DE102005003025B4

DE102005003025B4 - PMC-Speicherschaltung sowie Verfahren zum Speichern eines Datums in einer PMC-Speicherschaltung

Info

Publication number: DE102005003025B4
Application number: DE102005003025A
Authority: DE
Inventors: Dr. Symanczyk Ralf
Original assignee: Adesto Technologies Corp
Current assignee: Adesto Technologies Corp
Priority date: 2005-01-22
Filing date: 2005-01-22
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2025-01-23
Also published as: DE102005003025A1; US7257014B2; US20060176725A1

Abstract

PMC-Speicherschaltung umfassend: eine PMC-Speicherzelle (1), die ein PMC-Bauelement (2) aufweist, wobei das PMC-Bauelement (2) einen Festkörperelektrolyten mit permanent eingebrachten Fehlstellen aufweist, so dass das PMC-Bauelement (2) eine Hysterese hinsichtlich seiner I-U-Kennlinie beschränkt auf den positiven Kennlinien = Quadranten mit einem oberen und einem unteren Stromwerte-Zweig aufweist, und eine Datenhalteeinheit (5), die zum Halten eines zu speichernden Zustands an das PMC-Bauelement (2) eine Speicherspannung anlegt, bei der das PMC-Bauelement (2) zum Speichern eines ersten Zustandes entweder im oberen Stromwerte-Zweig oder zum Speichern eines zweiten Zustandes im unteren Stromwerte-Zweig der Hysterese betrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine PMC-Speicherschaltung mit einem PMC-Bauelement sowie ein Verfahren zum Speichern eines Datums in einer PMC-Speicherschaltung.
Speicherschaltungen mit Speicherzellen auf Basis eines Festkörperelektrolytmaterials sind allgemein als PMC (programmable metalization cell) oder CBRAM (Conductive Bridging RAM) bekannt. Ein dafür verwendetes PMC-Bauelement weist einen Festkörperelektrolyten auf, in den abhängig von einem beim Beschreiben anzulegenden elektrischen Feld ein niederohmiger leitfähiger Pfad ausgebildet oder zurückgebildet wird. Dadurch kann ein Zustand des PMC-Bauelements durch Einstellen eines hochohmigen oder niederohmigen Zustands eingestellt werden. Den beiden Widerstandswerten kann jeweils ein logischer Zustand zugeordnet werden und so eine PMC-Speicherschaltung gebildet werden.
Das Beschreiben einer mit einem PMC-Bauelement gebildeten PMC-Speicherzelle erfolgt mit bipolaren Spannungspulsen, wobei eine positive Spannung an der Anode ein Schreiben (Ausbilden eines leitfähigen Pfades) und eine negative Spannung an der Anode ein Löschen (Zurückbilden des leitfähigen Pfades) bewirkt.
Die WO 02/082452 A2 beschreibt ein Speichern von Information durch Ausbildung von leitfähigen Brücken („electrodeposits”) oder durch Ansammlung von geladenen Ionen an einer Elektrode des Speicherelements, wodurch dessen Kapazität verändert wird.
Der Artikel „A Nonvolatile Programmable Solid Electrolyte Nanometer Switch” von T. Sakamoto et al. (Digest of Technical Papers, ISSCC 2004 IEEE International Solid State Circuits Conference) beschreibt einen nicht-flüchtigen programmierbaren Festkörperelektrolyt-Schalter, in dem durch Anlegen geeigneter positiver und negativer Spannungen Kupfer-Brücken ausgebildet und abgebaut werden, die die Leitfähigkeit verändern.
Die DE 10 2004 051 152 A1 beschreibt ein PCM-Speicherbauelement, bei dem ein Phasenwechselmaterial durch Erwärmen in einen kristallinen oder einen amorphen Phasenzustand gebracht werden kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine PMC-Speicherschaltung zur Verfügung zu stellen, die ein PMC-Bauelement aufweist, und die auf einem neuartigen Datenspeicherprinzip für PMC-Bauelemente beruht.
