DE10111454A1 - Memory arrangement for computer has memory cell field, decoder circuit with word, bit line decoders, read output for reading from individual cells by selecting corresponding word, bit lines - Google Patents

Memory arrangement for computer has memory cell field, decoder circuit with word, bit line decoders, read output for reading from individual cells by selecting corresponding word, bit lines

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DE10111454A1
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R Johannes Luyken
Franz Hofmann
Johannes Kretz
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Abstract

The memory arrangement has a memory cell field (2) and a decoder circuit for reading from the memory cells (3) with a word line decoder (8), a bit line decoder (11) and a read output (14) for reading out the contents of each individual cell by selecting the word and bit lines corresponding to individual cells. Independent claims are also included for the following: a method of reading from a memory arrangement and a computer arrangement with a processor and memory arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicheranordnung und einen Computer mit einer Speicheranordnung.The invention relates to a memory arrangement and a Computer with a memory array.

Computer mit Speicheranordnungen kommen bei den unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz, sei es als Großrechner, als Personal Computer, in Waschmaschinen, in Kraftfahrzeugen, in Telefonen, in Anrufbeantwortern oder in sonstigen Anwendungen. Ein Computer ist hierbei im weitesten Sinne als eine elektronische Steuer- und/oder Recheneinrichtung zu verstehen. Die Speicheranordnung des Computers dient dabei zum Beispiel zum Speichern von Parametern zum Betrieb des Computers. Alternativ kann die Speicheranordnung zum dauerhaften oder zwischenzeitlichen Speichern von Rechenergebnissen oder sonstigen Daten dienen.Computers with memory arrays come from different applications, be it as Mainframes, as personal computers, in washing machines, in Motor vehicles, in telephones, in answering machines or in other applications. A computer is the broadest Senses as an electronic tax and / or Computing device to understand. The memory arrangement of the Computers is used, for example, to save Parameters for operating the computer. Alternatively, the Storage arrangement for permanent or interim Store calculation results or other data.

Der Raum, der für die Speicheranordnung zur Verfügung steht, ist in der Regel begrenzt. Der begrenzte Raum wird dabei umso effizienter genutzt, je größer die Integrationsdichte, d. h. die Anzahl von Speicherzellen in einem vorgegebenen Raum oder einer vorgegebenen Fläche ist. Entsprechend ist es ein Hauptziel bei der Entwicklung und Herstellung von Speicheranordnungen, deren Integrationsdichte zu erhöhen.The space available for the storage arrangement is usually limited. The limited space becomes even more so used more efficiently, the greater the integration density, d. H. the number of memory cells in a given space or a given area. Accordingly, it is a Main goal in the development and manufacture of Memory arrays to increase their integration density.

Eine typische Speicheranordnung 301, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, weist ein Speicherzellenfeld 302 und eine Dekoderschaltung 307 auf.A typical memory arrangement 301 , as shown in FIG. 3, has a memory cell array 302 and a decoder circuit 307 .

Im Speicherzellenfeld 302 sind die Daten in Speicherzellen 303 als Speicherinhalt der Speicherzellen 303 abgespeichert. Die Dekoderschaltung 307 dient zum Auswählen der einzelnen Speicherzellen 303, um ihren Speicherinhalt auszulesen. In memory cell array 302 , the data is stored in memory cells 303 as the memory content of memory cells 303 . The decoder circuit 307 serves to select the individual memory cells 303 in order to read out their memory content.

Das Speicherzellenfeld 302 enthält entsprechend eine Mehrzahl von Speicherzellen 303, eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Wortleiterbahnen 304 und eine Mehrzahl von die Wortleiterbahnen 304 senkrecht kreuzenden und parallel zueinander verlaufenden Bitleiterbahnen 305. Dabei sind die Speicherzellen 303 an den Orten der Kreuzungen der Wortleiterbahnen 304 und der Bitleiterbahnen 305 angeordnet. Der Abstand benachbarter Wortleiterbahnen 304 und der Abstand benachbarter Bitleiterbahnen 305 stellt das Raster des Speicherzellenfeldes 302 dar.The memory cell array 302 includes a corresponding plurality of memory cells 303, a plurality of mutually parallel word conductive traces 304 and a plurality of the word line webs 304 intersecting perpendicularly and parallel to each other Bitleiterbahnen 305th The memory cells 303 are arranged at the locations of the intersections of the word conductor tracks 304 and the bit conductor tracks 305 . The spacing between adjacent word conductor tracks 304 and the spacing between adjacent bit conductor tracks 305 represent the raster of the memory cell array 302 .

Die Dekoderschaltung 307 weist einen Wortleitungsdekoder 308 und einen Bitleitungsdekoder 311 auf. Weiter weist die Speicheranordnung 301 einen Ausleseausgang 314 auf. Mit dem Wortleitungsdekoder 308 ist jede einzelne Wortleiterbahn 304 des Speicherzellenfeldes 302 gezielt auswählbar. Ebenso ist mit dem Bitleitungsdekoder 311 jede einzelne Bitleiterbahn 305 des Speicherzellenfeldes 302 gezielt auswählbar.The decoder circuit 307 has a word line decoder 308 and a bit line decoder 311 . Furthermore, the memory arrangement 301 has a read-out output 314 . With the word line decoder 308 , each individual word conductor 304 of the memory cell array 302 can be specifically selected. Likewise, the bit line decoder 311 can be used to selectively select each individual bit conductor path 305 of the memory cell array 302 .

Dadurch, dass eine vorbestimmte Wortleiterbahn 304 und eine vorbestimmte Bitleiterbahn 305 ausgewählt werden, wird die Speicherzelle 303 am Kreuzungspunkt der ausgewählten Wortleiterbahn 304 und der ausgewählten Bitleiterbahn 305 ausgewählt und der Speicherinhalt dieser Speicherzelle 303 an den Ausleseausgang 314 angelegt.By selecting a predetermined word line 304 and a predetermined bit line 305 , the memory cell 303 at the intersection of the selected word line 304 and the selected bit line 305 is selected and the memory content of this memory cell 303 is applied to the readout output 314 .

Der Wortleitungsdekoder 308 weist eine Mehrzahl von mit je einer Wortleiterbahn 304 des Speicherzellenfeldes 302 elektrisch gekoppelten Wortleitungen 309 und eine Mehrzahl von mit zumindest einer Wortleitung 309 elektrisch gekoppelten Wortleitungs-Adressleitungen (WL-Adressleitungen) 310 auf.The word line decoder 308 includes a plurality of each having a word conductor 304 of the memory cell array 302 electrically coupled to word lines 309 and a plurality of at least one word line 309 electrically coupled to word line address lines (WL address lines) 310th

Der Bitleitungsdekoder 311 weist eine Mehrzahl von mit je einer Bitleiterbahn 305 des Speicherzellenfeldes 302 elektrisch gekoppelten Bitleitungen 312 und eine Mehrzahl von mit zumindest einer Bitleitung 312 elektrisch gekoppelten Bitleitungs-Adressleitungen (BL-Adressleitungen) 313 auf.The bit line decoder 311 includes a plurality of each having a Bitleiterbahn 305 of the memory cell array 302 electrically coupled to bit lines 312 and a plurality of at least one bit line 312 electrically coupled to bit line address lines (BL address lines) 313 on.

Zum Auswählen einer vorbestimmten Wortleitung 309 wird an den Wortleitungsdekoder 308 eine der bestimmten Wortleitung 309 zugeordnete Wort-Adresse "aabbcc" angelegt. Dies wird dadurch bewirkt, dass an jede WL-Adressleitung 310 ein entsprechendes Wortsignal a, a, b, b, c bzw. c angelegt wird. Durch die Gesamtheit der angelegten Wortsignale a, a, b, b, c, c ist die Wort-Adresse "aabbcc" gebildet.For selecting a predetermined word line 309 of a particular word line is applied 309 associated word address "aabbcc" to the word line decoder 308th This is achieved by applying a corresponding word signal a, a, b, b, c and c to each WL address line 310 . The word address "aabbcc" is formed from the totality of the word signals a, a, b, b, c, c applied.

Jede Wortleitung 309 ist durch die zugehörige Wort-Adresse "aabbcc" eindeutig auswählbar.Each word line 309 can be uniquely selected by the associated word address "aabbcc".

Zum Auswählen einer vorbestimmten Bitleitung 312 wird an den Bitleitungsdekoder 311 eine der bestimmten Bitleitung 312 zugeordnete Bit-Adresse "ddeeff" angelegt. Dies wird dadurch bewirkt, dass an jede BL-Adressleitung 313 ein entsprechendes Bitsignal d, d, e, e, f bzw. f angelegt wird. Durch die Gesamtheit der angelegten Bitsignale d, d, e, e, f, f ist die Bit-Adresse "ddeeff" gebildet.To select a predetermined bit line 312 , a bit address "ddeeff" assigned to the specific bit line 312 is applied to the bit line decoder 311 . This is achieved by applying a corresponding bit signal d, d, e, e, f and f to each BL address line 313 . The bit address "ddeeff" is formed by the totality of the applied bit signals d, d, e, e, f, f.

Jede Bitleitung 311 ist durch die zugehörige Bit-Adresse "ddeeff" eindeutig auswählbar.Each bit line 311 can be uniquely selected by the associated bit address "ddeeff".

Die Wort-Adresse und die Bit-Adresse werden von einer (nicht dargestellten) Ansteuerlogik geliefert.The word address and the bit address are from a (not shown) control logic supplied.

Die WL-Adressleitung 310 ist mit der (den) mit ihr gekoppelte(n) Wortleitung(en) 309 üblicherweise über (jeweils) einen Transistor elektrisch gekoppelt. Die BL- Adressleitung 313 ist mit der (den) mit ihr gekoppelte(n) Bitleitung(en) 312 ebenfalls üblicherweise über (jeweils) einen Transistor elektrisch gekoppelt. Man spricht in diesem Fall von einer Dekoderschaltung in Transistorlogik. The WL address line 310 is typically electrically coupled to the word line (s) 309 coupled to it via (each) a transistor. The BL address line 313 is also usually electrically coupled to the bit line (s) 312 coupled to it via (each) a transistor. In this case one speaks of a decoder circuit in transistor logic.

Das Speicherzellenfeld 302 und auch die Dekoderschaltung 307 können zum Beispiel in CMOS-Technologie (Complementary Metal Oxide Semiconductor Technologie) implementiert sein.The memory cell array 302 and also the decoder circuit 307 can be implemented, for example, in CMOS technology (Complementary Metal Oxide Semiconductor Technology).

Jede Speicherzelle 303 ist üblicherweise aus einem (z. B. bei einem DRAM, Dynamic Random Access Memory) oder mehreren (z. B. bei einem SRAM, Static Random Access Memory) Transistoren aufgebaut.Each memory cell 303 is usually constructed from one (for example in the case of a DRAM, Dynamic Random Access Memory) or several (for example in the case of an SRAM, Static Random Access Memory) transistors.

Fortschritte in der Halbleiterprozesstechnik erlauben die Fertigung von Speicherzellenfeldern mit immer kleineren Rastern. Entsprechend wird die Herstellung von Halbleiter- Speicheranordnungen mit immer höheren Integrationsdichten möglich.Advances in semiconductor process technology allow that Manufacturing of memory cell arrays with smaller and smaller ones Grid. Accordingly, the manufacture of semiconductor Storage arrangements with ever higher integration densities possible.

Ebenso gibt es zu Halbleitern alternative Materialien, zum Beispiel organische Materialien, die als Ausgangsmaterialien für Speicherzellen für hochdichte Speicher vielversprechend sind. In [1] ist ein organisches Material beschrieben, dessen Leitfähigkeit durch ein elektrisches Feld um einen Faktor 104 reversibel veränderbar ist. Elemente aus einem solchen organischen Material könnten als Speicherzellen dienen. In dem organischen Material kann in Abhängigkeit vom an das Material angelegten elektrischen Feld entweder ein hoher oder ein niedriger Leitfähigkeitswert vorliegen und damit entweder eine logische "1" ("Eins") oder eine logische "0" ("Null") gespeichert sein.There are also alternative materials to semiconductors: Example organic materials used as raw materials promising for memory cells for high-density memories are. In [1] an organic material is described, the Conductivity by an electric field by a factor of 104 is reversibly changeable. Elements from such organic material could serve as storage cells. In The organic material can, depending on the Electrical field applied either a high or have a low conductivity value and therefore either a logical "1" ("one") or a logical "0" ("zero") be saved.

Das in [1] beschriebene organische Material weist eine erste Materialkomponente aus 3-Nitrobenzal-Malonitril-Molekülen (NBMN) und eine zweite Materialkomponente aus 1,4- Phenylendiamin-Moleküle (pDA) auf. Die NBMN-Moleküle und die pDA-Moleküle sind zueinander konjugiert, und jeweils ein NBMN-Molekül und ein pDA-Molekül bilden in dem organischen Material einen Komplex. Von dem organischen Material wurde eine 20 nm bis 200 nm dicke Schicht hergestellt. An die Schicht wurde eine elektrische Spannung angelegt, um die elektrische Leitfähigkeit der Schicht zu beeinflussen. Bei einer 200 nm dicken Schicht wurde durch ein Verändern der angelegten Spannung um 3,2 V eine Veränderung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit um vier Größenordnungen erzielt. Die erzielte Veränderung der Leitfähigkeit ist reversibel.The organic material described in [1] has a first one Material component made of 3-nitrobenzal-malonitrile molecules (NBMN) and a second material component made of 1.4- Phenylenediamine molecules (pDA). The NBMN molecules and the pDA molecules are conjugated to each other, and one each NBMN molecule and a pDA molecule form in the organic Material a complex. From the organic material produced a 20 nm to 200 nm thick layer. To the An electrical voltage was applied to the layer  to influence the electrical conductivity of the layer. At a 200 nm thick layer was changed by changing the applied voltage by 3.2 V a change in specific electrical conductivity by four Orders of magnitude achieved. The change achieved Conductivity is reversible.

