇的位線BL和選擇的字線WL的交叉處的存儲(chǔ)器基元MC。在該實(shí)例中，由于位線BL和字線WL在垂直相鄰的存儲(chǔ)器基元墊麗中反向使用，因此，從選擇的位線BL導(dǎo)向選擇的字線WL的電流路徑(除了通過選擇的存儲(chǔ)器基元MC的電流路徑)至少通過3個(gè)未選擇的存儲(chǔ)器基元MC (在下文中，僅通過3個(gè)未選擇的存儲(chǔ)器基元MC的最短電流路徑可被稱為“最短電流路徑”)。在該實(shí)例中，最短電流路徑其次通過的未選擇的存儲(chǔ)器基元被施加反向偏壓。
[0053]例如，在圖5所示的存儲(chǔ)器基元陣列I中，位于位線BLll和字線WLOO的交叉處的存儲(chǔ)器基元墊MMl中的存儲(chǔ)器基元MClOl被視為選擇的存儲(chǔ)器基元?？紤]這種情況。
[0054]選擇的位線BLll被施加電壓Vb，選擇的字線WLOO被施加低于電壓Vb的電壓Vw。電壓Vb-Vw是對存儲(chǔ)器基元MC的存取操作所需的電壓。此時(shí)，在從選擇的位線BLll導(dǎo)向選擇的字線WLOO的方向上，出現(xiàn)多個(gè)電流路徑。電流路徑PO是經(jīng)由選擇的存儲(chǔ)器基元MClOl從選擇的位線BLlI導(dǎo)向選擇的字線WLOO的電流路徑。通過該電流路徑PO，對選擇的存儲(chǔ)器基元MClOl施加約為電壓Vb-Vw的正向偏壓。電流路徑Pl是經(jīng)由未選擇的存儲(chǔ)器基元MClIUMCOlI和MC001從選擇的位線BLll導(dǎo)向選擇的字線WLOO的最短電流路徑。通過該電流路徑Pl，存儲(chǔ)器基元MCOl I被施加反向偏壓。因此，存儲(chǔ)器基元MCl 11和MCOl I僅被施加小于電壓Vb-Vw的電壓。電流路徑P2是經(jīng)由存儲(chǔ)器基元MC211、MC210和MC100從選擇的位線BLll導(dǎo)向選擇的字線WLOO的最短電流路徑。通過該電流路徑P2，存儲(chǔ)器基元MC210被施加反向偏壓。因此，存儲(chǔ)器基元MC211和MC100僅被施加小于電壓Vb-Vw的電壓?？傊?，可以確保未選擇的存儲(chǔ)器基元MC僅被施加小于施加到選擇的存儲(chǔ)器基元MC的電壓的電壓。
[0055]施加到未選擇的存儲(chǔ)器基元MC的電壓是源自從位線驅(qū)動(dòng)器2’和字線驅(qū)動(dòng)器3’施加到選擇的位線BL和選擇的字線WL的電壓并被多個(gè)未選擇的存儲(chǔ)器基元MC分壓的電壓。這可以在基元陣列墊MM的每個(gè)位置處通過自對準(zhǔn)的方式確定。
[0056]對于傳統(tǒng)的交叉點(diǎn)類型存儲(chǔ)器基元陣列，跨未選擇的存儲(chǔ)器基元施加恒定偏壓以避免對未選擇的存儲(chǔ)器基元的存取操作失敗。在此存取方法的情況下，最短電流路徑中點(diǎn)位于固定電壓處。因此，根據(jù)在存儲(chǔ)器基元墊中布置的未選擇的存儲(chǔ)器基元的位置，跨這些未選擇的存儲(chǔ)器基元施加非常大的偏壓。因此，自對準(zhǔn)情況被破壞，使得在很大程度上強(qiáng)制未選擇的存儲(chǔ)器基元接受在其中流動(dòng)基元電流。
[0057]在此方面，在該實(shí)施例中，將未選擇的位線BL和未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。因此，只有施加到選擇的位線BL和選擇的字線WL的電壓被用作固定條件。在這些條件下，存儲(chǔ)器基元陣列I以自對準(zhǔn)的方式穩(wěn)定于這樣的電壓分布:將流入未選擇的存儲(chǔ)器基元中的基元電流總量降為最小。因此，可使存取操作時(shí)存儲(chǔ)器基元陣列I中的電流消耗低于傳統(tǒng)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的電流消耗。
[0058]在下文中，該實(shí)施例的存取操作方法被稱為“浮動(dòng)存取方法”。
[0059]<存儲(chǔ)器基元存取過程>
[0060]下面的描述涉及通過浮動(dòng)存取方法對存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取的過程。此處描述了簡單的實(shí)例，其目標(biāo)是存儲(chǔ)器基元陣列I中堆疊的3X3存儲(chǔ)器基元墊MM，其中對設(shè)置在存儲(chǔ)器基元墊MMl中的位線BLll和字線WLOl的交叉處的存儲(chǔ)器基元MClll進(jìn)行存取。
[0061]圖6是示出在對存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取之前的狀態(tài)的圖，即，保持存儲(chǔ)器基元MC的電阻狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)。在下文中，該狀態(tài)被稱為“待命狀態(tài)”。
[0062]在待命狀態(tài)中，所有位線BL和字線WL被設(shè)為幾乎等于接地電壓的電壓Ns (第一電壓或第四電壓。在待命狀態(tài)中，保持存儲(chǔ)器基元MC的電阻狀態(tài)，因此存儲(chǔ)器基元陣列I中的數(shù)據(jù)可以固定。在待命狀態(tài)下，任何存儲(chǔ)器基元MC都不被施加偏壓。
[0063]圖7是示出即將對存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取之時(shí)存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)的圖。在下文中，該狀態(tài)被稱為“主動(dòng)待命狀態(tài)”。
[0064]在主動(dòng)待命狀態(tài)下，存儲(chǔ)器基元陣列I中的所有位線BL和字線WL被設(shè)為特定電壓V (第二電壓或第五電壓)。該電壓V根據(jù)寫操作(置位操作和復(fù)位操作)和讀操作具有不同的值。在寫操作實(shí)例中，電壓V變?yōu)閹缀醯扔谥梦浑妷篤set、復(fù)位電壓Vreset或這些電壓附近的電壓Vd —半的電壓(?Vset/2、?Vreset/2、?Vd/2)。另一方面，在讀操作實(shí)例中，電壓V變?yōu)閹缀醯扔诖嫒‰妷篤acc的電壓。存取電壓Vacc是在讀操作時(shí)在選擇的位線BL上設(shè)定的電壓。該電壓低于置位電壓Vset和復(fù)位電壓Vreset，因此它無法改變存儲(chǔ)器基元MC的狀態(tài)。另外在主動(dòng)待命狀態(tài)中，與待命狀態(tài)類似，任何存儲(chǔ)器基元MC都沒被施加偏壓。
[0065]當(dāng)在主動(dòng)待命狀態(tài)下在所有位線BL和字線WL上設(shè)置的電壓V等于或低于在下面描述的存取狀態(tài)下在位線BL或字線WL上設(shè)置的最大電壓時(shí)，電壓V便足夠。因此，可針對感測放大器SA將電壓設(shè)為適當(dāng)?shù)闹怠＠?，在讀操作實(shí)例中設(shè)定V=?Vacc/2或在寫操作實(shí)例中設(shè)定V=Vd,這允許用于穩(wěn)定基元電流的時(shí)間與感測放大器SA的激活相匹配。此外，可以對選擇的位線、未選擇的位線、選擇的字線以及未選擇的字線分別設(shè)置不同的最優(yōu)電壓。