Diese Aufgabe wird durch die PMC-Speicherschaltung nach Anspruch 1 sowie durch das Verfahren zum Speichern eines Datums nach Anspruch 4 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine PMC-Speicherschaltung mit einer PMC-Speicherzelle, die ein PMC-Bauelement aufweist, vorgesehen. Das PMC-Bauelement umfasst einen Festkörperelektrolyten mit permanent eingebrachten Störstellen, so dass das PMC-Bauelement eine Hysterese hinsichtlich seiner I-U-Kennlinie mit einem oberen und einem unteren Stromwertezweig aufweist. Es ist ferner eine Datenhalteeinheit vorgesehen, die zum Speichern eines zu speichernden Zustands an das PMC-Bauelement eine Speicherspannung anlegt, bei der das PMC-Bauelement zum Speichern eines ersten Zustandes entweder im oberen Stromwertezweig oder zum Speichern eines zweiten Zustands im unteren Stromwertezweig der Hysterese betrieben wird.
Bei elektrischem Betrieb der Speicherzelle bewirken die Fehlstellen, dass das PMC-Bauelement eine Hysterese in der Strom-Spannung-Kennlinie innerhalb eines Kennlinienquadranten aufweist. Diese Hysterese wird erfindungsgemäß dazu genutzt, zwei Zustände zu speichern, indem eine Datenhalteeinheit vorgesehen ist, die an das PMC-Bauelement eine Speicherspannung anlegt, bei der das Bauelement zum Speichern eines ersten Zustandes entweder im oberen Stromwertezweig oder zum Speichern eines zweiten Zustands im unteren Stromwertezweig der Hysterese betrieben wird.
Mit der erfindungsgemäßen PMC-Speicherschaltung wird ein neuartiges Konzept realisiert, eine Speicherschaltung auf Grundlage eines PMC-Bauelements aufzubauen. Anstelle des in der Einleitung beschriebenen Konzeptes, die zu speichernden Daten durch Bildung oder Entfernen eines metallischen Pfades innerhalb des PMC-Bauelemente zu speichern, wird statt dessen das PMC-Bauelement mit permanent eingebrachten Fehlstellen oder Defekten im Festkörperelektrolyten vorgesehen. Das Speicherkonzept beruht erfindungsgemäß auf einem lokalen Verschieben von ionischen Anteilen im Festkörperelektrolyten, insbesondere im Bereich dieser Fehlstellen unter dem Einfluss elektrischer Felder. Ein Vorteil der Verwendung einer solchen Speicheranordnung besteht darin, dass die zum Ausbilden und Entfernen eines metallischen Pfades notwenigen höheren elektrischen Ströme bzw. Ladungsmengen nicht notwendig sind, da das Speichern eines Zustandes lediglich durch Verfahren des Betriebspunktes des PMC-Bauelements auf der Hysterese-Kennlinie zwischen dem oberen und unteren Stromwertezweig erfolgt. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass sich die Hysterese auf einen Kennlinienquadranten beschränkt und somit im Gegensatz zum bereits bekannten Konzept einen unipolaren elektrischen Betrieb der Speicherzelle ermöglicht.
Es kann eine Schreibeinheit vorgesehen sein, die den ersten Zustand in die PMC-Speicherzelle schreibt, indem die Schreibeinheit an das PMC-Bauelement eine erste Spannung, die gleich oder größer ist als eine erste Schwellspannung anlegt, und die den zweiten Zustand in die PMC-Speicherzelle schreibt, indem die Schreibeinheit an das PMC-Bauelement eine zweite Spannung, die gleich oder kleiner ist als eine zweite Schwellspannung, anlegt. Die Datenhalteeinheit ist so gestaltet, um anschließend nach dem Anlegen der ersten bzw. zweiten Spannung diese Spannung an dem PMC-Bauelement und auch das Speicherpotential zu ändern, so dass der geschriebene Zustand gespeichert wird. Die Schreibeinheit ermöglicht es, die Hysterese des PMC-Bauelements zu nutzen, und den zu speichernden Zustand durch Verfahren des Betriebspunktes auf der Hysterese-Kennlinie einzustellen.