In [1] ist weiter ein vergleichbarer Effekt auch für andere organische Materialien mit einer ersten Materialkomponente aus ersten Molekülen und einer zweiten Materialkomponente aus zweiten Molekülen beschrieben. Insbesondere ist ein solcher Effekt für solche organischen Materialien beschrieben, die eine erste Materialkomponente aus ersten Molekülen und eine zweite Materialkomponente aus zweiten Molekülen, die zu den ersten Molekülen konjugiert sind, aufweisen, so dass jeweils ein Molekül aus der ersten Materialkomponente und ein Molekül aus der zweiten Materialkomponente zusammen einen Komplex bilden.In [1] there is also a comparable effect for others organic materials with a first material component from first molecules and a second material component second molecules described. One is in particular Effect described for such organic materials that a first material component from first molecules and a second material component from second molecules that belong to the first molecules are conjugated, so that each a molecule from the first material component and a molecule a complex from the second material component form.

In [2] ist eine Metall/Organisches Material/Metall(MOM)- Heterostruktur-Diode beschrieben. Bei der MOM-Heterostruktur- Diode ist eine monomolekulare Schicht aus einem elektrisch leitfähigen, gleichrichtenden organischen Material zwischen zwei Metallschichten gebettet, so dass die Schicht aus dem gleichrichtenden organischen Material die Funktion einer Diode übernimmt. Die gleichrichtende Eigenschaft jedes einzelnen organischen Moleküls des organischen Materials ist auf die asymmetrische Struktur des Moleküls zurückzuführen.In [2] is a metal / organic material / metal (MOM) - Heterostructure diode described. With the MOM heterostructure Diode is a monomolecular layer made of an electrical conductive, rectifying organic material between two layers of metal are embedded so that the layer from the rectifying organic material the function of a Diode takes over. The rectifying property of everyone single organic molecule of the organic material attributed to the asymmetric structure of the molecule.

Zu einer weiteren Erhöhung der Integrationsdichte müssen nicht nur die Speicherzellen selbst verkleinert werden, sondern auch die elektrischen Zuleitungen zu den Speicherzellen, d. h. die Wortleiterbahnen und Bitleiterbahnen.To further increase the integration density not only to shrink the memory cells themselves, but also the electrical leads to the Memory cells, i. H. the word traces and Bit lines.

Als extrem dünne elektrisch leitfähige Elemente sind elektrisch leitfähige Kohlenstoff-Nanoröhren bekannt. Der Durchmesser einer Kohlenstoff-Nanoröhre kann 0,2 Nanometer bis ungefähr 50 Nanometer betragen und beträgt typischerweise 0,7 Nanometer bis einige wenige Nanometer. Mit Kohlenstoff- Nanoröhren kann daher zum Beispiel ein Leitungsraster der Wort- und Bitleitungen von 10 nm verwirklicht werden. Ein Speicher mit 1 cm2 Fläche und einem solchen Leitungsraster von 10 nm hätte dann beispielsweise eine Kapazität von 1 Terabit.Electrically conductive carbon nanotubes are known as extremely thin, electrically conductive elements. The diameter of a carbon nanotube can range from 0.2 nanometers to approximately 50 nanometers and is typically 0.7 nanometers to a few nanometers. With carbon nanotubes, for example, a line grid of 10 nm can be realized for the word and bit lines. A memory with 1 cm 2 area and such a line grid of 10 nm would then have a capacity of 1 terabit, for example.

Damit die Integrationsdichte einer Speicheranordnung weiter erhöht werden kann, muss nicht nur das Raster des Speicherzellenfeldes verkleinert werden. Vielmehr muss auch das Raster der zum Auslesen des Speicherzellenfeldes verwendeten Dekoderschaltung verkleinert werden.So the integration density of a memory arrangement continues can be increased, not only the grid of the Memory cell array can be reduced. Rather, it must the grid for reading out the memory cell array used decoder circuit can be reduced.

Bei einer herkömmlichen Dekoderschaltung in Transistorlogik ist jedoch der Platzbedarf relativ groß. Daher kann das Raster der Dekoderschaltung hierbei nicht im gleichen Maße verkleinert werden wie das Raster des Speicherzellenfeldes.With a conventional decoder circuit in transistor logic however, the space requirement is relatively large. Therefore, that can The grid of the decoder circuit is not the same are reduced like the grid of the memory cell array.

Ein Speicherzellenfeld mit einem sehr kleinen Raster kann dadurch angesteuert werden, dass das Raster der Speicheranordnung vom Speicherzellenfeld zur Dekoderschaltung hin allmählich an das Raster der Dekoderschaltung angepasst wird. Diese Lösungsmöglichkeit ist in Fig. 4 schematisch veranschaulicht. Fig. 4 zeigt schematisch drei Leiterbahnen 404 (z. B. Wortleiterbahnen oder Bitleiterbahnen) in einer Speicheranordnung. Die Leiterbahnen 404 erstrecken sich in einem Speicherzellenfeld 401, einer Dekoderschaltung 403 und einem zwischen dem Speicherzellenfeld 401 und der Dekoderschaltung 403 angeordneten Übergangsbereich 402. Im Speicherzellenfeld 401 weisen die Leiterbahnen 404 ein erstes, kleineres Raster auf, in der Dekoderschaltung 403 weisen die Leiterbahnen 404 ein zweites, größeres Raster auf. Im Übergangsbereich 402 wird das Raster allmählich vom kleineren Raster des Speicherzellenfeldes 401 auf das größere Raster der Dekoderschaltung 403 vergrößert. A memory cell array with a very small grid can be controlled by gradually adapting the grid of the memory arrangement from the memory cell array to the decoder circuit to the grid of the decoder circuit. This possible solution is illustrated schematically in FIG. 4. FIG. 4 schematically shows three conductor tracks 404 (e.g. word conductor tracks or bit conductor tracks) in a memory arrangement. The conductor tracks 404 extend in a memory cell array 401 , a decoder circuit 403 and a transition region 402 arranged between the memory cell array 401 and the decoder circuit 403 . In the memory cell array 401 , the conductor tracks 404 have a first, smaller grid, in the decoder circuit 403 , the conductor tracks 404 have a second, larger grid. In the transition region 402 , the grid is gradually enlarged from the smaller grid of the memory cell array 401 to the larger grid of the decoder circuit 403 .

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine effiziente, einfache und kompakte Speicheranordnung mit hoher Integrationsdichte und einen Computer mit einer solchen Speicheranordnung zu schaffen.The problem underlying the invention is an efficient, simple and compact storage arrangement with high Integration density and a computer with one To create storage arrangement.

Insbesondere liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine solche Speicheranordnung zu schaffen, die eine Dekoderschaltung aufweist, welche ein Dekodieren eines beliebigen kleinrasterigen Speicherzellenfeldes (Speicherzellenfeldes mit einem kleinen Raster) ermöglicht.In particular, the invention is based on the problem of a to create such a memory array that a Has decoder circuit which decodes a any small grid memory cell array (Memory cell array with a small grid).

Das Problem wird gelöst durch eine Speicheranordnung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch.The problem is solved by a memory arrangement with the Features according to the independent claim.

Die Speicheranordnung weist ein Speicherzellenfeld und eine Dekoderschaltung auf.The memory arrangement has a memory cell array and one Decoder circuit on.

Das Speicherzellenfeld weist eine Mehrzahl von Speicherzellen auf, die je ein Speicherelement mit einem veränderbaren Speicherinhalt aufweisen. Der Speicherinhalt kann während des gewöhnlichen Betriebs veränderbar sein, wie bei einem herkömmlichen RAM. Im gewöhnlichen Betrieb ist in diesem Fall Auslesen und Beschreiben der Speicherzellen möglich. Alternativ kann der Speicherinhalt während des gewöhnlichen Betriebs "fest" sein und während des Herstellungsprozesses oder bei einem Wartungsbetrieb, der im gewöhnlichen Betrieb nicht möglich ist, veränderbar sein, wie z. B. bei einem ROM, PROM, EPROM oder EEPROM (ROM = Read Only Memory; PROM = Programable ROM; EPROM = Erasable PROM; EEPROM = Electrically EPROM). In diesem Fall ist im gewöhnlichen Betrieb nur eine Auslesen der Speicherzellen möglich, nicht aber ein Beschreiben.The memory cell array has a plurality of memory cells on, each a storage element with a changeable Have memory content. The memory content can be changed during the normal operation can be changed, as with a conventional RAM. In this case, in normal operation Reading and writing of the memory cells possible. Alternatively, the memory content can be changed during ordinary Operational be "firm" and during the manufacturing process or in a maintenance operation that is in normal operation is not possible to be changeable, such as. B. in a ROM, PROM, EPROM or EEPROM (ROM = Read Only Memory; PROM = Programmable ROM; EPROM = Erasable PROM; EEPROM = Electrically EPROM). In this case there is only one in normal operation Reading of the memory cells possible, but not one Describe.

Weiter weist das Speicherzellenfeld eine Mehrzahl von Wortleiterbahnen und eine Mehrzahl von die Wortleiterbahnen kreuzenden Bitleiterbahnen auf, wobei die Speicherzellen an Orten der Kreuzungen von Wortleiterbahnen und Bitleiterbahnen angeordnet sind.The memory cell array also has a plurality of Word traces and a plurality of the word traces crossing bit lines, with the memory cells on  Locations of intersections of word lines and bit lines are arranged.

Die Dekoderschaltung ist zum Auslesen der Speicherzellen vorgesehen und weist einen Wortleitungsdekoder und einen Bitleitungsdekoder auf.The decoder circuit is for reading out the memory cells provided and has a word line decoder and one Bit line decoder.

Der Wortleitungsdekoder weist eine Mehrzahl von mit je einer Wortleiterbahn des Speicherzellenfeldes elektrisch gekoppelten Wortleitungen und eine Mehrzahl von mit zumindest einer Wortleitung elektrisch gekoppelten Wortleitungs- Adressleitungen (WL-Adressleitungen) auf. Über jede WL- Adressleitung ist ein Wortsignal an die mit der jeweiligen WL-Adressleitung gekoppelte zumindest eine Wortleitung anlegbar. Die WL-Adressleitung ist mit der (den) mit ihr gekoppelte(n) Wortleitung(en) (jeweils) über eine Diode elektrisch gekoppelt.The word line decoder has a plurality of one each Word circuit of the memory cell array electrical coupled word lines and a plurality of with at least a word line electrically coupled word line Address lines (WL address lines). About any WL Address line is a word signal to the with the respective WL address line coupled at least one word line can be created. The WL address line is with the one (s) with it coupled word line (s) (each) via a diode electrically coupled.

Der Bitleitungsdekoder weist eine Mehrzahl von mit je einer Bitleiterbahn des Speicherzellenfeldes elektrisch gekoppelten Bitleitungen und eine Mehrzahl von mit zumindest einer Bitleitung elektrisch gekoppelten Bitleitungs-Adressleitungen (BL-Adressleitungen) auf. Über jede BL-Adressleitung ist ein Bitsignal an die mit der jeweiligen BL-Adressleitung gekoppelte zumindest eine Bitleitung angelegt. Die BL- Adressleitung ist mit der (den) mit ihr gekoppelte(n) Bitleitung(en) (jeweils) über eine Diode elektrisch gekoppelt.The bit line decoder has a plurality of one each Bit line of the memory cell array electrically coupled Bit lines and a plurality of with at least one Bit line electrically coupled bit line address lines (BL address lines). There is one over each BL address line Bit signal to the with the respective BL address line coupled at least one bit line applied. The BL Address line is with the one (s) coupled to it Bit line (s) (each) electrically via a diode coupled.

Außerdem weist die Speicheranordnung einen Ausleseausgang zum Auslesen des Speicherinhalts jeder einzelnen Speicherzelle auf, wobei durch die Auswahl einer vorbestimmten Wortleitung und einer vorbestimmten Bitleitung eine den Speicherinhalt einer vorbestimmten einzelnen Speicherzelle widerspiegelnde Ausgabe an den Ausleseausgang ausgegeben wird. In addition, the memory arrangement has a readout output Reading out the memory content of each individual memory cell on, by selecting a predetermined word line and a predetermined bit line one of the memory contents reflecting a predetermined single memory cell Output to the readout output.  

Zum Auswählen der vorbestimmten Wortleitung wird an den Wortleitungsdekoder eine der bestimmten Wortleitung zugeordnete Wort-Adresse angelegt. Dies wird dadurch bewirkt, dass an jede WL-Adressleitung ein entsprechendes Wortsignal angelegt wird. Durch die Gesamtheit der angelegten Wortsignale ist die Wort-Adresse gebildet.To select the predetermined word line, the Word line decoder one of the determined word line assigned word address created. This is done by that a corresponding word signal to each WL address line is created. Through all of the created Word signals, the word address is formed.

Jede Wortleitung ist durch die zugehörige Wort-Adresse eindeutig auswählbar.Each word line is through the associated word address clearly selectable.

Zum Auswählen der vorbestimmten Bitleitung wird an den Bitleitungsdekoder eine der bestimmten Bitleitung zugeordnete Bit-Adresse angelegt. Dies wird dadurch bewirkt, dass an jede BL-Adressleitung ein entsprechendes Bitsignal angelegt wird. Durch die Gesamtheit der angelegten Bitsignale ist die Bit- Adresse gebildet.To select the predetermined bit line, the Bit line decoder one assigned to the specific bit line Bit address created. This is caused by each A corresponding bit signal is applied to the BL address line. Due to the totality of the applied bit signals, the bit Address formed.

Jede Bitleitung ist durch die zugehörige Bit-Adresse eindeutig auswählbar.Each bit line is through the associated bit address clearly selectable.

Die Wort-Adresse und die Bit-Adresse werden von einer (nicht dargestellten) Ansteuerlogik geliefert.The word address and the bit address are from a (not shown) control logic supplied.