[0066]圖8是示出當(dāng)數(shù)據(jù)實(shí)際被讀出存儲(chǔ)器基元MC時(shí)存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)的圖。在下文中，除了該狀態(tài)，下面將描述的存儲(chǔ)器基元MC實(shí)際被改變?yōu)橹梦粻顟B(tài)的狀態(tài)，以及存儲(chǔ)器基元MC實(shí)際被改變?yōu)閺?fù)位狀態(tài)的狀態(tài)分別被稱為“存取狀態(tài)”。因此，存取操作包括3個(gè)狀態(tài):待命狀態(tài)、主動(dòng)待命狀態(tài)和存取狀態(tài).[0067]在讀操作(第一存取操作)的存取狀態(tài)下，選擇的位線BL被施加存取電壓Vacc (第三電壓)，選擇的字線WLOl被施加電壓Vs，同時(shí)將未選擇的位線BL和未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。圖8使用V?表示處于浮動(dòng)狀態(tài)的位線BL和字線WL上的電壓。
[0068]在該實(shí)例中，在主動(dòng)待命狀態(tài)下，所有位線BL和字線WL之前已被設(shè)為電壓V=Vacc0因此，選擇的位線BLll無法為處于浮動(dòng)狀態(tài)的未選擇的位線BL和未選擇的字線WL充電。因此，選擇的位線BLll迅速根據(jù)選擇的存儲(chǔ)器基元MClll中的數(shù)據(jù)而展現(xiàn)出基元電流。當(dāng)在感測放大器SA處感測到流入選擇的位線BLll的基元電流時(shí)，可判定選擇的存儲(chǔ)器基元MClll的狀態(tài)(置位狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài))。選擇的存儲(chǔ)器基元MC的置位狀態(tài)和復(fù)位狀態(tài)分別對應(yīng)于“O”和“I”。因此，通過判定存儲(chǔ)器基元MC的狀態(tài)，可以讀出在選擇的存儲(chǔ)器基元MClll中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0069]處于浮動(dòng)狀態(tài)的位線BL和字線WL上的電壓(電壓V?)可根據(jù)布置在存儲(chǔ)器基元陣列I中的存儲(chǔ)器基元MC的位置以自對準(zhǔn)方式穩(wěn)定于特定電壓。在處理期間，電流也流入未選擇的存儲(chǔ)器基元MC。流入未選擇的存儲(chǔ)器基元MC的電流可粗略分為間接正向電流和間接反向電流。當(dāng)流經(jīng)最短電流路徑的電流在路上沿正向通過未選擇的存儲(chǔ)器基元時(shí)，該未選擇的存儲(chǔ)器基元被稱為“間接正向電流流動(dòng)的存儲(chǔ)器基元”。當(dāng)流經(jīng)最短電流路徑的電流在路上沿反向通過未選擇的存儲(chǔ)器基元時(shí)，該未選擇的存儲(chǔ)器基元被稱為“間接反向電流流動(dòng)的存儲(chǔ)器基元”。圖8分別利用空心箭頭示出流入選擇的存儲(chǔ)器基元MC的基元電流，利用實(shí)線箭頭示出間接正向電流流動(dòng)的未選擇存儲(chǔ)器基元MC，以及利用虛線箭頭示出間接反向電流流動(dòng)的未選擇存儲(chǔ)器基元MC?？招募^、實(shí)線箭頭和虛線箭頭還指示電流方向。
[0070]例如，當(dāng)觀察經(jīng)由未選擇的存儲(chǔ)器基元MC10UMC100和MCllO從選擇的位線BLll導(dǎo)向選擇的字線WLOl的最短電流路徑PO時(shí)，間接正向電流流入未選擇的存儲(chǔ)器基元MClOl和MCl 10，而間接反向電流流入未選擇的存儲(chǔ)器基元MC100。
[0071 ] 總之，可以發(fā)現(xiàn)，間接正向電流流入與選擇的位線BLl I或選擇的字線WLOl相連的未選擇的存儲(chǔ)器基元MC，而間接反向電流流入與連接到間接正向電流流動(dòng)的存儲(chǔ)器基元的未選擇位線或未選擇字線相同的未選擇的位線BL或未選擇的字線WL相連的未選擇的存儲(chǔ)器基元MC。此外，可以發(fā)現(xiàn)，間接正向電流或間接反向電流流動(dòng)的未選擇存儲(chǔ)器基元MC可以僅存在于包含選擇的存儲(chǔ)器基元MClll的存儲(chǔ)器基元墊MMl以及鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MMl之上和之下的存儲(chǔ)器基元墊MMO和麗2的范圍內(nèi)，而不存在于與存儲(chǔ)器基元墊麗I不相鄰的存儲(chǔ)器基元墊MM3中。
[0072]圖9是示出處于存儲(chǔ)器基元MC的置位操作(第一存取操作)的存取狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)的圖。
[0073]在置位操作的存取狀態(tài)下，選擇的位線BLll被施加置位電壓Vset (第三電壓)，選擇的字線WLOl被施加電壓Vs，同時(shí)將未選擇的位線BL和未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。
[0074]在該實(shí)例中，在主動(dòng)待命狀態(tài)下，所有位線BL和字線WL之前已被設(shè)為電壓V=?Vset/2。因此，放電電流無法集中于選擇的字線WLOI，它還作為充電電流被提供給選擇的位線BL11。此外，對于遠(yuǎn)離位線驅(qū)動(dòng)器2’且接近字線驅(qū)動(dòng)器3’的位置處的未選擇的存儲(chǔ)器基元MC，可以防止置位電壓Vset附近的電壓施加到其上，甚至防止瞬間施加。
[0075]處于浮動(dòng)狀態(tài)的位線BL和字線WL上的電壓(電壓V?)可根據(jù)存儲(chǔ)器基元陣列I中布置的存儲(chǔ)器基元MC的位置以自對準(zhǔn)方式穩(wěn)定在特定電壓處。在處理期間，電流也流入未選擇的存儲(chǔ)器基元MC。該點(diǎn)與在讀操作的存取狀態(tài)下的情況相同。但是電壓V的值不同，因此，存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)和電流的瞬態(tài)變化與其不同。
[0076]圖10是示出處于存儲(chǔ)器基元MC的復(fù)位操作(第二存取操作)的存取狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)的圖。
[0077]在復(fù)位操作的存取狀態(tài)中，選擇的位線BLl I被施加電壓Vs，選擇的位線WLOl被施加復(fù)位電壓Vreset (第六電壓)。該偏壓狀態(tài)與置位操作時(shí)的偏壓狀態(tài)相反。另一方面，將未選擇的位線BL和未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。
[0078]在實(shí)例中，在主動(dòng)待命狀態(tài)下，所有位線BL和字線WL之前已被設(shè)為電壓V=?Vreset/2。因此，放電電流無法集中于選擇的位線BLl I，它還作為充電電流被提供給選擇的字線WL01。此外，對于遠(yuǎn)離字線驅(qū)動(dòng)器3’且接近位線驅(qū)動(dòng)器2’的位置處的未選擇的存儲(chǔ)器基元MC，可以防止復(fù)位電壓Vreset附近的電壓施加到其上，甚至防止瞬間施加。
[0079]處于浮動(dòng)狀態(tài)的位線BL和字線WL上的電壓(電壓V?)可根據(jù)在存儲(chǔ)器基元陣列I中布置的存儲(chǔ)器基元MC的位置以自對準(zhǔn)方式穩(wěn)定在特定電壓處。在處理期間，電流也流入未選擇的存儲(chǔ)器基元MC。該點(diǎn)與在讀操作和置位操作的存取狀態(tài)下的情況相同。但是將選擇的存儲(chǔ)器基元MClll置于反向偏壓狀態(tài)。為此，間接正向電流流動(dòng)的未選擇存儲(chǔ)器基元MC和間接反向電流流動(dòng)的未選擇存儲(chǔ)器基元MC變得與在讀操作和置位操作的存取狀態(tài)下的情況完全相反。
[0080]使用上述浮動(dòng)存取方法可以容易地處理存儲(chǔ)器基元陣列I中的缺陷發(fā)生。接下來描述這一點(diǎn)。