Es kann weiterhin eine Ausleseeinheit vorgesehen sein, die eine Auswerteschaltung aufweist, um bei Anliegen der Speicherspannung abhängig von dem durch das PMC-Bauelemente fließenden Strom den ersten oder den zweiten Zustand zu detektieren und abhängig von dem detektierten Zustand ein Datum auszugeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Speichern eines Datums in eine PMC-Speicherschaltung vorgesehen, die eine PMC-Speicherzelle mit einem PMC-Bauelement umfasst, wobei das PMC-Bauelement einen Festkörperelektrolyten mit permanent eingebrachten Defekten aufweist, so dass das PMC-Bauelement hinsichtlich seiner I-U-Kennlinie eine Hysterese mit einem oberen und einem unteren Stromwertezweig aufweist. Zum Halten eines zu speichernden Zustands in der PMC-Speicherzelle wird eine Speicherspannung angelegt, bei der das PMC-Bauelement entweder gemäß dem ersten Zustand im oberen Stromwertezweig der Hysterese oder gemäß dem zweiten Zustand im unteren Stromwertezweit der Hysterese betrieben wird.
Das erfindungsgemäße Speicherverfahren hat den Vorteil, eine PMC-Speicherzelle zum Speichern eines Datums zu verwenden, ohne dass die innere Struktur des PMC-Bauelementes durch einen die Materialzusammensetzung ändernden Programmierschritt geändert werden muss, das heißt, dass keine metallischen Pfade ausgebildet bzw. zurückgebildet werden müssen, um das Datum zu speichern. Stattdessen ist das Datum speicherbar, indem eine festgelegte Speicherspannung angelegt wird, die das PMC-Bauelement in einem vorbestimmten Betriebszustand hält, dem das gespeicherte Datum zuordbar ist.
Das Schreiben eines ersten Zustands in die PMC-Speicherzelle erfolgt, indem an das PMC-Bauelement eine erste Spannung, die gleich oder größer als eine erste Schwellspannung ist, angelegt wird, wobei ein zweiter Zustand in die PMC-Speicherzelle geschrieben wird, indem an das PMC-Bauelement eine zweite Spannung, die gleich oder kleiner als eine zweite Schwellspannung ist, angelegt wird, wobei anschließend nach dem Anlegen der ersten bzw. zweiten Spannung die Spannung an dem PMC-Bauelement auf die Speicherspannung geändert wird, um den geschriebenen Zustand zu halten.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass zum Auslesen der PMC-Speicherzelle beim Anliegen der Speicherspannung abhängig von dem durch das PMC-Bauelement fließende Strom ein erster oder ein zweiter Zustand detektiert wird, wobei abhängig von dem detektierten Zustand des PMC-Bauelements ein Datum ausgegeben wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen PMC-Speicherschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 zwei I-U-Kennlinien für ein PMC-Bauelement mit eingeprägten permanent eingebrachten Fehlstellen;
3 ein Signal-Zeit-Diagramm zur Ansteuerung der PMC-Speicherzelle der PMC-Speicherschaltung der 1 zum Schreiben und Lesen eines Datums; und
4 eine Querschnittsansicht einer PMC-Speicherzelle, wie sie beispielsweise in der Ausführungsform der 1 verwendet werden kann.
1 zeigt eine erfindungsgemäße PMC-Speicherschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die PMC-Speicherschaltung weist eine PMC-Speicherzelle 1 auf, die ein PMC-Bauelement 2 und einen Schalttransistor 3 umfasst. Das PMC-Bauelement 2 und der Schalttransistor 3 sind zwischen einem Spannungsanschluss SA und einer Bitleitung BL in Reihe geschaltet, wobei die Kathode des PMC-Bauelements mit dem Spannungsanschluss, die Anode des PMC-Bauelements 2 mit einem ersten Anschluss des Schalttransistors 3 und ein zweiter Anschluss des Schalttransistors 3 mit der Bitleitung BL in Verbindung stehen. Ein Steueranschluss des Schalttransistors 3 ist über eine Wortleitung WL ansteuerbar.