Die Verwendung von Dioden zum Koppeln der WL-Adressleitungen mit den Wortleitungen bzw. der BL-Adressleitungen mit den Bitleitungen erlaubt eine besonders kompakte Bauweise für die Speicheranordnung und ermöglicht somit die Herstellung einer besonders effizienten Speicheranordnung mit einer besonders hohen Integrationsdichte.The use of diodes to couple the WL address lines with the word lines or the BL address lines with the Bit lines allow a particularly compact design for the Storage arrangement and thus enables the production of a particularly efficient memory arrangement with a particularly high integration density.

Durch die Verwendung von Dioden kann daher der (ggf. mittlere) Abstand benachbarter Wortleitungen oder Bitleitungen, der im folgenden als das Raster der Dekoderschaltung bezeichnet wird, besonders klein gestaltet sein. Dies hat zum einen die Auswirkung, dass der Platzbedarf gering ist. Zum anderen können auch dann, wenn das Speicherzellenfeld ein relativ kleines Raster hat, die Dekoderschaltung und das Speicherzellenfeld das gleiche Raster haben. D. h. zwei benachbarte Wortleitungen der Dekoderschaltung können den gleichen Abstand haben wie die entsprechenden zwei benachbarten Wortleiterbahnen des Speicherzellenfeldes; und/oder zwei benachbarte Bitleitungen der Dekoderschaltung können den gleichen Abstand haben wie die entsprechenden zwei benachbarten Bitleiterbahnen des Speicherzellenfeldes. Damit ist kein Übergangsbereich notwendig, in dem das Raster des Speicherzellenfeldes an das Raster der Dekoderschaltung angenähert wird. Somit wird zusätzlich Platz gespart.By using diodes, the (possibly mean) distance between adjacent word lines or Bit lines, hereinafter referred to as the grid of Decoder circuit is called, designed particularly small be. On the one hand, this has the effect that the space requirement is low. On the other hand, even if that Memory cell array has a relatively small grid that  Decoder circuit and the memory cell array the same Have grid. That is, two adjacent word lines of the Decoder circuit can be the same distance as that corresponding two adjacent word traces of the Memory cell array; and / or two adjacent bit lines the decoder circuit can have the same distance as the corresponding two adjacent bit lines of the Memory cell array. This is not a transition area necessary in which the grid of the memory cell array to the Grid of the decoder circuit is approximated. Thus additionally saved space.

Jede einzelne Speicherzelle kann als herkömmliche, in CMOS- Technik oder einer ähnlichen Technik implementierte SRAM-, DRAM- oder ROM-Speicherzelle auf Halbleiterbasis vorgesehen sein. Eine typische solche Speicherzelle weist zumindest einen Transistor auf.Each individual memory cell can be used as a conventional, in CMOS Technique or a similar technique implemented SRAM, Semiconductor-based DRAM or ROM memory cell provided be. A typical such memory cell has at least a transistor.

Bevorzugt ist als Speicherzelle eine Struktur vorgesehen, bei der jeweils am Ort der Kreuzung einer Wortleiterbahn mit einer Bitleiterbahn die Wortleiterbahn und die Bitleiterbahn durch einen Speicher-Widerstand mit einer veränderbaren Leitfähigkeit elektrisch miteinander verbunden sind. Die Leitfähigkeit des Speicher-Widerstandes kann wahlweise zumindest einen ersten Leitfähigkeitswert und einen vom ersten Leitfähigkeitswert unterschiedlichen Leitfähigkeitswert annehmen. Der Speicherinhalt der Speicherzelle ist durch die Leitfähigkeit des Speicher- Widerstands bestimmt. Damit Platz gespart wird, ist durch den Speicher-Widerstand vorzugsweise auch die mechanische Verbindung zwischen der Bitleiterbahn und der Wortleiterbahn bewirkt. Alternativ kann die mechanische Verbindung zwischen der Bitleiterbahn und der Wortleiterbahn durch ein gesondertes Element bewirkt sein. A structure is preferably provided as the memory cell each at the location of the crossing of a word line a bit line, the word line and the bit line through a memory resistor with a changeable Conductivity are electrically connected. The Conductivity of the memory resistor can be optional at least a first conductivity value and one from first conductivity value different Accept conductivity value. The memory content of the Storage cell is characterized by the conductivity of the storage Resistance determined. So that space is saved, the Memory resistance preferably also mechanical Connection between the bit line and the word line causes. Alternatively, the mechanical connection between the bit line and the word line by one separate element can be effected.  

Die beschriebene Speicherzelle mit dem Speicher-Widerstand als Speicherelement hat den Vorteil, dass ihr Platzbedarf sehr gering ist.The memory cell described with the memory resistor as a storage element has the advantage that it takes up space is very low.

Als Speicher-Widerstand kann jeder beliebige Widerstand verwendet werden, dessen Leitfähigkeit zwischen einem ersten Leitfähigkeitswert und einem zweiten, vom ersten Leitfähigkeitswert unterschiedlichen Leitfähigkeitswert reversibel veränderbar ist.Any resistance can be used as a memory resistor be used, the conductivity between a first Conductivity value and a second, from the first Conductivity value different conductivity value is reversibly changeable.

In diesem Fall stellt der erste Leitfähigkeitswert einen Speicherinhalt "1" der Speicherzelle dar, und der zweite Leitfähigkeitswert stellt einen Speicherzustand "0" der Speicherzelle dar, oder umgekehrt. Aufgrund der reversiblen Veränderbarkeit des Leitfähigkeitswerts ist der Speicherinhalt der Speicherzelle sehr zuverlässig zwischen "1" und "0" umschaltbar.In this case, the first conductivity value is one Memory content "1" of the memory cell, and the second Conductivity value represents a memory state "0" Memory cell, or vice versa. Because of the reversible The conductivity value can be changed Memory content of the memory cell very reliably between "1" and "0" switchable.

Typischerweise unterscheidet sich der erste Leitfähigkeitswert vom zweiten Leitfähigkeitswert um einen Faktor von ungefähr 104 +/- 103. Auf diese Weise ist der Unterschied zwischen dem Leitfähigkeitswert für eine logische "0" und dem Leitfähigkeitswert für eine logische "1" so groß, dass die Gefahr, dass eine "0" fälschlicherweise als eine "1" interpretiert wird oder umgekehrt, gering ist.Typically, the first conductivity value differs from the second conductivity value by a factor of approximately 10 4 +/- 10 3 . In this way, the difference between the conductivity value for a logic "0" and the conductivity value for a logic "1" is so great that the risk that a "0" is incorrectly interpreted as a "1" or vice versa is low.

Alternativ kann als Speicherelement eine Diode verwendet werden. Der Speicherinhalt kann dabei durch die Orientierung der Diode festgelegt sein. Beispielsweise kann eine von einer Wortleiterbahn zu einer Bitleiterbahn in Sperrrichtung orientiert eingebaute Diode eine logische "1" darstellen, und eine von einer Wortleiterbahn zu einer Bitleiterbahn in Durchlassrichtung eingebaute Diode eine logische "0" darstellen, oder umgekehrt. Alternativ kann der Speicherinhalt durch die Einsatzspannung der Diode festgelegt sein. Die Einsatzspannung kann zum Beispiel durch eine bestimmte in der Diode vorgesehene Dotierstoffkonzentration festgelegt sein.Alternatively, a diode can be used as the memory element will. The memory content can be determined by the orientation the diode must be fixed. For example, one of one Word line to a bit line in reverse direction oriented built-in diode represent a logical "1", and one from a word trace to a bit trace in Forward direction built-in diode a logical "0" represent, or vice versa. Alternatively, the Memory content determined by the threshold voltage of the diode be. The threshold voltage can be determined, for example, by a  determined dopant concentration provided in the diode be fixed.

Alternativ kann als Speicherelement ein Speicherelement mit einem organischen Film verwendet werden, der ein organisches Material aufweist, wobei die Leitfähigkeit des organischen Films durch Anlegen eines geeigneten elektrischen Feldes an den organischen Film veränderbar ist. Der Speicherinhalt kann in diesem Fall durch die gezielt eingestellte Leitfähigkeit des organischen Films festgelegt sein.Alternatively, a memory element can be used as the memory element an organic film can be used which is an organic Has material, the conductivity of the organic Film by applying a suitable electric field the organic film is changeable. The memory content can in this case through the specifically set conductivity of organic film.

Insbesondere kann als Speicherelement ein Speicherelement mit einem organischen Film verwendet werden, der ein gleichrichtendes organisches Material aufweist. Der Speicherinhalt kann in diesem Fall durch die Orientierung des organischen Films festgelegt sein.In particular, a memory element can be used as the memory element an organic film can be used, the one rectifying organic material. The In this case, memory content can be determined by the orientation of the organic film.

Bei Verwendung eines organischen Films für das Speicherelement kann ein Speicherelement mit besonders kleinen Abmessungen hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, die Integrationsdichte der Speicheranordnung weiter zu erhöhen.When using an organic film for the Memory element can be a memory element with special small dimensions can be produced. That’s it possible, the integration density of the memory array further to increase.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird als Speicherelement ein Film aus einem organischen Material verwendet, das eine erste Materialkomponente aus ersten Molekülen und eine zweite Materialkomponente aus zweiten Molekülen aufweist.According to one embodiment of the invention, as Storage element is a film made of an organic material used a first material component from first Molecules and a second material component from the second Has molecules.

Insbesondere kann ein solcher Film verwendet werden, bei dem die ersten Moleküle und die zweiten Molekülen zueinander konjugiert sind, so dass also, wenn erste Moleküle und zweite Moleküle in Kontakt gebracht werden, jeweils ein erstes Molekül und ein zweites Molekül einen Komplex bilden.In particular, such a film can be used in which the first molecules and the second molecules to each other are conjugated, so that if first molecules and second Molecules are brought into contact, first each Molecule and a second molecule form a complex.

Insbesondere können die ersten Moleküle 3-Nitrobenzal- Malonitril-Moleküle (NBMN) sein und die zweiten Moleküle 1,4- Phenylendiamin-Moleküle (pDA) sein. Insbesondere kann als organisches Material also das in [1] beschriebene organische Material aus 3-Nitrobenzal-Malonitril-Molekülen (NBMN) und 1,4-Phenylendiamin-Molekülen (pDA) verwendet werden.In particular, the first molecules can be 3- nitrobenzal malonitrile molecules (NBMN) and the second molecules can be 1,4-phenylenediamine molecules (pDA). In particular, the organic material described in [1], consisting of 3-nitrobenzal-malonitrile molecules (NBMN) and 1,4-phenylenediamine molecules (pDA), can be used as the organic material.

Alternativ kann ein anderes geeignetes organisches Material für die Speicher-Diode verwendet werden. Das organische Material ist dann in einer geeigneten Form vorgesehen, so dass es die gewünschten Leitfähigkeitseigenschaften hat. Je nach Material kann das organische Material als dünner Film, als Quader, als Zylinder oder in einer anderen Form vorgesehen sein.Alternatively, another suitable organic material can be used for the memory diode. The organic Material is then provided in a suitable form, so that it has the desired conductivity properties. Each by material, the organic material can be a thin film, as a cuboid, as a cylinder or in another form be provided.

Jede der Speicherzellen kann die gleiche Bauweise aufweisen.Each of the memory cells can have the same design.

Alternativ kann zumindest eine Speicherzelle eine der oben beschriebenen Bauweisen aufweisen und zumindest eine Speicherzelle eine andere der oben beschriebenen Bauweisen aufweisen, so dass Speicherzellen in zwei oder mehr unterschiedlichen Bauweisen vorgesehen sind.Alternatively, at least one memory cell can be one of the above have described designs and at least one Memory cell another of the designs described above have so that memory cells in two or more different designs are provided.

Die Dioden der Dekoderschaltung können herkömmliche Dioden, zum Beispiel herkömmliche Halbleiterdioden sein. Die Halbleiterdioden können in CMOS-Technologie oder einer ähnlichen Technologie implementiert sein.The diodes of the decoder circuit can be conventional diodes, for example, conventional semiconductor diodes. The Semiconductor diodes can be in CMOS technology or one similar technology.

Alternativ kann für zumindest eine Diode die Diode zumindest ein Diodenelement aus einem gleichrichtenden organischen Material aufweisen.Alternatively, for at least one diode, the diode can at least a diode element made of a rectifying organic Have material.

Die Wortleitung und die WL-Adressleitung bzw. die Bitleitung und die BL-Adressleitung, an deren Kreuzungspunkt die Diode angeordnet ist, können direkt an das Diodenelement angekoppelt sein.The word line and the WL address line or the bit line and the BL address line, at the crossing point of which the diode is arranged directly to the diode element be coupled.

Alternativ kann am der Wortleitung (bzw. Bitleitung) zugewandten Ende des Diodenelements und am der WL- Adressleitung (bzw. BL-Adressleitung) zugewandten Ende des Diodenelements je ein Element oder eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. einem Metall, angeordnet sein.Alternatively, on the word line (or bit line) facing end of the diode element and at the WL  Address line (or BL address line) facing end of the Diode element one element or a layer of one electrically conductive material, e.g. B. a metal, be arranged.

Die Dioden der Dekoderschaltung können insbesondere als Metall/Organisches Material/Metall(MOM)-Heterostruktur-Dioden ausgebildet sind, die je zumindest eine erste Metallschicht, eine auf der ersten Metallschicht ausgebildete, aus dem gleichrichtenden organischen Material bestehende organische Schicht und eine auf der organischen Schicht ausgebildete zweite Metallschicht aufweisen. Insbesondere kann bei der Erfindung eine MOM-Heterostruktur-Diode wie die in [2] beschriebene als Diode verwendet werden.The diodes of the decoder circuit can be used in particular as Metal / Organic Material / Metal (MOM) heterostructure diodes are formed, each having at least one first metal layer, one formed on the first metal layer from which rectifying organic material existing organic Layer and one formed on the organic layer have second metal layer. In particular, at Invention of a MOM heterostructure diode like that in [2] described can be used as a diode.