[0081]在傳統(tǒng)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中，當(dāng)它包含故障存儲(chǔ)器基元時(shí)，考慮對其它存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的影響。因此，使用備用存儲(chǔ)器基元替代故障存儲(chǔ)器基元或者通過電路方式將故障存儲(chǔ)器基元與存儲(chǔ)器基元陣列進(jìn)行隔離作為為此提供的措施。
[0082]在此方面，在該實(shí)施例的浮動(dòng)存取方法實(shí)例中，故障存儲(chǔ)器基元可以在與該故障存儲(chǔ)器基元相連的位線BL與字線WL之間短路。即使在這種情況下，在待命狀態(tài)和主動(dòng)待命狀態(tài)下，這些位線BL和字線WL之間也沒有電壓差，不會(huì)導(dǎo)致問題。此外，在存取狀態(tài)下，選擇的存儲(chǔ)器基元MC之外的存儲(chǔ)器基元處于浮動(dòng)狀態(tài)。因此，當(dāng)存儲(chǔ)器基元陣列I內(nèi)的電阻分布變化時(shí)，便呈現(xiàn)出缺陷的影響。因此，只要對位于遠(yuǎn)離包含缺陷發(fā)生部分的區(qū)域的存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取，便可忽略此影響。即，在讀操作和寫操作時(shí)，可通過地址管理充分地將異常電流流動(dòng)區(qū)域和失敗操作區(qū)域指示為禁止存取區(qū)域。
[0083]這就像不在磁盤和光盤中使用包含缺陷的區(qū)域，并且不將包含缺陷的區(qū)域作為存儲(chǔ)元件而專門處理。當(dāng)然可以提供地址信息來禁止像對存儲(chǔ)元件那樣進(jìn)行內(nèi)部存取。但是，不需要存儲(chǔ)器基元陣列的電路系統(tǒng)使用冗余等提供支持?？梢詢H通過地址管理提供支持。
[0084]例如，缺陷在存儲(chǔ)器基元陣列I中的特定部分發(fā)生。此時(shí)，在最壞情況下，如圖11所示，在缺陷發(fā)生部分周圍出現(xiàn)沿位線BL方向和字線WL方向延伸的十字形禁止存取區(qū)域。根據(jù)缺陷類型，禁止存取區(qū)域中甚至包含可正常存取的位置。它們?nèi)Q于當(dāng)對其進(jìn)行存取時(shí)何時(shí)發(fā)生故障。因此，在實(shí)際使用狀態(tài)中管理地址。
[0085]< 結(jié)論 >
[0086]因此，根據(jù)該實(shí)施例，在存取操作時(shí)，將選擇的存儲(chǔ)器基元之外的存儲(chǔ)器基元置于浮動(dòng)狀態(tài)。這樣，可以減少電流消耗。此外，僅需要產(chǎn)生浮動(dòng)狀態(tài)。因此，諸如線驅(qū)動(dòng)器之類的周邊電路可以包括在小空間內(nèi)。進(jìn)一步地，當(dāng)缺陷在存儲(chǔ)器基元陣列中發(fā)生時(shí)，不需要任何特殊電路來補(bǔ)償缺陷，只需要地址管理來處理缺陷。因此，可以提供適合用于大容量文件存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。
[0087][第二實(shí)施例]
[0088]第一實(shí)施例描述了對一個(gè)存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取，而第二實(shí)施例描述了同時(shí)對多個(gè)存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取。
[0089]首先描述同時(shí)對多個(gè)存儲(chǔ)器基元執(zhí)行讀操作。
[0090]圖3A和3B所示的非對稱可變電阻存儲(chǔ)器基元(存儲(chǔ)器基元MC)在大量電流持續(xù)流入其中時(shí)改變其特性。因此，對于用于監(jiān)測基元電流的位線BL，需要在每個(gè)線上選擇一個(gè)存儲(chǔ)器基元以監(jiān)測在每個(gè)存儲(chǔ)器基元MC處的基元電流并對其進(jìn)行控制。
[0091]因此，在該實(shí)施例中，在同時(shí)對多個(gè)存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取時(shí)，通過執(zhí)行僅選擇一個(gè)字線WL并選擇多個(gè)位線BL。選擇的字線WL與字線驅(qū)動(dòng)器3’之間的距離縮短以在選擇的字線WL的容許電流內(nèi)選擇盡可能多的位線BL。
[0092]檢測流入選擇的位線BL的基元電流大小Icell，需要與選擇的位線BL處于同一環(huán)境的參考位線RBL。在讀操作中，驅(qū)動(dòng)位線BL和參考位線RBL(至少兩個(gè)位線)，并且流入?yún)⒖嘉痪€RBL的電流和流入選擇的位線BL的基元電流Icell在感測放大器SA中進(jìn)行比較，該放大器設(shè)置在選擇的位線BL上一端處。該比較允許判定選擇的存儲(chǔ)器基元MC的電阻狀態(tài)，即，選擇的存儲(chǔ)器基元MC中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0093]下面的描述涉及同時(shí)對多個(gè)存儲(chǔ)器基元MC執(zhí)行置位操作。
[0094]在置位操作實(shí)例中，一個(gè)選擇的字線WL被施加電壓Vs，多個(gè)選擇的位線BL被施加置位電壓Vset，同時(shí)將未選擇的位線BL和未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。
[0095]在置位操作時(shí)，可以使用感測放大器SA。與選擇的位線BL相連的該感測放大器SA在上述監(jiān)測基元電流方面發(fā)揮作用。因此，感測放大器SA用于在置位操作中監(jiān)測選擇的存儲(chǔ)器基元MC中的基元電流Icell。僅當(dāng)感測放大器SA在從復(fù)位狀態(tài)(高電阻狀態(tài))轉(zhuǎn)變?yōu)橹梦粻顟B(tài)(低電阻狀態(tài))時(shí)感測到基元電流Icell增加之時(shí)，位線BL才與位線驅(qū)動(dòng)器2’進(jìn)行隔離。這樣可以防止額外的電流流入選擇的存儲(chǔ)器基元MC并且防止選擇的存儲(chǔ)器基元MC的特性發(fā)生變化。這可通過在感測放大器SA處對流入選擇的位線BL的基元電流Icell分別進(jìn)行監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)。
[0096]下面的描述涉及同時(shí)對多個(gè)存儲(chǔ)器基元MC執(zhí)行復(fù)位操作。
[0097]在復(fù)位操作實(shí)例中，一個(gè)選擇的字線WL被施加復(fù)位電壓Vreset，多個(gè)選擇的位線BL被施加電壓Vs,同時(shí)將未選擇的位線BL和未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。
[0098]在復(fù)位操作實(shí)例中，選擇的存儲(chǔ)器基元MC被施加反向偏壓。在該實(shí)例中，因?yàn)槭褂脠D3B描述的非對稱可變電阻存儲(chǔ)器基元特性的關(guān)系，基元電流非常小。因此，選擇位線BL的方法不會(huì)變得重要。因此，按原樣轉(zhuǎn)用置位操作中使用的選擇解碼器，從而通過與在置位操作時(shí)的相同方法選擇位線BL。