Der Spannungsanschluss, die Bitleitung und die Wortleitung WL sind mit einer Steuereinheit 4 verbunden, mit der die PMC-Speicherzelle 1 als Speicherschaltung betrieben werden kann. Die Steuereinheit 4 weist dazu eine Datenhalteeinheit 5, eine Schreibschaltung 6 und eine Ausleseeinheit 7 auf, um die PMC-Speicherzelle 1 auszulesen, zu beschreiben und das gespeicherte Datum zu halten.
Das PMC-Bauelement 2 ist im Wesentlichen als ein herkömmliches PMC-Bauelement mit einem Festkörperelektrolyten ausgebildet. Das PMC-Bauelement weist üblicherweise eine Anode mit einem Anodenmaterial Ag oder Cu und einem Festkörperelektrolytmaterial, wie z. B. GeSe, GeS, AgSe und andere, auf. Von der Anode können je nach über dem Festkörperelektrolyten angelegten elektrischen Feld Metallanionen in den Festkörperelektrolyten hineinwandern, oder an der Anode können sich die durch das elektrische Feld aus dem Festkörperelektrolyten gedrängten Anionen sammeln. Das PMC-Bauelement 2 wird jedoch gegenüber den üblicherweise verwendeten herkömmlichen PMC-Bauelementen in geeigneter Weise vorbehandelt, um eine I-U-Kennlinie mit ausgeprägtem Hysterese-Verhalten und NDR-Kennlinienbereichen (NDR: negative differenzielle Widerstandscharakteristik) zu erreichen. Die Vorbehandlung des PMC-Bauelements erfolgt beispielsweise durch Anlegen von Spannungs- und/oder Stromimpulsen mit positivem Potential an dem Anodenanschluss des PMC-Bauelements. Dadurch entstehen in Abhängigkeit von der Stärke und Dauer der Impulse mehr oder weniger ausgeprägte und permanent bestandsfähige (d. h. im Wesentlichen nicht durch weitere Spannungs- und/oder Stromimpulse rückbildbare) Fehlstellen in der Matrix des Festkörperelektrolytenmaterials. Alternativ kann die gewünschte Konditionierung des PMC-Bauelementes durch thermische Vorbehandlung erfolgen (Hochtemperaturlagerung). Auch in diesem Fall entstehen in der Matrix Fehlstellen durch das Eindringen von Metallclustern aus dem Anodenmaterial. Die mit Metallclustern gefüllten Fehlstellen ändern den elektrischen Widerstand des Bauelementes von einem hochohmigen Ausgangszustand zu einem niederohmigen Grundzustand. Bei einer ausreichenden hohen elektrischen Feldstärke mit negativer Polung an der Anode werden die beweglichen ionischen Komponenten aus den Fehlstellen in Richtung der Elektroden verschoben. Der elektrische Widerstand des Bauelementes steigt nun wieder an.
Im spannungslosen Zustand werden die Fehlstellen erneut mit Metallclustern gefüllt. Auf diese Weise bildet sich eine I-U-Kennlinie mit Hysterese und eine negative differenzielle Widerstandcharakteristik in einem Spannungsbereich von 0 bis etwa 500 mV. Je nach Art und Weise wie die Vorbehandlung des PMC-Bauelements durchgeführt wird, d. h. beispielsweise abhängig von der Stärke und Dauer der Spannungs- und/oder Stromimpulse können die Kennlinienzweige der I-U-Hysteresekennline über einen weiten Bereich verschoben werden, und so die Stromwerte für jeden logischen Zustand über mehrere Zehnerpotenzen variieren.
