CN102543168A - 一种抑制阻变存储器阻态波动性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制阻变存储器阻态波动性的方法，属于CMOS超大规模集成电路(ULSI)技术领域。该方法将阻变存储器件R与控制器件D并联，所述控制器件D为二极管或定值电阻，在读取电压作用下，流过处于高阻态的阻变存储器的电流IHRS的最大值小于流过控制器件D的电流ID，ID＞IHRS-max，流过控制器件D的电流ID小于阻变存储器处于低阻态时的电流ILRS，即ID＜ILRS。。本发明可以有效地消除高阻态的波动性，从而降低读取电路的复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及阻变存储器，属于CMOS超大规模集成电路(ULSI)技术领域。
背景技术
近年来，阻变存储器作为新型非挥发性存储器之一，以其结构和工艺制备简单、操作电压低、操作速度快、耐久性好、保持特性好等优势成为当前国际研究的热点。目前，阻变存储器阻态特别是高阻态在多次编程擦除操作过程中存在很大的波动性(fluctuation)。另一方面，器件间阻值状态也存在不一致性，当电路的规模增大时，这种不一致性以及电路的波动性都会增大读取电路的复杂度。因此，需要设计出高均一性、低波动性的阻变存储器结构，来降低对读取电路的要求。
发明内容
针对阻变存储器阻态存在波动性和器件间阻态存在不一致性的问题，本发明提出了一种方法，来抑制阻变存储器阻态的波动性。
本发明的技术方案为：
一种抑制阻变存储器阻态波动性的方法，将阻变存储器件R与控制器件D并联，所述控制器件D为二极管或定值电阻，在读取电压作用下，流过处于高阻态的阻变存储器的电流IHRS的最大值小于流过控制器件D的电流ID，ID＞IHRS-max，流过控制器件D的电流ID小于阻变存储器处于低阻态时的电流ILRS，即ID＜ILRS。
所述控制器件D为二极管时，该二极管的开启电压要高于阻变存储器的set电压(即从高阻态到低阻态的转换电压)，如果二极管的击穿电压较小，可以串联多个二极管提高控制器件的开启电压。
所述阻变存储器R为双极阻变存储器。
本发明的工作原理是：高阻态电流主要由并联控制器件决定，低阻态电流由阻变存储器的低阻态决定，可以有效地消除高阻态的波动性，从而降低读取电路的复杂度。
附图说明
图1为本发明示意图，其中：1-阻变存储器；2-二极管；3-定值电阻；
图2为本发明器件的电流-电压曲线图；
其中：4-二极管电流电压特性图；5-阻变存储器从高阻态向低阻态转换图；6-组合结构电压电流曲线图；7-定值电阻电流电压特性图。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本发明作进一步描述。
具体实施例一：阻变存储器和二极管并联构成组合结构。
当组合结构处于低阻态时，由于二极管处于截止状态，通过组合结构的电流主要由阻变存储器RRAM决定，此时读取器件的低阻态；
当组合结构处于高阻态时，由于阻变存储器此时的电阻大于二极管截止态的阻值，通过组合结构的电流主要是二极管的截止态电流，此时读取器件的高阻态，由于二极管的截止态电流波动性较小，所以可以有效地抑制高阻态电流的波动性；
当组合结构发生从高阻态向低阻态转变时，由于阻变存储器的开启电压(set电压)小于二极管的开启电压，当阻变存储器转变成低阻态时，组合结构的电流会突然增大，此时组合结构完成了set操作；
当组合结构发生从低阻态向高阻态转变时，由于并联的二极管处于反偏状态，流过组合结构的电流主要是阻变存储器的电流，在反向作用下，阻变存储器发生从低阻向高阻的转变，组合结构的电流会减小，此时组合结构完成了reset操作。
具体实施例二：阻变存储器和定值电阻并联构成组合结构。
当组合结构处于高阻态时，由于并联电阻的阻值大于阻变存储器处于高阻态时的阻值，通过组合结构的电流主要由定值电阻决定，此时读取器件的高阻态；
当组合结构处于低阻态时，由于阻变存储器此时的电阻小于定值电阻的阻值，通过组合结构的电流主要是流过阻变存储器的电流，此时读取器件的低阻态；
当组合结构发生从高阻态向低阻态转变时，阻变存储器会从高阻态转变成低阻态，此时组合结构的电流会突然增大，组合结构完成了set操作；
当组合结构发生从低阻态向高阻态转变时，由于并联的电阻的阻值较大，流过组合结构的电流主要是阻变存储器的电流，在反向作用下，阻变存储器发生从低阻向高阻的转变，组合结构的电流会减小，此时组合结构完成了reset操作。
虽然本说明书通过具体的实施例详细描述了本发明的阻变存储器组合结构以及工作原理，但是本领域的技术人员应该理解，本发明的实现方式不限于实施例的描述范围，在不脱离本发明实质和精神范围内，可以对本发明进行各种修改和替换。
Claims (3)
1.一种抑制阻变存储器阻态波动性的方法，其特征在于，将阻变存储器件R与控制器件D并联，所述控制器件D为二极管或定值电阻，在读取电压作用下，流过处于高阻态的阻变存储器的电流的最大值小于流过控制器件D的电流，流过控制器件D的电流小于阻变存储器处于低阻态时的电流。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器件D为二极管时，该二极管的开启电压要高于阻变存储器的set电压，如果二极管的击穿电压较小时，串联多个二极管。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阻变存储器R为双极阻变存储器。
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