[0099]在讀操作、置位操作和復(fù)位操作的任一項(xiàng)中，位線BL僅接受由一個(gè)存儲(chǔ)器基元MC引起的基元電流Icell流過。因此，可以使位線BL比字線WL長仍毫無問題。另一方面，字線WL同時(shí)驅(qū)動(dòng)包括參考位線RBL在內(nèi)的多個(gè)位線BL。這樣，當(dāng)選擇包括參考位線RBL在內(nèi)的η個(gè)位線BL時(shí)，需要字線WL容許大小為ηX Icell的電流。[0100]此外，以這樣的方式選擇多個(gè)位線BL:所述多個(gè)位線BL連接到與同一字線WL相連的存儲(chǔ)器基元。
[0101]圖12-14示出根據(jù)本實(shí)施例的選擇位線BL的實(shí)例。圖12_14中利用虛線示出的存儲(chǔ)器基元和位線分別表示參考基元RC和參考位線RBL。
[0102]圖12示出從同一存儲(chǔ)器基元墊MM中選擇多個(gè)存儲(chǔ)器基元MC的實(shí)例。選擇字線WLOO、位線BLlO和BLll使得能夠同時(shí)對存儲(chǔ)器基元墊麗I中的兩個(gè)存儲(chǔ)器基元MC100和MClOl進(jìn)行存取。
[0103]圖13示出從共用一個(gè)字線WL的垂直相鄰的兩個(gè)存儲(chǔ)器基元墊MM中選擇多個(gè)存儲(chǔ)器基元MC的實(shí)例。選擇字線WLOl、位線BLOO和BLll使得能夠同時(shí)對存儲(chǔ)器基元墊MMO中的存儲(chǔ)器基元MC000以及存儲(chǔ)器基元墊MMl中的存儲(chǔ)器基元MClOl進(jìn)行存取。
[0104]圖14與圖13類似，還示出從共用一個(gè)字線WL的垂直相鄰的兩個(gè)存儲(chǔ)器基元墊MM中選擇多個(gè)存儲(chǔ)器基元的實(shí)例。在圖14的實(shí)例中，不同于圖13，選擇屬于同一位線組的位線BLOl和BLlI。這使得能夠同時(shí)對存儲(chǔ)器基元墊MMO中的存儲(chǔ)器基元MC001以及存儲(chǔ)器基元墊MMl中的存儲(chǔ)器基元MClOl進(jìn)行存取。
[0105]除了圖12-14所示的實(shí)例，當(dāng)落在共用同一個(gè)字線WL的存儲(chǔ)器基元墊麗的范圍內(nèi)時(shí)，可以在字線WL的容許電流的范圍內(nèi)任意選擇多個(gè)位線BL。
[0106]這樣，該實(shí)施例可以發(fā)揮與第一實(shí)施例相同的效用，另外同時(shí)對多個(gè)存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。這樣，可以縮短存取操作的處理時(shí)間。
[0107][第三實(shí)施例]
[0108]第三實(shí)施例描述了一種從不同的存儲(chǔ)器基元連續(xù)讀取數(shù)據(jù)的方法。在下文中，通過此方法的讀操作被稱為“連續(xù)讀操作”。
[0109]連續(xù)讀操作方法可以從兩方面考慮。第一種是固定選擇的字線并在每個(gè)存取周期按順序在位線中進(jìn)行切換和選擇的方法。第二種是固定選擇的位線并在每個(gè)存取周期按順序在字線中進(jìn)行切換和選擇的方法。在這些方法中，第二種在浮動(dòng)存取方法實(shí)例中更有利。
[0110]圖15是示出根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的連續(xù)讀操作的圖。圖16是示出當(dāng)本實(shí)施例的浮動(dòng)存取方法用于對存儲(chǔ)器基元進(jìn)行一次存取時(shí)，位線上電壓變化的圖。
[0111]在讀操作中，如在第一實(shí)施例中所述，在主動(dòng)待命狀態(tài)下，所有位線BL和字線WL被施加存取電壓Vacc0之后，在存取狀態(tài)下，選擇的位線BL被施加存取電壓Vacc，選擇的字線WL被施加電壓Ns’同時(shí)將未選擇的位線BL和未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。
[0112]在該實(shí)例中，如圖16所示，選擇的位線BL上的電壓Vb在存取操作開始時(shí)(在時(shí)刻t0處)幾乎不會(huì)從存取電壓Vacc進(jìn)行變化。另一方面，盡管在每個(gè)位線BL發(fā)生變化，但是未選擇的位線上的電壓Vb朝著電壓Ns降低，從而降為顯著地低于存取電壓Vacc。
[0113]因此，如在第二方法中那樣，位線BL上的電壓Vb固定不變以減少存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)變化。這樣可以更快地執(zhí)行連續(xù)讀操作。
[0114]總之，如圖15所示，選擇的位線BL上的電壓Vb固定到存取電壓Vacc(第七電壓)，同時(shí)按順序切換選擇的字線WL。這需要使用接地電壓附近的電壓Vs (第九電壓)驅(qū)動(dòng)選擇的字線WL。在浮動(dòng)存取方法實(shí)例中，選擇的字線Wl之外的字線處于浮動(dòng)狀態(tài)，并且相應(yīng)地已經(jīng)被放電為接近電壓Vs。這樣，當(dāng)按順序切換選擇字線WL時(shí)，存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)無法顯著變化。[0115]在連續(xù)讀操作實(shí)例中，需要在切換選擇的字線WL的每個(gè)存取周期初始化感測放大器SA。
[0116]這樣，該實(shí)施例可以發(fā)揮與第一實(shí)施例相同的效用。此外，在連續(xù)讀操作時(shí)，使用固定選擇的位線并按順序切換選擇的字線的方法可以能夠執(zhí)行高速度、低功耗連續(xù)讀操作的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。
[0117][第四實(shí)施例]
[0118]第四實(shí)施例描述了具有共用字線驅(qū)動(dòng)器3’的多個(gè)字線WL的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。
[0119]在浮動(dòng)存取方法實(shí)例中，僅使用特定電壓驅(qū)動(dòng)選擇的位線BL和選擇的字線WL。在該實(shí)例中，當(dāng)字線WL屬于不同的存儲(chǔ)器基元墊MM時(shí)，它們可以共用字線驅(qū)動(dòng)器3’。
[0120]首先描述在對特定存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取時(shí)改變偏壓狀態(tài)的存儲(chǔ)器基元陣列I中的范圍。
[0121]包含選擇的存儲(chǔ)器基元MC的選擇的存儲(chǔ)器基元墊MM上的電壓主要對鄰近地位于該選擇的存儲(chǔ)器基元墊MM的之上和之下并且被最短電流基元通過的存儲(chǔ)器基元墊MM產(chǎn)生影響。在圖17所示的實(shí)例中，當(dāng)對設(shè)置在位線BLOl和字線WLlO的交叉處的存儲(chǔ)器基元墊MMl中的存儲(chǔ)器基元MClOl進(jìn)行存取時(shí)，出現(xiàn)在圖17中利用虛線示出的最短電流路徑PO和Plo電流路徑PO是經(jīng)由鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MMl之下的存儲(chǔ)器基元墊MMO中的未選擇的存儲(chǔ)器基元MCOOl和MC000以及存儲(chǔ)器基元墊MMl中的未選擇的存儲(chǔ)器基元MC100從選擇的位線BLlO導(dǎo)向選擇的字線WLlO的路徑。電流路徑Pl是經(jīng)由存儲(chǔ)器基元墊麗I中的未選擇的存儲(chǔ)器基元MClll以及鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MMl之上的存儲(chǔ)器基元墊MM2中的未選擇的存儲(chǔ)器基元MC210和MC200從選擇的位線BLlO導(dǎo)向選擇的字線WLlO的路徑。因此，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對存儲(chǔ)器基元墊MMl中的存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取時(shí)，兩個(gè)鄰近地位于之上和之下的存儲(chǔ)器基元墊MMO和MM2形成主要受到影響的范圍。在下文中，此范圍被稱為“電流路徑范圍”。圖17中由“float*”表示的字線是需要保持浮動(dòng)狀態(tài)并停留在自對準(zhǔn)電壓上的字線WL。