In 2 sind zwei I-U-Kennlinien eines solchen modifizierten PMC-Bauelements bei positiver Polung an der Kathode des Elementes dargestellt. Man erkennt zwei Hysterese-Kennlinien für zwei verschiedene PCM-Bauelemente, die zuvor bei verschiedenen Stressbedingungen vorbehandelt wurden. Die durch rautenförmige Symbole markierte erste Hysteresekurve entspricht der I-U-Kennlinie eines PMC-Bauelements, das mit einem geringeren Stress vorbehandelt wurde als die durch die Quadrate gekennzeichnete zweite Hysteresekurve. Man erkennt, dass je höher der Stress bei der Vorbehandlung des PMC-Bauelements ist, desto ausgeprägter ist die Hysterese der I-U-Kennlinie. Die Stressbedingungen entsprechen der Stromamplitude und der Pulsdauer bzw. deren Anzahl oder der absoluten Temperatur und Dauer bei thermischer Konditionierung, mit denen das PMC-Bauelement vorbehandelt wird. Die Hysterese der I-U-Kennlinie bildet sich zwischen einer ersten oberen Schwellspannung und einer zweiten unteren Schwellspannung aus, d. h. an den jeweiligen Verzweigungspunkten der Kennlinienzweige. In den gezeigten Messkurven entsprechen die Schwellspannungen ca. 0,45 V bzw. 0 V für das durch die erste Hysteresekurve beschriebene PMC-Bauelement und 0,55 V und 0,01 V für das durch die zweite Hysteresekurve beschriebene PMC-Bauelement.
Die in der Steuereinheit 4 enthaltene Datenhalteeinheit 5 dient dazu, ein zuvor in die PMC-Speicherzelle 1 geschriebenes Datum zu halten, indem das PMC-Bauelement 2 mit einer Speicherspannung beaufschlagt wird, die den Betriebspunkt des PMC-Bauelementes 2 je nach zu speicherndem Zustand auf den oberen oder den unteren Stromwertezweig der U-I-Kennlinie des PMC-Bauelementes 2 hält. Die Schreibeinheit 6 dient dazu, an dem PMC-Bauelement 2 eine erste Spannung, die gleich oder größer als die erste Schwellspannung oder eine zweite Spannung anzulegen, die gleich oder kleiner als die zweite Schwellspannung ist, je nach dem, ob ein Betriebspunkt auf dem oberen oder unteren Stromwertezweig der Hysterese-Kennlinie angenommen werden soll, um den zu speichernden Zustand durch ein nachfolgendes Anlegen der Speicherspannung zu halten. Beim Anlegen einer Spannung, die größer ist als die erste Schwellspannung, wird bei anschließendem Anlegen der Speicherspannung ein Betriebspunkt auf dem unteren Stromwertezweig und beim Anlegen einer Spannung, die kleiner ist als die untere zweite Schwellspannung ein Betriebspunkt auf dem oberen Stromwertezweig ausgewählt, wenn anschließend die Speicherspannung angelegt wird. Die Ausleseschaltung 7 misst im Wesentlichen den durch das PMC-Bauelement 2 fließenden Strom bei angelegter Speicherspannung.
Das Beschreiben und das Auslesen der PMC-Speicherzelle 1 ist mit dem Signal-Zeit-Diagramm der 3 beschrieben. Dort ist der Verlauf der Signale auf der Wortleitung WL, der Bitleitung BL und an dem Spannungsanschluss SA angegeben. Zum Schreiben eines Zustands der einer logischen „1” entspricht, der im gezeigten Beispiel einem Betriebspunkt auf dem oberen Stromwertezweig entspricht, wird zunächst eine Spannung an die Kathode des PMC-Bauelements 2 angelegt und die Wortleitung aktiviert, so dass der Schalttransistor 3 durchschaltet und zwischen dem Spannungsanschluss SA und der Bitleitung BL eine Spannung, die gleich oder niedriger ist als die zweite niedrigere Schwellspannung, abfällt. Beim anschließenden Deaktivieren der Wortleitung und Einstellen einer Speicherspannung über den Spannungsanschluss fließt durch den gesperrten Schalttransistor 3 ein Unterschwellspannungsstrom, der ausreicht, um die Speicherspannung über das PMC-Bauelement 2 abfallen zu lassen, der das PMC-Bauelement 2 auf einem Betriebspunkt auf dem oberen Stromwertzweig der Hysterese-Kennlinie hält.