Als gleichrichtendes organisches Material bei der Diode kann jedes beliebige organische Material mit gleichrichtenden elektrischen Eigenschaften verwendet werden.Can be used as a rectifying organic material for the diode any organic material with rectifying electrical properties can be used.

Insbesondere kann bei der Diode ein organisches Material aus asymmetrischen elektrisch leitfähigen Molekülen verwendet werden, die eine geeignete räumliche Asymmetrie aufweisen, so dass sie elektrisch gleichrichtende Eigenschaften haben.In particular, an organic material can be used in the diode asymmetric electrically conductive molecules used that have a suitable spatial asymmetry, so that they have electrically rectifying properties.

Das gleichrichtende organische Material bei der Diode kann zum Beispiel 4-thioacetylbiphenyl aufweisen.The rectifying organic material in the diode can for example, 4-thioacetylbiphenyl.

Von dem gleichrichtenden organischen Material kann für die Diode beispielsweise eine Mehrzahl von einzelnen asymmetrischen Molekülen zwischen der entsprechenden Wortleitung (bzw. Bitleitung) und der entsprechenden WL- Adressleitung (bzw. BL-Adressleitung) angeordnet sein, wobei die einzelnen Moleküle parallel zueinander ausgerichtet sind, so dass aus den Molekülen eine monomolekulare Schicht ausgebildet ist. Jedes der einzelnen Moleküle stellt eine elektrisch leitfähige, gleichrichtende Verbindung zwischen der Wortleitung (bzw. Bitleitung) und der WL-Adressleitung (bzw. BL-Adressleitung) dar. Of the rectifying organic material can for the Diode, for example, a plurality of individual asymmetric molecules between the corresponding Word line (or bit line) and the corresponding WL Address line (or BL address line) may be arranged, wherein the individual molecules are aligned parallel to each other, so that the molecules form a monomolecular layer is trained. Each of the individual molecules represents one electrically conductive, rectifying connection between the word line (or bit line) and the WL address line (or BL address line).  

Alternativ kann von dem organischen Material für die Diode ein einzelnes gleichrichtendes organisches Molekül verwendet werden, das zwischen der Wortleitung (bzw. Bitleitung) und der WL-Adressleitung (bzw. BL-Adressleitung) geeignet ausgerichtet angeordnet ist.Alternatively, the organic material for the diode uses a single rectifying organic molecule between the word line (or bit line) and the WL address line (or BL address line) is aligned.

Die Wortleiterbahnen und/oder die Bitleiterbahnen des Speicherzellenfeldes können planare Leiterbahnen sein und können aus Metall oder aus leitfähigem Polysilizium gefertigt sein. Die Wortleiterbahnen und/oder die Bitleiterbahnen können in einem herkömmlichen CMOS-Prozess implementiert sein. Insbesondere falls das Speicherzellenfeld ein sehr kleines Raster hat, können die Wortleiterbahnen und/oder die Bitleiterbahnen durch Elektronenstrahllithographie oder eine andere Rasterlithographietechnik wie beispielsweise AFM (Rasterkraftmikroskop)-Lithographie gefertigt sein.The word traces and / or the bit traces of the Memory cell array can be planar conductor tracks and can be made of metal or conductive polysilicon be. The word traces and / or the bit traces can be implemented in a conventional CMOS process be. In particular if the memory cell array is a very has a small grid, the word traces and / or the Bit traces by electron beam lithography or a other raster lithography techniques such as AFM (Atomic force microscope) lithography.

Alternativ können die Wortleiterbahnen und/oder die Bitleiterbahnen des Speicherzellenfeldes aus Kohlenstoff- Nanoröhren mit metallischer Leitfähigkeit gefertigt sein. Werden sowohl für die Wortleiterbahnen als auch für die Bitleiterbahnen Kohlenstoff-Nanoröhren verwendet, so kann zum Beispiel ein Raster des Speicherzellenfeldes von 10 nm ohne weiteres verwirklicht werden. Dadurch ist es möglich, die Integrationsdichte der Speicheranordnung weiter zu erhöhen.Alternatively, the word traces and / or the Bit traces of the memory cell array made of carbon Nanotubes with metallic conductivity. Are used both for the word traces and for the Bit traces used carbon nanotubes, so can Example of a grid of the memory cell array of 10 nm without more can be realized. This makes it possible to Increase integration density of the memory array further.

Ebenso können der Wortleitungsdekoder und/oder der Bitleitungsdekoder in CMOS-Technologie implementiert sein. Alternativ können der Wortleitungsdekoder und/oder der Bitleitungsdekoder mittels einer Rasterlithographietechnik hergestellt sein. Die Wortleitungen und/oder die Bitleitungen der Dekoderschaltung können planare Leiterbahnen sein und können aus Metall oder aus leitfähigem Polysilizium gefertigt sein. The word line decoder and / or the Bit line decoders can be implemented in CMOS technology. Alternatively, the word line decoder and / or the Bit line decoder using a raster lithography technique be made. The word lines and / or the bit lines the decoder circuit can be planar conductor tracks and can be made of metal or conductive polysilicon be.  

Alternativ können die Wortleitungen und/oder die Bitleitungen der Dekoderschaltung aus Kohlenstoff-Nanoröhren mit metallischer Leitfähigkeit gefertigt sein. Bei der Verwendung von metallisch leitfähigen Kohlenstoff-Nanoröhren als Wortleitungen und/oder Bitleitungen ist die Integrationsdichte der Speicheranordnung besonders hoch.Alternatively, the word lines and / or the bit lines the decoder circuit made of carbon nanotubes metallic conductivity. When using of metallically conductive carbon nanotubes as Word lines and / or bit lines is the Integration density of the memory arrangement is particularly high.

Das Raster des Speicherzellenfeldes ist bevorzugt möglichst klein gewählt, wobei das kleinstmögliche Raster durch die Technologie vorgegeben ist, in der das Speicherzellenfeld gefertigt ist.The grid of the memory cell array is preferably possible chosen small, the smallest possible grid by the Technology is specified in which the memory cell array is made.

Ebenso sind das Raster des Wortleitungsdekoders und das Raster des Bitleitungsdekoders bevorzugt möglichst klein gewählt, wobei das kleinstmögliche Raster wiederum durch die Technologie vorgegeben ist, in der der Wort- bzw. der Bitleitungsdekoder gefertigt ist.Likewise are the grid of the word line decoder and that Grid of the bit line decoder is preferably as small as possible chosen, the smallest possible grid again by the Technology is specified in which the word or Bit line decoder is manufactured.

Die Speicherzellen in dem Speicherzellenfeld sind bevorzugt in einem Raster angeordnet, das eine Periodizität von höchstens 200 nm, dabei bevorzugt höchstens 100 nm und dabei wiederum bevorzugt 10 nm aufweist.The memory cells in the memory cell array are preferred arranged in a grid that has a periodicity of at most 200 nm, preferably at most 100 nm and thereby again preferably has 10 nm.

Die Speicherzellen des Speicherzellenfeldes können zu Speicherzellenpaaren mit jeweils einer ersten Speicherzelle und einer zweiten Speicherzelle angeordnet sein, wobei der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle gleich dem inversen Speicherinhalt der ersten Speicherzelle ist. Falls also der Speicherinhalt der ersten Speicherzelle einer logischen "1" entspricht, entspricht der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle einer logischen "0" und umgekehrt.The memory cells of the memory cell array can be too Memory cell pairs, each with a first memory cell and a second memory cell, the Memory content of the second memory cell equal to the inverse Memory content of the first memory cell is. So if the Memory content of the first memory cell of a logical "1" corresponds, the memory content corresponds to the second Memory cell of a logical "0" and vice versa.

Zum Ermitteln des Speicherinhalts einer Speicherzelle eines Speicherzellenpaares werden vorzugsweise beide Speicherzellen des Speicherzellenpaares ausgelesen. Der ausgelesene Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle und das Inverse des ausgelesenen Speicherinhalts der ersten Speicherzelle werden miteinander verglichen. Falls der Vergleich keine Übereinstimmung ergibt, kann eine Fehlerbehandlungsroutine gestartet werden. Übereinstimmung bedeutet dabei, dass der ausgelesene Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle und das Inverse des ausgelesenen Speicherinhalts der ersten Speicherzelle entweder beide logisch "1" sind oder beide logisch "0" sind. Als Fehlerbehandlungsroutine kann beispielsweise veranlasst werden, dass die Ausleseergebnisse verworfen werfen. Zusätzlich oder alternativ kann veranlasst werden, dass ein zweiter Auslesezyklus gestartet wird, in dem jede der beiden Speicherzellen erneut ausgelesen wird.To determine the memory content of a memory cell Memory cell pair are preferably both memory cells read out of the memory cell pair. The read one Memory content of the second memory cell and the inverse of the read memory contents of the first memory cell  compared with each other. If the comparison is none If there is a match, an error handling routine be started. Agreement means that the read memory content of the second memory cell and that Inverse of the read memory content of the first Memory cell is either both logic "1" or both are logical "0". As an error handling routine For example, the readout results are caused discard. Additionally or alternatively, can be arranged that a second read cycle is started in which each of the two memory cells is read out again.

Eine Computeranordnung weist auf: einen Prozessor, eine Speicheranordnung und eine Ansteuerlogik zum Liefern von Wortsignalen und Bitsignalen zum Betrieb der Speicheranordnung. Die Speicheranordnung kann zum Beispiel gemäß einer beliebigen der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein. Der Prozessor und die Ansteuerlogik sind in einer CMOS-Struktur oder einer dazu alternativen Halbleiter-Struktur, z. B. auf Verbindungshalbleiterbasis, implementiert. Die Speicheranordnung ist in die CMOS-Struktur bzw. alternative Halbleiter-Struktur integriert.A computer arrangement has: a processor, a Memory arrangement and a control logic for delivering Word signals and bit signals for operating the Storage arrangement. The storage arrangement can, for example according to any of the above Embodiments can be formed. The processor and the Control logic are in a CMOS structure or one of them alternative semiconductor structure, e.g. B. on Compound semiconductor base, implemented. The Memory arrangement is in the CMOS structure or alternative Integrated semiconductor structure.

Die Integration der Speicheranordnung in eine herkömmliche CMOS- oder alternative Struktur bietet den Vorteil, dass die Speicheranordnung mit geringem Aufwand in die Computeranordnung integrierbar ist, so dass die Computeranordnung mit der Speicheranordnung kostengünstig und rationell herstellbar ist.The integration of the memory arrangement into a conventional one CMOS or alternative structure offers the advantage that the Storage arrangement with little effort in the Computer arrangement can be integrated, so that Computer arrangement with the storage arrangement inexpensive and can be produced efficiently.

Vorzugsweise weist die CMOS- oder alternative Struktur mindestens zwei leitfähige Ebenen mit jeweils leitfähigen Strukturen auf, wobei unterschiedliche leitfähige Ebenen überwiegend voneinander elektrisch isoliert sind. Dabei sind die Ansteuerlogik mit Ausnahme von Verbindungsleitungen einerseits und die Speicheranordnung andererseits in unterschiedlichen leitfähigen Ebenen angeordnet. Die WL- Adressleitungen und die BL-Adressleitungen der Speicheranordnung sind jeweils durch entsprechende der Verbindungsleitungen mit der Ansteuerlogik verbunden. Die Verbindungsleitungen bilden also insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen unterschiedlichen leitfähigen Ebenen.Preferably, the CMOS or alternative structure at least two conductive levels, each with conductive Structures based on different conductive levels are predominantly electrically isolated from each other. Are the control logic with the exception of connecting lines on the one hand and the storage arrangement on the other hand in  arranged at different conductive levels. The WL Address lines and the BL address lines of the Storage arrangement are each corresponding to the Connection lines connected to the control logic. The So connecting lines in particular form one electrical connection between different conductive Levels.

Die Dekoderschaltung in Diodenlogik bietet insbesondere für Speicheranordnung mit extrem kleinem Leitungsraster entscheidende Vorteile. Durch die Verwendung von Dioden bei der Dekoderschaltung ist die Dekoderschaltung besonders kompakt gestaltet. Somit sind mit der Dekoderschaltung in Diodenlogik auch Speicherzellenfelder ansteuerbar, die mit einer herkömmlichen Dekoderschaltung nicht mehr angesteuert werden können.The decoder circuit in diode logic offers especially for Storage arrangement with extremely small line grid decisive advantages. By using diodes at of the decoder circuit, the decoder circuit is special compact design. Thus, with the decoder circuit in Diode logic can also be controlled with memory cell fields a conventional decoder circuit no longer controlled can be.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the figures are shown and explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung; Fig. 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of a memory device according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Diode mit einem organischen Material; Fig. 2 is a schematic representation of a preferred embodiment of a diode according to the invention with an organic material;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Speicheranordnung nach dem Stand der Technik; Figure 3 is a schematic representation of a memory device according to the prior art.

Fig. 4 eine schematische Darstellung von drei Leiterbahnen, die in einem Speicherzellenfeld, einem Übergangsbereich und einer Dekoderschaltung verlaufen; und Fig. 4 is a schematic representation of three conductor tracks which extend in a memory cell array, a transition region and a decoder circuit; and

Fig. 5 eine schematische Teilansicht eines Computers mit einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung und einer Ansteuerlogik zum Betreiben der Speicheranordnung, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 is a partial schematic view of a computer having a memory device according to the invention and a control logic for operating the memory array, according to a preferred embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung 1. Fig. 1 is a schematic representation showing a preferred embodiment of a storage arrangement 1 according to the invention.

Die Speicheranordnung 1 weist ein Speicherzellenfeld 2 und eine Dekoderschaltung 7 auf.The memory arrangement 1 has a memory cell array 2 and a decoder circuit 7 .