[0122]如在第二實(shí)施例中，當(dāng)選擇多個(gè)位線BL時(shí)，選擇的存儲(chǔ)器基元MC落在共用選擇的字線WL的兩個(gè)選擇的存儲(chǔ)器基元墊MM的范圍內(nèi)。當(dāng)同時(shí)對多個(gè)存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取時(shí)，位于選擇的字線WL的層之上和之下的每兩個(gè)存儲(chǔ)器基元墊MM形成主電流路徑范圍。
[0123]相反，主電流路徑范圍之外的區(qū)域中的電壓設(shè)置幾乎不對選擇的存儲(chǔ)器基元MC及其周邊區(qū)域產(chǎn)生任何影響。因此，在主電流電路范圍內(nèi)利用“float*”示出的字線可以保持浮動(dòng)狀態(tài)并且不固定到特定電壓的條件下，可以使用一個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器3’同時(shí)驅(qū)動(dòng)包含選擇的存儲(chǔ)器基元墊MM在內(nèi)的多個(gè)選擇的存儲(chǔ)器基元墊MM中的字線。因此，可以簡單配置字線驅(qū)動(dòng)器3’。
[0124]在該實(shí)施例中，在存儲(chǔ)器基元墊MM堆疊方向上對齊的字線每隔一個(gè)共用字線驅(qū)動(dòng)器3’。總之，在同一字線組中，從低層起偶數(shù)編號(hào)的字線WL和從低層起奇數(shù)編號(hào)的字線WL被分到各自的集合中，每個(gè)集合被確定為共用一個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器3a’ (第一驅(qū)動(dòng)器)、3b’ (第二驅(qū)動(dòng)器)。
[0125]如果選擇的字線WL為奇數(shù)編號(hào)的字線，則字線驅(qū)動(dòng)器3a’使用電壓Vw驅(qū)動(dòng)該字線，同時(shí)也驅(qū)動(dòng)其它奇數(shù)編號(hào)的字線WL。當(dāng)選擇的字線WL為偶數(shù)編號(hào)的字線時(shí)，字線驅(qū)動(dòng)器3b’使用電壓Vw驅(qū)動(dòng)該字線，同時(shí)也驅(qū)動(dòng)其它偶數(shù)字線WL。此類驅(qū)動(dòng)字線WL的方法可以保持主電流路徑范圍的偏壓狀態(tài)。
[0126]圖18和19提供示出在該實(shí)施例中當(dāng)對特定存儲(chǔ)器基元MC進(jìn)行存取時(shí)存儲(chǔ)器基元陣列I的偏壓狀態(tài)的圖。圖18示出當(dāng)選擇奇數(shù)編號(hào)的字線WL時(shí)的情況，圖19示出當(dāng)選擇偶數(shù)編號(hào)的字線WL時(shí)的情況。在附圖中，與圖17類似，“float*”示出需要保持浮動(dòng)狀態(tài)并停留在自對準(zhǔn)電壓上的字線WL。
[0127]字線WL從低層到高層WL00、WL01-WL80、WL81進(jìn)行堆疊。在這些字線當(dāng)中，奇數(shù)編號(hào)的字線WL10、WL30、WL50和WL70共用一個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器3a’，如圖18所示。此外，偶數(shù)編號(hào)的字線WL00、WL20、WL40、WL60和L80共用一個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器3b’，如圖19所示。
[0128]如圖18所示，在選擇存儲(chǔ)器基元墊麗5中的存儲(chǔ)器基元MC500和存儲(chǔ)器基元墊MM6中的存儲(chǔ)器基元MC600時(shí)，鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MM5之下的存儲(chǔ)器基元墊MM4到鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MM6之上的存儲(chǔ)器基元墊MM7形成主電流路徑范圍。在該實(shí)例中，從字線驅(qū)動(dòng)器3a’向奇數(shù)編號(hào)的字線WL施加電壓Vw，同時(shí)偶數(shù)編號(hào)的字線WL被置于浮動(dòng)狀態(tài)。這樣可以在電流路徑范圍內(nèi)，將電壓Vw施加到選擇的字線WL30并將未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。因此，不對未選擇的存儲(chǔ)器基元MC施加任何額外的電壓，僅對選擇的存儲(chǔ)器基元MC500和MC600執(zhí)行存取操作。
[0129]如圖19所示，在選擇存儲(chǔ)器基元墊麗7中的存儲(chǔ)器基元MC700和存儲(chǔ)器基元墊MM8中的存儲(chǔ)器基元MC800時(shí)，鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MM7之下的存儲(chǔ)器基元墊MM6到鄰近地位于存儲(chǔ)器基元墊MM8之上的存儲(chǔ)器基元墊MM9形成主電流路徑范圍。在該實(shí)例中，從字線驅(qū)動(dòng)器3b’向偶數(shù)編號(hào)的字線WL施加電壓Vw，同時(shí)奇數(shù)編號(hào)的字線WL被置于浮動(dòng)狀態(tài)。這樣可以在電流路徑范圍內(nèi)，將電壓Vw施加到選擇的字線WL40并將未選擇的字線WL置于浮動(dòng)狀態(tài)。因此，不對未選擇的存儲(chǔ)器基元MC施加任何額外的電壓，僅對選擇的存儲(chǔ)器基元MC500和MC600執(zhí)行存取操作。
[0130]這樣，該實(shí)施例可以發(fā)揮與第一實(shí)施例相同的效用。此外，字線驅(qū)動(dòng)器3’可以在多個(gè)存儲(chǔ)器基元墊MM之中共用。因此，可以縮小行控制電路3的電路規(guī)模并且還提供芯片尺寸減小的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。
[0131][第五實(shí)施例]
[0132]在第五實(shí)施例中，描述與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中列控制電路2和行控制電路3的結(jié)構(gòu)有關(guān)的實(shí)施例，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置包括存儲(chǔ)器基元陣列1，該陣列包括多個(gè)堆疊的存儲(chǔ)器基元墊麗。
[0133]就芯片大小而言，在每個(gè)存儲(chǔ)器基元墊MM中的每個(gè)字線WL處單獨(dú)提供字線驅(qū)動(dòng)器3’是不利的。因此，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體器件被配置為在由特定數(shù)量的字線組構(gòu)成的每個(gè)字線塊處共用一個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器3’。