Zum Auslesen der zuvor geschriebenen gespeicherten logischen „1” wird erneut die Wortleitung aktiviert, so dass der Schalttransistor 3 durchgeschaltet wird, während die Speicherspannung an dem Spannungsanschluss SA anliegt. Die Bitleitung BL wird aufgeladen, da sich der Betriebspunkt des PMC-Bauelements 2 in dem oberen Stromwertezweig befindet, so dass ein Strom fließt, der die Kapazität der Bitleitung auflädt. Die Potentialänderung auf der Bitleitung BL kann durch die Ausleseeinheit 7 detektiert werden und dem logischen Zustand „1” zugeordnet werden. Als nächstes soll eine logische „0” in die PMC-Speicherzelle 1 geschrieben werden. Dies wird durchgeführt, indem durch die Steuereinheit 4, insbesondere durch die Schreibeinheit 6 an den Spannungsanschluss SA ein bestimmtes Potential angelegt wird und anschließend die Wortleitung WL aktiviert wird, um den Schalttransistor 3, durchzuschalten. Das bestimmte Potential ist so gewählt, dass eine Spannung gleich oder größer als die erste hohe Schwellspannung über dem PMC-Bauelement 2 anliegt, so dass bei einem Absenken der an dem PMC-Bauelement 2 anliegenden Spannung ein Betriebspunkt auf dem unteren Stromwertezweig eingenommen werden kann. Auch hier reicht der Unterschwellspannungsstrom des Schalttransistors 3 aus, den Betriebspunkt auf dem unteren Stromwertezweig auch bei gesperrtem Schalttransistor 3 zu halten.
Beim anschließend dargestellten Auslesevorgang fließt beim Aktivieren der Wortleitung WL bei einer anliegenden Speicherspannung an dem Spannungsanschluss durch das PMC-Bauelement 2 bei einer gespeicherten logischen „0” nur ein sehr geringer Strom. Daher wird die Bitleitung nicht oder nur während einer erheblichen Zeitdauer aufgeladen, so dass im Wesentlichen keine Potentialänderung auf der Bitleitung detektierbar ist. Das Erfolgen oder das Nichterfolgen einer Spannungsänderung auf der Bitleitung BL wird den entsprechenden logischen Zuständen zugeordnet und durch die Ausleseeinheit 7 zur Verfügung gestellt.
4 zeigt eine Ausführungsform des Aufbaus einer PMC-Speicherzelle, wie sie bei der Ausführungsform der 3 verwendet werden kann. 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Feldeffekttransistorstruktur mit einem Source-Bereich 10 und einem Drain-Bereich 11, die in einem Substrat 12 angeordnet sind, wobei Source- und Drain-Bereich 10, 11 einen zu dem Substrat 12 unterschiedlichen Leitfähigkeitstyp aufweisen. In der 4 ist beispielhaft für die Bereiche 10, 11 der Typ n⁺ angegeben. Bereich 12 weist dann den Tpy p auf. Die Leitfähigkeitstypen können auch zwischen den Bereichen 10, 11 und 12 getauscht werden. In einem Abstand zwischen Source- und Drain-Bereich 10, 11 befindet sich eine Kanalregion 13, über der ein Gate-Oxid 14 angeordnet ist, das mit einer Wortleitungsstruktur 15 versehen ist. Abhängig von dem Potential an der Wortleitungsstruktur wird ein leitfähiger Kanal zwischen dem Source- und Drain-Bereich 10, 11 ausgebildet oder nicht. Der Drain-Bereich 11 ist mit einem PMC-Element versehen, das eine Anodenschicht 16 aufweist, die beispielsweise Kupfer oder Silber enthalten kann. Auf der Anodenschicht 16 ist eine Schicht aus einem geeigneten Festkörperelektrolyten 17, aufgebracht, auf dem sich wiederum eine Kathodenschicht 18 befindet, die dem Spannungsanschluss SA entspricht.