Das Speicherzellenfeld 2 weist eine Anordnung von acht mal acht Speicherzellen 3 in einer quadratischen Anordnung auf, die je ein Speicherelement 6 mit einem veränderbaren Speicherinhalt aufweisen. Als Speicherelement 6 ist ein 10 nm dicker Film aus einem organischen Material aus 3-Nitrobenzal- Malonitril-Molekülen (NBMN) und 1,4-Phenylendiamin-Moleküle (pDA) eingesetzt.The memory cell array 2 has an arrangement of eight by eight memory cells 3 in a square arrangement, each of which has a memory element 6 with a changeable memory content. As a memory element 6, a 10 nm thick film of an organic material selected from 3-Nitrobenzal- malononitrile molecules (NBMN) and 1,4-phenylenediamine molecules (PDA) is used.

Weiter weist das Speicherzellenfeld 2 acht Wortleiterbahnen 4 und acht die Wortleiterbahnen 4 kreuzende Bitleiterbahnen 5 auf, wobei die Speicherzellen 3 an Orten der Kreuzungen von Wortleiterbahnen 4 und Bitleiterbahnen 5 angeordnet sind. An jeder Kreuzung ist eine Speicherzelle 3 angeordnet. Jede Wortleiterbahn 4 und jede Bitleiterbahn 5 ist aus je einer elektrisch leitfähigen Kohlenstoff-Nanoröhre gebildet. Der Durchmesser jeder der Nanoröhren beträgt ca. 2 nm. Alternativ kann eine andere leitfähige Nanoröhre verwendet werden.Furthermore, the memory cell array 2 has eight word conductor tracks 4 and eight bit conductor tracks 5 crossing the word conductor tracks 4 , the memory cells 3 being arranged at locations of the intersections of word conductor tracks 4 and bit conductor tracks 5 . A memory cell 3 is arranged at each intersection. Each word line 4 and each bit line 5 is formed from an electrically conductive carbon nanotube. The diameter of each of the nanotubes is approximately 2 nm. Alternatively, another conductive nanotube can be used.

Der Abstand benachbarter Wortleiterbahnen 4 beträgt 10 nm. Der Abstand benachbarter Bitleiterbahnen 5 beträgt ebenfalls 10 nm. D. h. das Raster des Speicherzellenfeldes 2 beträgt 10 nm.The distance between adjacent word conductor tracks 4 is 10 nm. The distance between adjacent bit conductor tracks 5 is also 10 nm. the grid of the memory cell array 2 is 10 nm.

Die Dekoderschaltung 7 ist zum Auslesen der Speicherzellen 3 vorgesehen und weist einen Wortleitungsdekoder 8 und einen Bitleitungsdekoder 11 auf.The decoder circuit 7 is provided for reading out the memory cells 3 and has a word line decoder 8 and a bit line decoder 11 .

Der Wortleitungsdekoder 8 weist acht Wortleitungen 9 auf. Jede der Wortleitungen 9 ist mit einer der Wortleiterbahnen 4 des Speicherzellenfeldes 2 elektrisch gekoppelt. Weiter sind sechs WL-Adressleitungen 10 zum Anlegen einer Wort-Adresse an die Wortleitungen 9 vorgesehen. Jede WL-Adressleitung 10 ist mit vieren der acht Wortleitungen 9 jeweils über eine Diode 15 elektrisch gekoppelt. Jede WL-Adressleitung 10 weist dabei eine unterschiedliche Kombination von vier Wortleitungen 9 auf, mit denen sie elektrisch gekoppelt ist. Die Diode 15 ist jeweils von der WL-Adressleitung 10 zur Wortleitung 9 hin in Sperrrichtung geschaltet. An jede WL- Adressleitung 10 ist von einer (nicht dargestellten) Ansteuerlogik ein Wortsignal a, a, b, b, c bzw. c anlegbar. Dabei ist a das zu a inverse Wortsignal, b das zu b inverse Wortsignal und c das zu c inverse Wortsignal. Die Wortsignale a, b und c können jeweils den Wert einer logischen "0" oder einer logischen "1" haben. Falls a den Wert "0" hat, hat zwangsläufig a den Wert "1" und umgekehrt. Analoges gilt für b, b, c, c. Jede Abfolge von Wortsignalen "aabbcc" stellt eine Wort-Adresse zum Auswählen einer vorbestimmten Wortleitung 9 von den Wortleitungen 9 dar.The word line decoder 8 has eight word lines 9 . Each of the word lines 9 is electrically coupled to one of the word conductor tracks 4 of the memory cell array 2 . Furthermore, six WL address lines 10 are provided for applying a word address to the word lines 9 . Each WL address line 10 is electrically coupled to four of the eight word lines 9 via a diode 15 . Each WL address line 10 has a different combination of four word lines 9 with which it is electrically coupled. The diode 15 is switched from the WL address line 10 to the word line 9 in the reverse direction. A word signal a, a, b, b, c or c can be applied to each WL address line 10 by a control logic (not shown). Here, a is the word signal inverse to a, b the word signal inverse to b and c the word signal inverse to c. Word signals a, b and c can each have the value of a logic "0" or a logic "1". If a has the value "0", inevitably a has the value "1" and vice versa. The same applies to b, b, c, c. Each sequence of word signals "aabbcc" represents a word address for selecting a predetermined word line 9 from the word lines 9 .

Mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Dioden 15 in dem Wortleitungsdekoder 9 und der dargestellten Art der Ansteuerung mit den Wortsignalen a, a, b, b, c, c ist jede Wortleitung durch eine zugehörige Wort-Adresse "aabbcc" eindeutig auswählbar.With the arrangement of the diodes 15 in the word line decoder 9 shown in FIG. 1 and the type of control shown with the word signals a, a, b, b, c, c, each word line can be uniquely selected by means of an associated word address "aabbcc".

Der Bitleitungsdekoder 11 weist acht Bitleitungen 12 auf. Jede der Bitleitungen 12 ist mit einer der Bitleiterbahnen 5 des Speicherzellenfeldes 2 elektrisch gekoppelt. Weiter sind sechs BL-Adressleitungen 13 zum Anlegen eines Bitsignals an die Bitleitungen 12 vorgesehen. Jede BL-Adressleitung 13 ist mit vieren der acht Bitleitungen 12 jeweils über eine Diode 15 elektrisch gekoppelt. Jede BL-Adressleitung 13 weist dabei eine unterschiedliche Kombination von vier Bitleitungen 12 auf, mit denen sie elektrisch gekoppelt ist. Die Diode 15 ist jeweils von der BL-Adressleitung 13 zur Bitleitung 12 hin in Sperrrichtung geschaltet. An jede BL-Adressleitung 13 ist von einer (nicht dargestellten) Ansteuerlogik ein Bitsignal d, d, e, e, f bzw. f anlegbar. Dabei ist d invers zu d, e invers zu e und f invers zu f. Jedes Bitsignal d, e und f kann den Wert einer logischen "0" oder einer logischen "1" haben. Jede Abfolge von Bitsignalen "ddeeff" stellt eine Bit-Adresse zum Auswählen einer vorbestimmten Bitleitung 9 von den Bitleitungen 9 dar.The bit line decoder 11 has eight bit lines 12 . Each of the bit lines 12 is electrically coupled to one of the bit lines 5 of the memory cell array 2 . Furthermore, six BL address lines 13 are provided for applying a bit signal to the bit lines 12 . Each BL address line 13 is electrically coupled to four of the eight bit lines 12 via a diode 15 . Each BL address line 13 has a different combination of four bit lines 12 with which it is electrically coupled. The diode 15 is switched from the BL address line 13 to the bit line 12 in the reverse direction. A bit signal d, d, e, e, f and f can be applied to each BL address line 13 by a control logic (not shown). Here d is inverse to d, e inverse to e and f inverse to f. Each bit signal d, e and f can have the value of a logic "0" or a logic "1". Each sequence of bit signals "ddeeff" represents a bit address for selecting a predetermined bit line 9 from the bit lines 9 .

Mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Dioden 15 bei dem Bitleitungsdekoder 11 und der dargestellten Art der Ansteuerung mit den Bitsignalen d, d, e, e, f, f ist jede Bitleitung durch eine zugehörige Bit-Adresse "ddeeff" eindeutig auswählbar.With the arrangement of the diodes 15 shown in FIG. 1 in the bit line decoder 11 and the type of control shown with the bit signals d, d, e, e, f, f, each bit line can be uniquely selected by an associated bit address "ddeeff".

Außerdem weist die Speicheranordnung 1 einen Ausleseausgang 14 zum Auslesen des Speicherinhalts jeder einzelnen Speicherzelle 3 auf, wobei durch die Auswahl einer vorbestimmten Wortleitung 9 und einer vorbestimmten Bitleitung 12 eine den Speicherinhalt einer vorbestimmten einzelnen Speicherzelle 3 widerspiegelnde Ausgabe Vout an den Ausleseausgang 14 ausgegeben wird.In addition, the memory arrangement 1 has a read-out output 14 for reading out the memory content of each individual memory cell 3 , an output V out reflecting the memory content of a predetermined individual memory cell 3 being output to the read- out output 14 by the selection of a predetermined word line 9 and a predetermined bit line 12 .

Weiter ist jede Wortleitung 9 über einen zugehörigen Widerstand R1 mit einer Versorgungsspannungsquelle VDD elektrisch gekoppelt.Furthermore, each word line 9 is electrically coupled to a supply voltage source V DD via an associated resistor R 1 .

Jede Bitleitung 12 ist über eine zugehörige Auslesediode 16 mit dem Ausleseausgang 14 verbunden. Die Auslesediode 16 ist von der Bitleitung 12 zum Ausleseausgang 14 hin in Durchlassrichtung geschaltet. Der Ausleseausgang 14 ist mit dem invertierenden Eingang 20 eines Operationsverstärkers 19 elektrisch gekoppelt. Der Ausgang 21 des Operationsverstärkers 19 ist über einen Rückkopplungswiderstand R2 mit dem invertierenden Eingang 20 elektrisch gekoppelt.Each bit line 12 is connected to the readout output 14 via an associated readout diode 16 . The readout diode 16 is switched from the bit line 12 to the readout output 14 in the forward direction. The readout output 14 is electrically coupled to the inverting input 20 of an operational amplifier 19 . The output 21 of the operational amplifier 19 is electrically coupled to the inverting input 20 via a feedback resistor R 2 .

Benachbarte Wortleitungen 9 haben einen Abstand von 10 nm, also den gleichen Abstand wie benachbarte Wortleiterbahnen 4 des Speicherzellenfeldes 2. Adjacent word lines 9 have a spacing of 10 nm, that is to say the same spacing as neighboring word conductor tracks 4 of the memory cell array 2 .

Benachbarte Bitleitungen 12 haben einen Abstand von 10 nm, also den gleichen Abstand wie benachbarte Bitleiterbahnen 5 des Speicherzellenfeldes 2.Adjacent bit lines 12 have a spacing of 10 nm, that is to say the same spacing as neighboring bit conductor tracks 5 of the memory cell array 2 .

Benachbarte WL-Adressleitungen 10 und benachbarte BL- Adressleitungen 13 haben jeweils einen gegenseitigen Abstand von 180 nm.Adjacent WL address lines 10 and adjacent BL address lines 13 are each at a mutual distance of 180 nm.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Speicheranordnung 1 gemäß der oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.The mode of operation of the memory arrangement 1 according to the preferred embodiment of the invention described above with reference to FIG. 1 is described below.

Für jede Speicherzelle 3 kann der Speicherinhalt alternativ zwei unterschiedliche Speicherwerte, Rz1 und Rz2, haben.For each memory cell 3 , the memory content can alternatively have two different memory values, R z1 and R z2 .

An jede der Wortleitungen 9 ist jeweils ein Wortsignal a, a, b, b, c bzw. c angelegt. Außerdem ist an jede der Wortleitungen 9 über den zugehörigen Widerstand R1 die Versorgungsspannung VDD angelegt.A word signal a, a, b, b, c and c is applied to each of the word lines 9 . In addition, the supply voltage V DD is applied to each of the word lines 9 via the associated resistor R 1 .

Falls der Wert des Wortsignals in einer bestimmten WL- Adressleitung 10 einer logischen "1" entspricht, sind alle vier Dioden, die mit der bestimmten WL-Adressleitung 10 elektrisch gekoppelt sind, elektrisch leitend. Dadurch fällt bei den vier Wortleitungen 9, die mit jeweils einer der vier Dioden 15 an die bestimmte WL-Adressleitung 10 gekoppelt sind, die Versorgungsspannung VDD jeweils über die Diode 15 ab. Entsprechend liegen die vier Wortleitungen 9 auf dem Potential U0, wobei U0 die Durchlassspannung der jeweiligen Diode 15 ist. Die vier Wortleitungen sind dadurch als nicht ausgewählt festgelegt.If the value of the word signal in a specific WL address line 10 corresponds to a logic "1", all four diodes which are electrically coupled to the specific WL address line 10 are electrically conductive. As a result, in the four word lines 9 , which are each coupled to the particular WL address line 10 with one of the four diodes 15 , the supply voltage V DD drops in each case via the diode 15 . Correspondingly, the four word lines 9 are at the potential U 0 , U 0 being the forward voltage of the respective diode 15 . The four word lines are thereby defined as not selected.

Falls der Wert des Wortsignals in einer bestimmten WL- Adressleitung 10 hingegen einer logischen "0" entspricht, sind alle vier Dioden, die mit der bestimmten WL- Adressleitung 10 elektrisch gekoppelt sind, elektrisch gesperrt. Dadurch fällt bei den vier Wortleitungen 9, die mit jeweils einer der vier Dioden 15 an die bestimmte WL- Adressleitung 10 gekoppelt sind, über die jeweilige Diode 15 keine Spannung ab.If, on the other hand, the value of the word signal in a specific WL address line 10 corresponds to a logic “0”, all four diodes which are electrically coupled to the specific WL address line 10 are electrically blocked. As a result, no voltage drops across the respective diode 15 in the four word lines 9 , which are each coupled to one of the four diodes 15 to the specific WL address line 10 .