[0134]圖20是示出根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置中的行控制電路3的結(jié)構(gòu)的圖。除了字線驅(qū)動(dòng)器3’，行控制電路3還包括存儲(chǔ)器基元墊選擇電路、存儲(chǔ)器基元墊內(nèi)位置選擇電路，以及線塊選擇電路。
[0135]在每個(gè)字線塊處設(shè)置一個(gè)線塊選擇電路。線塊選擇電路是可通過操作選擇字線塊的電路，該字線塊包含存儲(chǔ)器基元陣列I中的選擇的字線WL。
[0136]在每個(gè)字線塊處設(shè)置一個(gè)存儲(chǔ)器基元墊內(nèi)位置選擇電路。存儲(chǔ)器基元墊內(nèi)位置選擇電路是可通過操作，選擇存儲(chǔ)器基元墊MM中選擇的字線WL的位置的電路。換言之，它是可通過操作，選擇在線塊選擇電路處所選擇的字線塊中包含選擇的字線WL的字線組的電路。
[0137]在每個(gè)字線組處設(shè)置一個(gè)存儲(chǔ)器基元墊選擇電路。存儲(chǔ)器基元墊選擇電路是可通過操作，選擇在線塊選擇電路處所選擇的字線塊中包含選擇的字線WL的存儲(chǔ)器基元墊MM的電路。如在第四實(shí)施例中那樣，當(dāng)需要統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)作為奇數(shù)編號(hào)的字線集合和偶數(shù)編號(hào)的字線集合的字線組時(shí)，將存儲(chǔ)器基元墊選擇電路形成為分支選擇電路。
[0138]在圖20所示的結(jié)構(gòu)實(shí)例中，兩個(gè)選擇電路(S卩，存儲(chǔ)器基元墊內(nèi)位置選擇電路和存儲(chǔ)器基元墊選擇電路)使得可以選擇特定存儲(chǔ)器基元墊MM中的一個(gè)字線WL。從字線驅(qū)動(dòng)器3’提供的電壓Vw經(jīng)由線塊選擇電路、線組選擇電路和存儲(chǔ)器基元墊選擇電路被提供給選擇的字線WL。
[0139]至于列控制電路2，與圖20類似，其可被配置為通過設(shè)置線塊選擇電路、存儲(chǔ)器基元墊內(nèi)位置選擇電路和存儲(chǔ)器基元墊選擇電路，在由特定數(shù)量的位線組構(gòu)成的每個(gè)位線塊處共用一個(gè)位線驅(qū)動(dòng)器2’。但是，如在第四實(shí)施例中描述的那樣，在位線BL實(shí)例中，一個(gè)位線驅(qū)動(dòng)器2’無法同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)位線BL。因此需要注意，列控制電路2中的存儲(chǔ)器基元墊選擇電路無法像在行控制電路3中那樣被配置為分支選擇電路。
[0140]這樣，該實(shí)施例可以發(fā)揮與第一實(shí)施例相同的效用。此外，位線驅(qū)動(dòng)器2’或字線驅(qū)動(dòng)器3’可以設(shè)置在每個(gè)線塊處。因此，可以提供芯片尺寸減小的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。
[0141][其它]
[0142]盡管描述了特定實(shí)施例，但是這些實(shí)施例僅是通過示例的方式展現(xiàn)的，并非旨在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，此處描述的新穎方法和系統(tǒng)可以通過各種其它形式體現(xiàn):此夕卜，在不偏離本發(fā)明的精神的情況下，可以對此處描述的方法和系統(tǒng)的形式做出各種省略、替換和改變。所附權(quán)利要求及其等同物旨在涵蓋落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的此類形式或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，包括: 存儲(chǔ)器基元陣列，其包括存儲(chǔ)器基元層，所述存儲(chǔ)器基元層包含多個(gè)第一線、與所述第一線交叉的多個(gè)第二線，以及設(shè)置在所述多個(gè)第一線和第二線的交叉處、并通過操作以根據(jù)不同的電阻狀態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)器基元；以及 存取電路，其通過操作，經(jīng)由所述第一線和第二線對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取， 所述存儲(chǔ)器基元在施加具有第一極性的特定電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從第一電阻狀態(tài)改變?yōu)榈诙娮锠顟B(tài)，以及在施加具有極性與所述第一極性相反的第二極性的特定電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從第二電阻狀態(tài)改變?yōu)樗龅谝浑娮锠顟B(tài)，以及 所述存取電路將對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓施加到與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線，并將與未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于浮動(dòng)狀態(tài)以對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 處于所述第一極性的所述存儲(chǔ)器基元的電壓-電流特性在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第二電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度大于在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第一電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度，以及 處于所述第二極性的所述存儲(chǔ)器基元的電壓-電流特性在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第一電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度基本等于在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第二電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，在用于對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的第一存取操作時(shí)，將所述多個(gè)第一線和所述多個(gè)第二線設(shè)為`第一電壓， 然后將所述多個(gè)第一線或所述多個(gè)第二線設(shè)為高于所述第一電壓的第二電壓， 然后將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線設(shè)為等于或高于所述第二電壓的第三電壓，將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第二線設(shè)為所述第一電壓，并將與所述未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于所述浮動(dòng)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，在用于對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的第二存取操作時(shí)，將所述多個(gè)第一線或所述多個(gè)第二線設(shè)為第四電壓， 