Bezugszeichenliste

1: PMC-Speicherzelle
2: PMC-Bauelement
3: Schalttransistor
4: Steuereinheit
5: Datenhalteeinheit
6: Schreibeinheit
7: Ausleseeinheit
WL: Wortleitung
BL: Bitleitung
10: Source-Bereich
11: Drain-Bereich
12: Substrat
13: Kanalbereich
14: Gate-Bereich
15: Wortleitungsbereich
16: Anodenschicht
17: Festkörperelektrolyt
18: Kathodenschicht

Claims

PMC-Speicherschaltung umfassend: eine PMC-Speicherzelle (1), die ein PMC-Bauelement (2) aufweist, wobei das PMC-Bauelement (2) einen Festkörperelektrolyten mit permanent eingebrachten Fehlstellen aufweist, so dass das PMC-Bauelement (2) eine Hysterese hinsichtlich seiner I-U-Kennlinie beschränkt auf den positiven Kennlinien = Quadranten mit einem oberen und einem unteren Stromwerte-Zweig aufweist, und eine Datenhalteeinheit (5), die zum Halten eines zu speichernden Zustands an das PMC-Bauelement (2) eine Speicherspannung anlegt, bei der das PMC-Bauelement (2) zum Speichern eines ersten Zustandes entweder im oberen Stromwerte-Zweig oder zum Speichern eines zweiten Zustandes im unteren Stromwerte-Zweig der Hysterese betrieben wird.
PMC-Speicherschaltung nach Anspruch 1, wobei eine Schreibeinheit (6) vorgesehen ist, die den ersten Zustand in die PMC-Speicherzelle (1) schreibt, indem die Schreibeinheit an das PMC-Bauelement eine erste Spannung gleich oder größer als eine erste Schwellspannung anlegt, und die den zweiten Zustand in die PMC-Speicherzelle schreibt, indem die Schreibeinheit (6) an das PMC-Bauelement eine zweite Spannung gleich oder kleiner als eine zweite Schwellspannung anlegt, wobei die Datenhalteeinheit (5) anschließend nach dem Anlegen der ersten bzw. zweiten Spannung die Spannung an dem PMC-Bauelement (2) auf die Speicherspannung ändert, um den geschriebenen Zustand zu speichern.
PMC-Speicherschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Ausleseeinheit (7) vorgesehen ist, die eine Auswerteschaltung aufweist, um bei Anliegen der Mittenspannung den durch das PMC-Bauelement fließende Strom zu messen, dem gemessenen Stromwert den ersten oder den zweiten Zustand zuordnet, und abhängig von dem zugeordneten Zustand ein Datum ausgibt.
Verfahren zum Speichern eines Datum in einer PMC-Speicherschaltung, die eine PMC-Speicherzelle umfasst, die ein PMC-Bauelement (2) aufweist, wobei das PMC-Bauelement (2) einen Festkörperelektrolyten mit permanent eingebrachten Fehlstellen aufweist, so dass das PMC-Bauelement (2) hinsichtlich seiner U-I-Kennlinie eine Hysterese beschränkt auf den positiven Kennlinien = Quadranten mit einem oberen und einem unteren Stromwerte-Zweig aufweist und dort betrieben wird, wobei zum Speichern eines zu speichernden Zustands in der PMC-Speicherzelle eine Mittenspannung angelegt wird, bei der das PMC-Bauelement entweder gemäß dem ersten Zustand im oberen Stromwerte-Zweig der Hysterese oder gemäß dem zweiten Zustand im unteren Stromwerte-Zweig der Hysterese betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein erster Zustand in die PMC-Speicherzelle (1) geschrieben wird, indem an die PMC-Speicherschaltung eine erste Spannung ist, die gleich oder größer als eine erste Schwellspannung angelegt wird, oder ein zweiter Zustand in die PMC-Speicherzelle geschrieben wird, indem an die PMC-Speicherschaltung eine zweite Spannung angelegt wird, die gleich oder kleiner als eine zweite Schwellspannung angelegt wird, wobei anschließend nach dem Anlegen der ersten bzw. zweiten Spannung die Spannung an dem PMC-Bauelement auf das Mittenpotential geändert wird, um den geschriebenen Zustand zu speichern.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei zum Auslesen der PMC-Speicherzelle bei Anliegen der Mittenspannung der durch das PMC-Bauelement (2) fließende Strom gemessen wird, wobei dem gemessenen Stromwert ein erster oder zweiter Zustand zugeordnet wird, wobei abhängig von dem Zustand des PMC-Bauelements (2) ein Datum ausgegeben wird.