An einer einzelnen Wortleitung 9 liegt jedoch nur dann die Versorgungsspannung VDD an, falls alle drei Dioden 15, die mit der Wortleitung 9 elektrisch gekoppelt sind, gesperrt sind.However, the supply voltage V DD is only present on a single word line 9 if all three diodes 15 , which are electrically coupled to the word line 9 , are blocked.

Durch jede Wort-Adresse von der Form "aabbcc" wird genau eine Wortleitung 9 festgelegt, bei der alle drei Dioden 15 gesperrt sind. An dieser Wortleitung 9 ist die Versorgungsspannung VDD (abzüglich Verluste) aufrechterhalten. Diese Wortleitung 9 ist die ausgewählte Wortleitung.Each word address of the form "aabbcc" defines exactly one word line 9 in which all three diodes 15 are blocked. The supply voltage V DD (minus losses) is maintained on this word line 9 . This word line 9 is the selected word line.

Entsprechende Überlegungen, wie sie obenstehend für den Wortleitungsdekoder 8 angestellt sind, gelten für den Bitleitungsdekoder 11.Corresponding considerations as set out above for the word line decoder 8 apply to the bit line decoder 11 .

Entsprechend werden durch jede Bit-Adresse von der Form "ddeeff" genau sieben Bitleitungen 12 durch die Dioden 15 auf die Durchlassspannung U0 gelegt, während genau eine Bitleitung 12 durch den Operationsverstärker 19, den Rückkopplungswiderstand R2 und eine Auslesediode 16 auf die Durchlassspannung U0 gelegt wird. Diese genau eine Bitleitung 12 ist die ausgewählte Bitleitung.Correspondingly, exactly seven bit lines 12 are connected to the forward voltage U 0 by the diodes 15 through each bit address of the form "ddeeff", while exactly one bit line 12 is connected to the forward voltage U by the operational amplifier 19 , the feedback resistor R 2 and a readout diode 16 0 is placed. This exactly one bit line 12 is the selected bit line.

Der Operationsverstärker 19 liefert an seinem Ausgang 21 eine Ausgangsspannung Vout < 0. Wie sich zeigen lässt, spiegelt der Wert der Ausgangsspannung Vout den Speicherinhalt Rz1 bzw. Rz2 der ausgewählten Speicherzelle 3 wider.The operational amplifier 19 supplies an output voltage V out <0 at its output 21. As can be shown, the value of the output voltage V out reflects the memory content R z1 or R z2 of the selected memory cell 3 .

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Speicheranordnung wird der Speicher so betrieben, dass je zwei benachbarte Speicherzellen 3 als Speicherzellenpaar einen Speicherplatz zum Abspeichern eines Bit an Daten bilden. Dabei sind in den beiden Speicherzellen 3 eines einzelnen Speicherzellenpaares zueinander invertierte Speicherwerte abgespeichert. D. h. ist in der einen Speicherzelle 3 des Speicherzellenpaares der Speicherwert Rz1 (z. B. "0") abgespeichert, so ist in der anderen Speicherzelle 3 des Speicherzellenpaares der Speicherwert Rz2 (z. B. "1") abgespeichert und umgekehrt.In a further preferred embodiment of the memory arrangement, the memory is operated in such a way that two adjacent memory cells 3, as a pair of memory cells, form a memory location for storing a bit of data. In this case, inverted memory values are stored in the two memory cells 3 of a single pair of memory cells. I.e. in the other memory cell 3 of the memory cell pair is stored z1 (z. B. "0") in the one memory cell 3 of the memory cell pair, the storage value R, then the memory value R z2 (z. B. "1") are stored, and vice versa.

Bei dieser weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Zusammenhang zwischen Vout und dem Speicherinhalt relativ einfach darstellbar.In this further preferred embodiment, the relationship between V out and the memory content can be represented relatively easily.

Die Anzahl der Bitleitungen sei gleich n. Der Gesamtwiderstand Rzp der Parallelschaltung der Speicher- Widerstände aller n Speicherzellen 3 in einer einzelnen Wortleitung 9 ist, unabhängig von den in den Speicherzellen 3 abgespeicherten Speicherinhalten, gleich
The number of bit lines is equal to n. The total resistance R zp of the parallel connection of the memory resistances of all n memory cells 3 in a single word line 9 is the same, regardless of the memory contents stored in the memory cells 3

Rzp = (Rz1 -1 + Rz2 -1)-1.2/n (1)R zp = (R z1 -1 + R z2 -1 ) -1 .2 / n (1)

Der in der ausgewählten Wortleitung 9 fließende Strom Iges ist damit gleich
The current flowing in the selected word line current I tot 9 is thus equal to

Iges = (VDD - U0)/(R1 + Rzp) (2)I tot = (V DD - U 0 ) / (R 1 + R zp ) (2)

Folglich liegt die ausgewählte Wortleitung 9 auf dem Potenzial
Consequently, the selected word line 9 is at the potential

UWL = VDD - R1(VDD - U0)/(R1 + Rzp) = = (RzpVDD + R1U0)/(R1 + Rzp) (3)U WL = V DD - R 1 (V DD - U 0 ) / (R 1 + R zp ) = = (R zp V DD + R 1 U 0 ) / (R 1 + R zp ) (3)

Rz0 sei nun der Widerstandswert der ausgewählten Speicherzelle 3. Durch das Speicherelement 6 der ausgewählten Speicherzelle 3 fließt damit ein Strom
R z0 is now the resistance value of the selected memory cell 3 . A current thus flows through the memory element 6 of the selected memory cell 3

Iout = (UWL - U0)/Rz0 (4)
I out = (U WL - U 0 ) / R z0 (4)

Für die Ausgangsspannung Vout am Ausgang 21 des Operationsverstärkers 19 ergibt sich somit betragsmäßig
The magnitude of the output voltage V out at the output 21 of the operational amplifier 19 is thus obtained

|Vout| = R2(UWL - U0)/Rz0 = = R2Rzp(VDD - U0)/[Rz0(R1 + Rzp)] (5)| V out | = R 2 (U WL - U 0 ) / R z0 = = R 2 R zp (V DD - U 0 ) / [R z0 (R 1 + R zp )] (5)

Der gesuchte Widerstandswert Rz0 der ausgewählten Speicherzelle 3 ist somit über eine Messung von Vout bestimmbar.The desired resistance value R z0 of the selected memory cell 3 can thus be determined by measuring V out .

Bevorzugt wird, wenn der Speicherinhalt einer einzelnen Speicherzelle 3 ausgelesen wird, auch der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle 3 des entsprechenden Speicherzellenpaares ausgelesen.If the memory content of an individual memory cell 3 is read out, it is preferred that the memory content of the second memory cell 3 of the corresponding memory cell pair is also read out.

Bei dem bevorzugten Verfahren zum Auslesen einer Speicheranordnung 1 wird der Speicherinhalt der ersten Speicherzelle 3 ausgelesen. Dadurch wird ein erster analoger Auslesewert Vout geliefert, aus dem ein ausgelesener erster Speicherinhalt (= ausgelesener Speicherinhalt der ersten Speicherzelle 3) ermittelt wird. Zusätzlich wird der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle ausgelesen. Dadurch wird ein zweiter analoger Auslesewert Vout geliefert, aus dem ein ausgelesener zweiter Speicherinhalt (= ausgelesener Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle 3) ermittelt wird. Der ausgelesene Speicherinhalt ist entweder "0" oder "1". Der ausgelesene erste Speicherinhalt wird mit dem Inversen des ausgelesenen zweiten Speicherinhalts verglichen. Falls bei dem Vergleichen festgestellt wird, dass der ausgelesene erste Speicherinhalt mit dem Inversen des ausgelesenen zweiten Speicherinhalts nicht übereinstimmt, könnte ein Auslesefehler vorliegen, und es wird eine Fehlerbehandlungsroutine veranlasst. In the preferred method for reading out a memory arrangement 1 , the memory content of the first memory cell 3 is read out. As a result, a first analog read-out value V out is supplied, from which a read-out first memory content (= read-out memory content of the first memory cell 3 ) is determined. In addition, the memory content of the second memory cell is read out. As a result, a second analog read-out value V out is supplied, from which a read-out second memory content (= read-out memory content of the second memory cell 3 ) is determined. The read memory content is either "0" or "1". The read-out first memory content is compared with the inverse of the read-out second memory content. If it is determined during the comparison that the read-out first memory content does not match the inverse of the read-out second memory content, there could be a readout error and an error handling routine is initiated.

Bei der Fehlerbehandlungsroutine kann zum Beispiel eine Fehlermeldung ausgegeben werden, die einen Benutzer informiert, dass ein Fehler vorliegt.For example, in the error handling routine Error messages are issued by a user informs you that there is an error.

Alternativ kann bei der Fehlerbehandlungsroutine der Speicherinhalt der ersten Speicherzelle 3 erneut ausgelesen werden, wodurch ein erneuter erster analoger Auslesewert Vout geliefert wird, aus dem ein erneut ausgelesener erster Speicherinhalt (= ausgelesener Speicherinhalt der ersten Speicherzelle 3 beim erneuten Auslesen) ermittelt wird, und kann der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle erneut ausgelesen werden, wodurch ein erneuter zweiter analoger Auslesewert Vout geliefert wird, aus dem ein erneut ausgelesener zweiter Speicherinhalt (= ausgelesener Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle 3 beim erneuten Auslesen) ermittelt wird.Alternatively, the memory content of the first memory cell 3 can be read out again in the error handling routine, as a result of which a new first analog read value V out is supplied, from which a newly read first memory content (= read memory content of the first memory cell 3 when read again) is determined and can the memory content of the second memory cell can be read out again, whereby a second analog readout value V out is supplied, from which a second memory content read out again (= read memory content of the second memory cell 3 when read out again) is determined.

Falls bei der Fehlerbehandlungsroutine ein erneutes Auslesen vorgenommen wird, kann in jedem Fall der ausgelesene Speicherinhalt aus dem ersten Auslesen verworfen werden und der erneut ausgelesene Speicherinhalt aus dem erneuten Auslesen weiterverwendet werden.If read again in the error handling routine the read out can be made in any case Memory contents from the first reading are discarded and the re-read memory content from the new one Readout can continue to be used.

Alternativ kann für den ersten Speicherinhalt und den zweiten Speicherinhalt gemäß einem bestimmten Abwägungskriterium festgelegt werden, dass entweder der ausgelesene Speicherinhalt oder der erneut ausgelesene Speicherinhalt verworfen wird. Als Abwägungskriterium kann zum Beispiel ein Kriterium verwendet werden, bei dem abgewägt wird, welches Ausleseergebnis, das aus dem erstmaligen Auslesen oder das aus dem erneuten Auslesen, glaubwürdiger erscheint.Alternatively, for the first memory content and the second Memory content according to a certain weighing criterion be determined that either the read Memory content or the re-read memory content is discarded. As a weighing criterion, for example Criterion to be used in which is weighed which Selection result, that from the first reading or that from reading again, appears more credible.

Zum Beispiel wird der ausgelesene bzw. der erneut ausgelesene Speicherinhalt als logische "0" definiert, wenn der analoge bzw. erneute analoge Auslesewert Vout dem Betrag nach kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert Vth. Der ausgelesene bzw. der erneut ausgelesene Speicherinhalt wird hingegen als logische "1" definiert, wenn der analoge bzw. erneute analoge Auslesewert Vout dem Betrag nach größer ist als der vorbestimmte Schwellwert Vth.For example, the read or re-read memory content is defined as logical "0" if the analog or renewed analog read- out value V out is smaller than a predetermined threshold value V th . The read or the newly read memory content, on the other hand, is defined as logic "1" if the analog or renewed analog read value V out is greater in amount than the predetermined threshold value V th .

In diesem Fall kann zum Beispiel der ausgelesene Speicherinhalt verworfen werden, falls der erneute analoge Auslesewert Vout einen größeren Abstand von dem vorbestimmten Schwellwert Vth hat als der analoge Auslesewert Vout, und kann der erneut ausgelesene Speicherinhalt verworfen werden, falls der erneute analoge Auslesewert Vout einen kleineren Abstand von dem vorbestimmten Schwellwert Vth hat als der analoge Auslesewert Vout.In this case, for example, the read-out memory content can be discarded if the new analog read-out value V out has a greater distance from the predetermined threshold value V th than the analog read-out value V out , and the reread read-out memory content can be discarded if the new analog read-out value V out has a smaller distance from the predetermined threshold value V th than the analog readout value V out .

Bei dem Auslesewert Vout, der einen kleineren Abstand vom Schwellwert Vth aufweist, ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass die Definition des Speicherinhalts anhand des Auslesewerts Vout als "0" oder "1" falsch ist und daher der ausgelesene Speicherinhalt nicht mit dem tatsächlichen Speicherinhalt übereinstimmt.With the read- out value V out , which has a smaller distance from the threshold value V th , the probability is higher that the definition of the memory content based on the read-out value V out as "0" or "1" is incorrect and therefore the read-out memory content is not correct with the actual one Memory content matches.

Alternativ dazu, dass entweder der ausgelesene Speicherinhalt oder der erneut ausgelesene Speicherinhalt verworfen wird, kann ein Mittelwert aus dem analogen Wert |Vout| für den ausgelesenen Speicherinhalt und dem analogen Wert |Vout| für den erneut ausgelesenen Speicherinhalt gebildet werden. Falls der Mittelwert größer als der vorbestimmte Schwellwert Vth ist, wird der Speicherinhalt als eine logische "1" definiert. Falls der Mittelwert kleiner als der vorbestimmte Schwellwert Vth ist, wird der Speicherinhalt als eine logische "0" definiert.As an alternative to discarding either the memory content read out or the memory content read out again, an average value from the analog value | V out | for the read-out memory content and the analog value | V out | for the re-read memory content. If the mean is greater than the predetermined threshold V th , the memory content is defined as a logic "1". If the mean is less than the predetermined threshold V th , the memory content is defined as a logic "0".