然后將所述多個(gè)第一線和所述多個(gè)第二線設(shè)為高于所述第四電壓的第五電壓， 然后將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第二線設(shè)為等于或高于所述第五電壓的第六電壓，將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線設(shè)為所述第四電壓，并將與所述未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于所述浮動(dòng)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，當(dāng)缺陷部分存在于所述存儲(chǔ)器基元陣列中時(shí)，對包含所述缺陷部分的禁止存取區(qū)域執(zhí)行地址管理，并根據(jù)所述地址管理對所述禁止存取區(qū)域之外的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路包括感測放大器，其通過操作感測經(jīng)由所述第一線流入所述存儲(chǔ)器基元的基元電流，并且所述存取電路將對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓施加到一個(gè)第二線和與連接到所述一個(gè)第二線的特定數(shù)量的選擇的存儲(chǔ)器基元相連的特定數(shù)量的第一線，以同時(shí)對所述特定數(shù)量的選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路選擇所述多個(gè)第一線中的一個(gè)第一線并將所述選擇的第一線固定到第七電壓，按順序切換和選擇所述多個(gè)第二線中的一個(gè)第二線，將所述選擇的第二線設(shè)為低于所述第七電壓的第八電壓，并將其它第二線置于所述浮動(dòng)狀態(tài)以按順序?qū)υO(shè)置在所述選擇的第一線和所述選擇的第二線的交叉處的所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存儲(chǔ)器基元陣列包括堆疊的多個(gè)存儲(chǔ)器基元層， 每個(gè)存儲(chǔ)器基元層與在所述多個(gè)存儲(chǔ)器基元層的堆疊方向的一側(cè)鄰近所述存儲(chǔ)器基元層的另一存儲(chǔ)器基元層共用所述第一線，并且與在另一側(cè)鄰近所述存儲(chǔ)器基元層的另一存儲(chǔ)器基元層共用所述第二線， 所述存取電路包括通過操作感測經(jīng)由所述第一線流入所述存儲(chǔ)器基元的基元電流的感測放大器，以及通過操作為所述第二線提供對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓的驅(qū)動(dòng)器，以及 所述驅(qū)動(dòng)器包括在所述存儲(chǔ)器基元層中相同位置上布置的第二線的、在沿所述堆疊方向以奇數(shù)編號(hào)的計(jì)數(shù)順序布置的第二線中所共用的第一驅(qū)動(dòng)器，以及在沿所述堆疊方向以偶數(shù)編號(hào)的計(jì)數(shù)順序布置的第二線中所共用的第二驅(qū)動(dòng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存儲(chǔ)器基元陣列包括堆疊的多個(gè)存儲(chǔ)器基元層， 所述存取電路包括通過操作選擇布置于所述存儲(chǔ)器基元層中的特定第一線或第二線的位置的線位置選擇電路，以及通過操作選擇所述多個(gè)存儲(chǔ)器基元層中的特定存儲(chǔ)器基元層的存儲(chǔ)器基元層選擇電路 。
10.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，包括: 存儲(chǔ)器基元陣列，其包括存儲(chǔ)器基元層，所述存儲(chǔ)器基元層包含多個(gè)第一線、與所述第一線交叉的多個(gè)第二線，以及設(shè)置在所述多個(gè)第一線和第二線的交叉處、并且通過操作以根據(jù)不同的電阻狀態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)器基元；以及 存取電路，其通過操作經(jīng)由所述第一線和第二線對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取， 所述存儲(chǔ)器基元在施加具有第一極性的特定電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從第一電阻狀態(tài)改變?yōu)榈诙娮锠顟B(tài)，以及在施加具有極性與所述第一極性相反的第二極性的特定電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從第二電阻狀態(tài)改變?yōu)樗龅谝浑娮锠顟B(tài)， 處于所述第一極性的所述存儲(chǔ)器基元的電壓-電流特性和處于所述第二極性的所述存儲(chǔ)器基元的電壓-電流特性不對稱，以及 所述存取電路將對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓施加到與選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線，并將與未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于浮動(dòng)狀態(tài)以對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 處于所述第一極性所述存儲(chǔ)器基元的所述電壓-電流特性在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第二電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度大于在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第一電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度，以及 處于所述第二極性的所述存儲(chǔ)器基元的所述電壓-電流特性在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第一電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度基本等于在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第二電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，在用于對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的第一存取操作時(shí)，將所述多個(gè)第一線和所述多個(gè)第二線設(shè)為第一電壓， 然后將所述多個(gè)第一線或所述多個(gè)第二線設(shè)為高于所述第一電壓的第二電壓， 然后將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線設(shè)為等于或高于所述第二電壓的第三電壓，將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第二線設(shè)為所述第一電壓，并將與所述未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于所述浮動(dòng)狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，在用于對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的第二存取操作時(shí)，將所述多個(gè)第一線或所述多個(gè)第二線設(shè)為第四電壓， 