Die Dekoderschaltung 7 kann folgendermaßen hergestellt werden. Im gesamten Bereich des Wortleitungsdekoders 8 und des Bitleitungsdekoders 11 wird eine Schicht aus dem organischen Material vorgesehen. Die Schicht wird so strukturiert, dass an Orten, an denen eine Diode 15 vorhanden sein soll, die Schicht verbleibt, und die Schicht an den übrigen Orten zerstört wird. Die Strukturierung kann zum Beispiel mit Hilfe von Elektronenstrahllithographie erfolgen. Alternativ kann ein selbstorganisierender Prozess ausgenutzt werden, bei dem das organische Material sich selbsttätig nur an den Orten anordnet, an denen eine Diode 15 vorgesehen sein soll. Alternativ kann eine Kombination aus Strukturierung an gewünschten Orten und selbstorganisierter Prozessierung verwendet werden, wobei die selbstorganisierenden Prozesse an ausgewählten und durch Strukturierung vorbereiteten Orten stattfinden.The decoder circuit 7 can be manufactured as follows. A layer of the organic material is provided in the entire area of the word line decoder 8 and the bit line decoder 11 . The layer is structured in such a way that the layer remains at locations where a diode 15 is to be present and the layer is destroyed at the other locations. The structuring can be carried out, for example, using electron beam lithography. Alternatively, a self-organizing process can be used, in which the organic material automatically arranges itself only at the locations where a diode 15 is to be provided. Alternatively, a combination of structuring at desired locations and self-organized processing can be used, the self-organizing processes taking place at selected locations and prepared by structuring.

Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speicheranordnung sind 1024 × 1024 Speicherzellen zu einem Speicherzellenfeld angeordnet. Entsprechend gibt es bei der Speicheranordnung 1024 Wortleiterbahnen, 1024 Bitleiterbahnen, 1024 Wortleitungen und 1024 Bitleitungen, die jeweils ein Raster von 10 nm aufweisen. Der Wortleitungsdekoder hat in diesem Fall 20 WL- Adressleitungen, und der Bitleitungsdekoder hat 20 BL- Adressleitungen. Die WL-Adressleitungen und die BL- Adressleitungen haben jeweils ein Raster von 200 nm. Bei dieser Ausführungsform hat das Speicherzellenfeld eine Fläche von ca. 10 µm × 10 µm, und der Wortleitungsdekoder und der Bitleitungsdekoder haben jeweils eine Fläche von ca. 4 µm × 10 µm.In an alternative preferred embodiment of the memory arrangement according to the invention, 1024 × 1024 memory cells are arranged to form a memory cell array. Correspondingly, there are 1024 word conductor tracks, 1024 bit conductor tracks, 1024 word lines and 1024 bit lines in the memory arrangement, each of which has a grid of 10 nm. The word line decoder in this case has 20 WL address lines and the bit line decoder has 20 BL address lines. The WL address lines and the BL address lines each have a raster of 200 nm. In this embodiment, the memory cell array has an area of approximately 10 μm × 10 μm, and the word line decoder and the bit line decoder each have an area of approximately 4 μm × 10 µm.

Bei weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Speicheranordnung sind jeweils 2n (2 hoch n) Wortleiterbahnen, Bitleiterbahnen, Wortleitungen und Bitleitungen sowie 2n × 2n Speicherzellen vorgesehen; der Wortleitungsdekoder hat in einem solchen Fall 2n (2 mal n) WL-Adressleitungen, und der Bitleitungsdekoder hat 2n (2 mal n) BL-Adressleitungen. Dabei ist n eine nicht negative ganze Zahl (n = 0, 1, 2, 3, . . .). In further alternative preferred embodiments of the memory arrangement according to the invention, 2 n (2 high n) word conductor tracks, bit conductor tracks, word lines and bit lines and 2 n × 2 n memory cells are provided; in such a case, the word line decoder has 2 n (2 times n) WL address lines and the bit line decoder has 2n (2 times n) BL address lines. Here n is a non-negative integer (n = 0, 1, 2, 3,...).

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform mit 1024 × 1024 Speicherzellen und 20 Wort-/BL-Adressleitungen beispielsweise ist n = 10.In the embodiment described above with 1024 × 1024 Memory cells and 20 word / BL address lines, for example is n = 10.

Je größer die ganze Zahl n ist, umso größer ist auch der Unterschied zwischen der Anzahl 2 n von Wortleitungen (entsprechend den Wortleitungen 9 in Fig. 1) etc. (vgl. oben) einerseits und der Anzahl 2n von WL-Adressleitungen (entsprechend den WL-Adressleitungen 10 in Fig. 1) bzw. BL- Adressleitungen andererseits.The larger the integer n, the greater the difference between the number 2 n of word lines (corresponding to word lines 9 in FIG. 1) etc. (see above) on the one hand and the number 2 n of WL address lines (corresponding the WL address lines 10 in FIG. 1) or BL address lines on the other hand.

Daher bietet die Erfindung insbesondere bei Speicheranordnungen mit einer großen Speicherkapazität, d. h. mit einer großen Anzahl von Speicherzellen, entscheidende Vorteile.Therefore, the invention offers in particular Storage devices with a large storage capacity, i. H. with a large number of memory cells, crucial Advantages.

Eine erfindungsgemäße Computeranordnung weist auf: einen Prozessor, eine Speicheranordnung 1 und eine Ansteuerlogik zum Liefern von Wortsignalen und Bitsignalen zum Betrieb der Speicheranordnung. Die Speicheranordnung kann zum Beispiel gemäß einer beliebigen der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein. Der Prozessor und die Ansteuerlogik sind in einer CMOS-Struktur oder einer dazu alternativen Halbleiter-Struktur, z. B. auf Verbindungshalbleiterbasis, implementiert. Die Speicheranordnung ist in die CMOS-Struktur bzw. alternative Halbleiter-Struktur integriert.A computer arrangement according to the invention has: a processor, a memory arrangement 1 and a control logic for supplying word signals and bit signals for operating the memory arrangement. For example, the memory array may be configured in accordance with any of the embodiments described above. The processor and the control logic are in a CMOS structure or an alternative semiconductor structure, e.g. B. implemented on a compound semiconductor basis. The memory arrangement is integrated in the CMOS structure or alternative semiconductor structure.

Fig. 5 zeigt eine schematische Teilansicht eines Computers mit einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung und einer Ansteuerlogik zum Betreiben der Speicheranordnung, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 is a partial schematic view showing a computer with a memory device according to the invention and a control logic for operating the memory array, according to a preferred embodiment of the invention.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Computers, weist die CMOS-artige Struktur eine erste leitfähige Ebene 501 mit leitfähigen Strukturen und eine zweite leitfähige Ebene 502 mit leitfähigen Strukturen auf. Die erste leitfähige Ebene 501 und die zweite leitfähige Ebene 502 sind überwiegend voneinander elektrisch isoliert sind. Die Ansteuerlogik 503 mit Ausnahme von Verbindungsleitungen 504 ist in der ersten leitfähigen Ebene 501 angeordnet. Die WL-Adressleitungen 10 der Speicheranordnung sind in der zweiten leitfähigen Ebene 502 angeordnet. Fig. 5 zeigt zwei WL-Adressleitungen 10. Jede der WL-Adressleitungen 10 der Speicheranordnung 1 ist durch eine entsprechende der Verbindungsleitungen 504 mit der Ansteuerlogik 503 verbunden. In Fig. 5 ist eine Verbindungsleitung 504 dargestellt. Bevorzugt sind die BL- Adressleitungen 13 in einer dritten leitfähigen Ebene angeordnet, die von der ersten leitfähigen Ebene 501 und von der zweiten leitfähigen Ebene 502 unterschiedlich ist (nicht dargestellt in Fig. 5), und jede der BL-Adressleitungen 13 der Speicheranordnung 1 ist durch eine entsprechende der Verbindungsleitungen 504 mit der Ansteuerlogik 503 verbunden (nicht gezeigt in Fig. 5). Die Verbindungsleitungen 504 bilden also insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen der ersten leitfähigen Ebene 501 und der zweiten leitfähigen Ebene 502.In this preferred embodiment of the computer, the CMOS-like structure has a first conductive level 501 with conductive structures and a second conductive level 502 with conductive structures. The first conductive level 501 and the second conductive level 502 are predominantly electrically insulated from one another. The control logic 503, with the exception of connecting lines 504, is arranged in the first conductive level 501 . The WL address lines 10 of the memory arrangement are arranged in the second conductive level 502 . Fig. 5 shows two WL address lines 10. Each of the WL address lines 10 of the memory arrangement 1 is connected to the control logic 503 by a corresponding one of the connecting lines 504 . In Fig. 5 a connection line 504 is illustrated. The BL address lines 13 are preferably arranged in a third conductive level, which is different from the first conductive level 501 and from the second conductive level 502 (not shown in FIG. 5), and each of the BL address lines 13 of the memory arrangement 1 connected to the control logic 503 by a corresponding one of the connecting lines 504 (not shown in FIG. 5). The connecting lines 504 thus form in particular an electrical connection between the first conductive level 501 and the second conductive level 502 .

Der Begriff "leitfähige Ebene" ist so zu verstehen, dass in der "leitfähigen Ebene" schichtartige elektrisch leitfähige Strukturen ausgebildet sind. Der Begriff ist nicht so zu verstehen, dass die "leitfähige Ebene" durchgehend aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist. Zwischen unterschiedlichen leitfähigen Ebenen sind einerseits elektrisch isolierende Materialien angeordnet, zum Beispiel Oxide und/oder Nitride und/oder Gläser, und andererseits Verbindungsleitungen (z. B. sogenannte "Vias"), mittels derer unterschiedliche leitfähige Ebenen miteinander elektrisch gekoppelt sind.The term "conductive level" is to be understood such that in the "conductive level" layer-like electrically conductive Structures are formed. The term is not too understand that the "conductive level" consistently of one electrically conductive material is formed. Between different conductive levels are on the one hand arranged electrically insulating materials, for example Oxides and / or nitrides and / or glasses, and on the other hand Connection lines (e.g. so-called "vias"), by means of which different conductive levels with each other electrically are coupled.

Eine Speicheranordnung 1 selbst weist typischerweise mindestens zwei leitfähige Speicher-Ebenen auf. Beispielsweise sind in einer ersten leitfähigen Speicher- Ebene die Wortleiterbahnen 4, die Wortleitungen 9 und die Bitleitungs-(BL)-Adressleitungen 13 angeordnet und sind in einer zweiten leitfähigen Speicher-Ebene die Bitleiterbahnen 5, die Bitleitungen 12 und die Wortleitungs-(WL)- Adressleitungen 10 angeordnet. Als Speicherelemente 6 der einzelnen Speicherzellen 3 verwendete Speicher-Widerstände stellen leitfähige Verbindungen zwischen der ersten leitfähigen Speicher-Ebene und der zweiten leitfähigen Speicher-Ebene dar. Im Wortleitungsdekoder 8 und im Bitleitungsdekoder 11 stellen die Dioden 15 leitfähige Verbindungen zwischen der ersten leitfähigen Speicher-Ebene und der zweiten leitfähigen Speicher-Ebene dar. A memory arrangement 1 itself typically has at least two conductive memory levels. For example, the word conductor tracks 4 , the word lines 9 and the bit line (BL) address lines 13 are arranged in a first conductive memory layer and the bit conductor tracks 5 , the bit lines 12 and the word line (WL) are arranged in a second conductive memory layer. - Address lines 10 arranged. Memory resistors used as memory elements 6 of the individual memory cells 3 represent conductive connections between the first conductive memory level and the second conductive memory level. In the word line decoder 8 and in the bit line decoder 11 , the diodes 15 provide conductive connections between the first conductive memory level and the second conductive memory level.

In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:
[1] H. J. Gao et al., Phys. Rev. Lett. 84, 1780 (2000)
[2] C. Zhou et al., Appl. Phys. Lett. 71, 611 (1997)
The following publications are cited in this document:
[1] HJ Gao et al., Phys. Rev. Lett. 84, 1780 ( 2000 )
[2] C. Zhou et al., Appl. Phys. Lett. 71, 611 ( 1997 )

BezugszeichenlisteReference symbol list

Fig.Fig.

11

11

Speicheranordnung
Storage arrangement

22nd

Speicherzellenfeld
Memory cell array

33rd

Speicherzelle
Memory cell

44th

Wortleiterbahn
Word trace

55

Bitleiterbahn
Bit line

66

Speicherelement
Storage element

77

Dekoderschaltung
Decoder circuit

88th

Wortleitungsdekoder
Word line decoder

99

Wortleitung
Word line

1010th

WL-Adressleitung
WL address line

1111

Bitleitungsdekoder
Bit line decoder

1212th

Bitleitung
Bit line

1313

BL-Adressleitung
BL address line

1414

Ausleseausgang
Readout output

1515

Diode
diode

1616

Auslesediode
Readout diode

1717th

-
-

1818th

-
-

1919th

Operationsverstärker
Operational amplifier

2020th

invertierender Eingang des Operationsverstärkers
inverting input of the operational amplifier

2121st

Ausgang des Operationsverstärkers
Output of the operational amplifier

Fig.Fig.

22nd

201201

erste Metallschicht
first layer of metal

202202

organische Schicht
organic layer

203203

zweite Metallschicht
second metal layer

Fig.Fig.

33rd

301301

Speicheranordnung
Storage arrangement

302302

Speicherzellenfeld
Memory cell array

303303

Speicherzelle
Memory cell

304304

Wortleiterbahn
Word trace

305305

Bitleiterbahn
Bit line

306306

-
-

307307

Dekoderschaltung
Decoder circuit

308308

Wortleitungsdekoder
Word line decoder

309309

Wortleitung
Word line

310310

WL-Adressleitung
WL address line

311311

Bitleitungsdekoder
Bit line decoder

312312

Bitleitung
Bit line

313313

BL-Adressleitung
BL address line

314314

Ausleseausgang
Readout output

Fig.Fig.