然后將所述多個(gè)第一線和所述多個(gè)第二線設(shè)為高于所述第四電壓的第五電壓， 然后將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第二線設(shè)為等于或高于所述第五電壓的第六電壓，將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線設(shè)為所述第四電壓，并將與所述未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于所述浮動(dòng)狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要 求10的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，當(dāng)缺陷部分存在于所述存儲(chǔ)器基元陣列中時(shí)，對包含所述缺陷部分的禁止存取區(qū)域執(zhí)行地址管理，并根據(jù)所述地址管理對所述禁止存取區(qū)域之外的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路包括感測放大器，其通過操作感測經(jīng)由所述第一線流入所述存儲(chǔ)器基元的基元電流，并且所述存取電路將對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓施加到一個(gè)第二線和與連接到所述一個(gè)第二線的特定數(shù)量的選擇的存儲(chǔ)器基元相連的特定數(shù)量的第一線，以同時(shí)對所述特定數(shù)量的選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
16.一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，包括: 存儲(chǔ)器基元陣列，其包括堆疊的多個(gè)存儲(chǔ)器基元層，每個(gè)存儲(chǔ)器基元層包含多個(gè)第一線、與所述第一線交叉的多個(gè)第二線，以及設(shè)置在所述多個(gè)第一線和第二線的交叉處、并且通過操作以根據(jù)不同的電阻狀態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)器基元；以及 存取電路，其通過操作經(jīng)由所述第一線和第二線對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取， 每個(gè)存儲(chǔ)器基元層與在所述多個(gè)存儲(chǔ)器基元層的堆疊方向的一側(cè)鄰近所述存儲(chǔ)器基元層的另一存儲(chǔ)器基元層共用所述第一線，并且與在另一側(cè)鄰近所述存儲(chǔ)器基元層的另一存儲(chǔ)器基元層共用所述第二線， 所述存儲(chǔ)器基元在施加具有第一極性的特定電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從第一電阻狀態(tài)改變?yōu)榈诙娮锠顟B(tài)，以及在施加具有極性與所述第一極性相反的第二極性的特定電壓時(shí)，將所述電阻狀態(tài)從所述第二電阻狀態(tài)改變?yōu)樗龅谝粻顟B(tài)， 所述存取電路將對所述存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取所需的電壓施加到與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線，并將與未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于浮動(dòng)狀態(tài)以對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 處于所述第一極性的所述存儲(chǔ)器基元的電壓-電流特性和處于所述第二極性的所述存儲(chǔ)器基元的電壓-電流特性不對稱。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 處于所述第一極性的所述存儲(chǔ)器基元的所述電壓-電流特性在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第二電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度大于在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第一電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度，以及 處于所述第二極性的所述存儲(chǔ)器基元的所述電壓-電流特性在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第一電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度基本等于在所述存儲(chǔ)器基元處于所述第二電阻狀態(tài)時(shí)具有的梯度。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，在用于對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的第一存取操作時(shí)，將所述多個(gè)第一線和所述多個(gè) 第二線設(shè)為第一電壓， 然后將所述多個(gè)第一線或所述多個(gè)第二線設(shè)為高于所述第一電壓的第二電壓， 然后將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線設(shè)為等于或高于所述第二電壓的第三電壓，將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第二線設(shè)為所述第一電壓，并將與所述未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于所述浮動(dòng)狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置，其中 所述存取電路，在用于對所述選擇的存儲(chǔ)器基元進(jìn)行存取的第二存取操作時(shí)，將所述多個(gè)第一線或所述多個(gè)第二線設(shè)為第四電壓， 然后將所述多個(gè)第一線和所述多個(gè)第二線設(shè)為高于所述第四電壓的第五電壓， 然后將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第二線設(shè)為等于或高于所述第五電壓的第六電壓，將與所述選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線設(shè)為所述第四電壓，并將與所述未選擇的存儲(chǔ)器基元相連的所述第一線和所述第二線中的至少一者置于所述浮動(dòng)狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H01L27/10GK103460295SQ201280014572
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月24日
【發(fā)明者】戶田春希 申請人:株式會(huì)社 東芝