44th

401401

Speicherzellenfeld
Memory cell array

402402

Übergangsbereich
Transition area

403403

Dekoderschaltung
Decoder circuit

404404

Leiterbahn
Conductor track

Fig.Fig.

55

501501

erste leitfähige Ebene
first conductive level

502502

zweite leitfähige Ebene
second conductive level

503503

Ansteuerlogik
Control logic

504504

Verbindungsleitung
Connecting line

Claims (17)

1. Speicheranordnung (1) mit
einem Speicherzellenfeld (2) mit einer Mehrzahl von Speicherzellen (3), die je ein Speicherelement (6) mit einem Speicherinhalt aufweisen, mit einer Mehrzahl von Wortleiterbahnen (4) und mit einer Mehrzahl von die Wortleiterbahnen kreuzenden Bitleiterbahnen (5), wobei die Speicherzellen (3) an Orten der Kreuzungen von Wortleiterbahnen (4) und Bitleiterbahnen (5) angeordnet sind, und
einer Dekoderschaltung (7) zum Auslesen der Speicherzellen (3) mit
einem Wortleitungsdekoder (8), der eine Mehrzahl von mit je einer Wortleiterbahn (4) elektrisch gekoppelten Wortleitungen (9) und eine Mehrzahl von mit zumindest einer Wortleitung (9) elektrisch gekoppelten WL-Adressleitungen (10) aufweist, über die je ein Wortsignal an die mit der WL-Adressleitung (10) gekoppelte zumindest eine Wortleitung (9) anlegbar ist, wobei die WL-Adressleitung (10) und die Wortleitung (9) über eine Diode (15) miteinander elektrisch gekoppelt sind,
einem Bitleitungsdekoder (11), der eine Mehrzahl von mit je einer Bitleiterbahn (5) elektrisch gekoppelten Bitleitungen (12) und eine Mehrzahl von mit zumindest einer Bitleitung (12) elektrisch gekoppelten BL-Adressleitungen (13) aufweist, über die je ein Bitsignal an die mit der BL-Adressleitung (13) gekoppelte zumindest eine Bitleitung (9) anlegbar ist, wobei die BL-Adressleitung (13) und die Bitleitung (12) über eine Diode (15) miteinander elektrisch gekoppelt sind, und
einem Ausleseausgang (14) zum Auslesen des Speicherinhalts jeder einzelnen Speicherzelle (3), wobei durch die Auswahl einer vorbestimmten Wortleitung (9) und einer vorbestimmten Bitleitung (12) eine den Speicherinhalt einer vorbestimmten einzelnen Speicherzelle (3) widerspiegelnde Ausgabe an den Ausleseausgang (14) ausgebbar ist.
1. Storage arrangement ( 1 ) with
a memory cell array ( 2 ) with a plurality of memory cells ( 3 ), each having a memory element ( 6 ) with a memory content, with a plurality of word conductor tracks ( 4 ) and with a plurality of bit conductor tracks ( 5 ) crossing the word conductor tracks, the memory cells ( 3 ) are arranged at locations of the intersections of word conductor tracks ( 4 ) and bit conductor tracks ( 5 ), and
a decoder circuit ( 7 ) for reading out the memory cells ( 3 )
a word line decoder ( 8 ) which has a plurality of word lines ( 9 ) which are electrically coupled to one word line ( 4 ) and a plurality of WL address lines ( 10 ) which are electrically coupled to at least one word line ( 9 ), via which a word signal is applied the at least one word line ( 9 ) coupled to the WL address line ( 10 ) can be applied, the WL address line ( 10 ) and the word line ( 9 ) being electrically coupled to one another via a diode ( 15 ),
a bit line decoder ( 11 ) which has a plurality of bit lines ( 12 ) which are electrically coupled to a bit line ( 5 ) and a plurality of BL address lines ( 13 ) which are electrically coupled to at least one bit line ( 12 ), each of which receives a bit signal the at least one bit line ( 9 ) coupled to the BL address line ( 13 ) can be applied, the BL address line ( 13 ) and the bit line ( 12 ) being electrically coupled to one another via a diode ( 15 ), and
a readout output ( 14 ) for reading out the memory content of each individual memory cell ( 3 ), an output to the readout output ( 14 ) reflecting the memory content of a predetermined individual memory cell ( 3 ) being selected by the selection of a predetermined word line ( 9 ) and a predetermined bit line ( 12 ) ) can be output.
2. Speicheranordnung (1) gemäß Anspruch 1, bei der für das Speicherelement (6) ein Speicher- Widerstand mit einer veränderbaren Leitfähigkeit verwendet wird, durch welchen Speicher-Widerstand die Wortleiterbahn (4) und die Bitleiterbahn (5) miteinander verbunden sind, wobei die Leitfähigkeit des Speicher-Widerstandes wahlweise zumindest einen ersten Leitfähigkeitswert und einen vom ersten Leitfähigkeitswert unterschiedlichen Leitfähigkeitswert annehmen kann.2. Memory arrangement ( 1 ) according to claim 1, in which a memory resistor with a variable conductivity is used for the memory element ( 6 ), through which memory resistor the word conductor path ( 4 ) and the bit conductor path ( 5 ) are connected to one another, wherein the conductivity of the storage resistor can optionally take at least a first conductivity value and a conductivity value different from the first conductivity value. 3. Speicheranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der als Speicherelement (6) ein organischer Film verwendet wird, der ein organisches Material aufweist, wobei die Leitfähigkeit des organischen Films durch Anlegen eines geeigneten elektrischen Feldes an den organischen Film veränderbar ist.3. Storage arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, in which an organic film is used as the storage element ( 6 ), which has an organic material, wherein the conductivity of the organic film can be changed by applying a suitable electric field to the organic film. 4. Speicheranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der zumindest eine Speicherzelle (3) zumindest einen Transistor aufweist.4. Memory arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, in which at least one memory cell ( 3 ) has at least one transistor. 5. Speicheranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der für zumindest eine Diode (15) die Diode (15) zumindest ein Diodenelement aus einem gleichrichtenden organischen Material aufweist.5. Memory arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, in which for at least one diode ( 15 ) the diode ( 15 ) has at least one diode element made of a rectifying organic material. 6. Speicheranordnung (1) nach Anspruch 5, bei der das gleichrichtende organische Material 4- thioacetylbiphenyl aufweist.6. The memory arrangement ( 1 ) according to claim 5, wherein the rectifying organic material comprises 4-thioacetylbiphenyl. 7. Speicheranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Wortleiterbahnen (4) und/oder die Bitleiterbahnen (5) aus Kohlenstoff-Nanoröhren mit metallischer Leitfähigkeit gefertigt sind.7. Memory arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, in which the word conductor tracks ( 4 ) and / or the bit conductor tracks ( 5 ) are made of carbon nanotubes with metallic conductivity. 8. Speicheranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Wortleitungen (9) und/oder die Bitleitungen (12) aus Kohlenstoff-Nanoröhren mit metallischer Leitfähigkeit gefertigt sind.8. Memory arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, in which the word lines ( 9 ) and / or the bit lines ( 12 ) are made of carbon nanotubes with metallic conductivity. 9. Speicheranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Speicherzellen (3) zu Speicherzellenpaaren mit jeweils einer ersten Speicherzelle (3) und einer zweiten Speicherzelle (3) angeordnet sind, wobei der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle (3) gleich dem inversen Speicherinhalt der ersten Speicherzelle (3) ist.9. Memory arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, in which the memory cells ( 3 ) are arranged to form memory cell pairs, each with a first memory cell ( 3 ) and a second memory cell ( 3 ), the memory content of the second memory cell ( 3 ) is equal to the inverse memory content of the first memory cell ( 3 ). 10. Verfahren zum Auslesen einer Speicheranordnung (1) nach Anspruch 9,
bei dem
der Speicherinhalt der ersten Speicherzelle (3) ausgelesen wird, wodurch ein erster analoger Auslesewert geliefert wird, aus dem ein ausgelesener erster Speicherinhalt ermittelt wird,
der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle (3) ausgelesen wird, wodurch ein zweiter analoger Auslesewert geliefert wird, aus dem ein ausgelesener zweiter Speicherinhalt ermittelt wird, und
der ausgelesene erste Speicherinhalt mit dem Inversen des ausgelesenen zweiten Speicherinhalts verglichen wird und, falls bei dem Vergleichen festgestellt wird, dass der ausgelesene erste Speicherinhalt mit dem Inversen des ausgelesenen zweiten Speicherinhalts nicht übereinstimmt, eine Fehlerbehandlungsroutine veranlasst wird.
10. A method for reading out a memory arrangement ( 1 ) according to claim 9,
in which
the memory content of the first memory cell ( 3 ) is read out, whereby a first analog read-out value is supplied, from which a read-out first memory content is determined,
the memory content of the second memory cell ( 3 ) is read out, as a result of which a second analog readout value is supplied, from which a read second memory content is determined, and
the read-out first memory content is compared with the inverse of the read-out second memory content and, if it is determined during the comparison that the read-out first memory content does not match the inverse of the read-out second memory content, an error handling routine is initiated.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem bei der Fehlerbehandlungsroutine eine Fehlermeldung ausgegeben wird. 11. The method according to claim 10, where in the error handling routine a Error message is issued.   12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem bei der Fehlerbehandlungsroutine der Speicherinhalt der ersten Speicherzelle (3) erneut ausgelesen wird, wodurch ein erneuter erster analoger Auslesewert geliefert wird, aus dem ein erneut ausgelesener erster Speicherinhalt ermittelt wird, und der Speicherinhalt der zweiten Speicherzelle (3) erneut ausgelesen wird, wodurch ein erneuter zweiter analoger Auslesewert geliefert wird, aus dem ein erneut ausgelesener zweiter Speicherinhalt ermittelt wird.12. The method of claim 10 or 11, wherein in the error handling routine, the memory content of the first memory cell ( 3 ) is read again, whereby a new first analog read value is supplied, from which a newly read first memory content is determined, and the memory content of the second Memory cell ( 3 ) is read out again, whereby a second analog readout value is supplied, from which a second memory content read out is determined. 13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem bei der Fehlerbehandlungsroutine für den ersten Speicherinhalt und den zweiten Speicherinhalt gemäß einem Abwägungskriterium festgelegt wird, dass entweder der ausgelesene Speicherinhalt oder der erneut ausgelesene Speicherinhalt verworfen wird.13. The method according to claim 12, in the case of the error handling routine for the first Memory content and the second memory content according to one Weighing criterion is determined that either the read memory content or the reread Memory content is discarded. 14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der ausgelesene bzw. der erneut ausgelesene Speicherinhalt als logische "0" definiert wird, wenn der analoge bzw. erneute analoge Auslesewert dem Betrag nach kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert, und bei dem der ausgelesene bzw. der erneut ausgelesene Speicherinhalt als logische "1" definiert wird, wenn der analoge bzw. erneute analoge Auslesewert dem Betrag nach größer ist als der vorbestimmte Schwellwert.14. The method according to claim 13, in which the read or the reread Memory content is defined as logical "0" when the analog or renewed analog readout value according to the amount is less than a predetermined threshold, and at which the memory content read or reread is defined as logical "1" if the analog or renewed analog readout value is greater than the predetermined threshold. 15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der ausgelesene Speicherinhalt verworfen wird, falls der erneute analoge Auslesewert einen größeren Abstand von dem vorbestimmten Schwellwert hat als der analoge Auslesewert, und bei dem der erneut ausgelesene Speicherinhalt verworfen wird, falls der erneute analoge Auslesewert einen kleineren Abstand von dem vorbestimmten Schwellwert hat als der analoge Auslesewert. 15. The method according to claim 14, where the read memory content is discarded, if the renewed analog read-out value has a larger distance of the predetermined threshold than the analog one Readout value, and at which the reread Memory content is discarded if the new analog Read out a smaller distance from the predetermined one Has threshold value as the analog readout value.   16. Computeranordnung mit
einem Prozessor,
einer Speicheranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und
einer Ansteuerlogik (503) zum Liefern von Wortsignalen und Bitsignalen zum Betrieb der Speicheranordnung (1),
wobei der Prozessor und die Ansteuerlogik (503) in einer CMOS-Struktur oder einer dazu alternativen Halbleiter- Struktur implementiert sind und die Speicheranordnung (1) in die CMOS- oder alternative Struktur integriert ist.
16. Computer arrangement with
a processor,
a memory arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 and
a control logic ( 503 ) for supplying word signals and bit signals for operating the memory arrangement ( 1 ),
wherein the processor and the control logic ( 503 ) are implemented in a CMOS structure or an alternative semiconductor structure and the memory arrangement ( 1 ) is integrated in the CMOS or alternative structure.
17. Computeranordnung nach Anspruch 16, bei der die CMOS- oder alternative Struktur mindestens zwei leitfähige Ebenen (501, 502) mit jeweils leitfähigen Strukturen aufweist, wobei die erste leitfähige Ebene (501) und die zweite leitfähige Ebene (502) überwiegend voneinander elektrisch isoliert sind, wobei die Ansteuerlogik (503) mit Ausnahme von Verbindungsleitungen (504) und die Speicheranordnung (1) in unterschiedlichen leitfähigen Ebenen (501, 502) angeordnet sind, wobei die WL-Adressleitungen (10) und die BL-Adressleitungen (13) jeweils durch entsprechende der Verbindungsleitungen (504) mit der Ansteuerlogik (503) verbunden sind.17. The computer arrangement as claimed in claim 16, in which the CMOS or alternative structure has at least two conductive levels ( 501 , 502 ) each having conductive structures, the first conductive level ( 501 ) and the second conductive level ( 502 ) being predominantly electrically insulated from one another the control logic ( 503 ) with the exception of connecting lines ( 504 ) and the memory arrangement ( 1 ) are arranged in different conductive levels ( 501 , 502 ), the WL address lines ( 10 ) and the BL address lines ( 13 ) each are connected to the control logic ( 503 ) by means of corresponding connecting lines ( 504 ).
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