DE102006033915B3 - Memory data reading method for e.g. conductive bridging RAM memory circuit, involves detecting current flowing via cell and adjusting control parameter based on current, where measuring parameter is selected from different values of cell - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen eines Speicherdatums aus einer Widerstandsspeicherzelle, insbesondere einer CBRAM-Speicherzelle (CBRAM: Conductive Bridging RAM). Die Erfindung betrifft weiterhin eine Speicherschaltung mit einer Widerstandsspeicherzelle.The The invention relates to a method for reading out a storage date from a resistance memory cell, in particular a CBRAM memory cell (CBRAM: Conductive bridging RAM). The invention further relates a memory circuit having a resistance memory cell.
In
CBRAM-Speicherschaltungen, wie sie aus der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Auslesen eines Speicherdatums aus einer CBRAM-Speicherzelle zur Verfügung zu stellen, bei dem die zuvor genannten Nachteile vermieden werden, und wobei, insbesondere bei einem Multilevel-Design, das Detektieren des Zustands des Widerstandsspeicherelementes der CBRAM-Speicherschaltung zuverlässig durchgeführt werden kann. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine CBRAM-Speicherschaltung zur Verfügung zu stellen, bei der die Information aus CBRAM-Speicherzellen in verbesserter Weise ausgelesen werden kann.It It is therefore an object of the present invention to provide a method for Reading a memory datum from a CBRAM memory cell available in which the aforementioned disadvantages are avoided, and wherein, especially in a multilevel design, detecting the state of the resistive memory element of the CBRAM memory circuit reliable be performed can. It is a further object of the present invention to provide a CBRAM memory circuit available to provide information from CBRAM memory cells in an improved way can be read out.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie die Speicherschaltung nach Anspruch 8 gelöst.These Tasks are achieved by the method of claim 1 and the memory circuit solved according to claim 8.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Auslesen eines Speicherdatums aus einer Widerstandsspeicherzelle vorgesehen, die einen über eine Steuerungsgröße ansteuerbaren Auswahltransistor aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte des Detektierens eines durch die Widerstandsspeicherzelle fließenden Zellenstroms, des Einstellens der Steuerungsgröße abhängig von dem detektierten Zellenstrom und des Bereitstellens einer der Steuerungsgröße zugeordneten Information als Speicherdatum.According to one The first aspect of the present invention is a method for reading out a storage data from a resistance memory cell provided the one over a control variable controllable Selection transistor has. The method comprises the steps of Detecting a cell current flowing through the resistive memory cell, of setting the control quantity depending on the detected cell stream and providing one of the control size associated Information as storage date.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die den Auswahltransistor ansteuernde Steuerungsgröße, die abhängig von dem detektierten Zellenstrom eingestellt wird, die Information in der Widerstandsspeicherzelle bestimmt. Dazu wird insbesondere der durch die Widerstandsspeicherzelle fließende Zellenstrom mit einem Referenzstrom verglichen und die Steuerungsgröße abhängig von dem Ergebnis des Vergleichens eingestellt. Üblicherweise wird die Steuerungsgröße so eingestellt, dass der Zellenstrom möglichst dem Referenzstrom entspricht. Die unterschiedlichen Widerstandswerte des in der Widerstandsspeicherzelle befindlichen Widerstandsspeicherelementes führen zu unterschiedlichen Steuerungsgrößen des Auswahltransistors, wenn der Zellenstrom durch die Widerstandsspeicherzelle konstant gehalten werden soll. Mit der unterschiedlichen Gate-Spannung des Auswahltransistors bei verschiedenen Widerstandswerten des Widerstandsspeicherelementes kann eine einfache Bewertung des Zustands der Widerstandsspeicherzelle erfolgen, da sich aufgrund der unterschiedlichen Steigungen der Zellenstrom-Gate-Spannungskennlinie für die Widerstandsspeicherzelle abhängig von dem Widerstandswert des in der Widerstandsspeicherzelle angeordneten Widerstandsspeicherelementes leicht detektierbare Spannungsunterschiede ergeben.The inventive method has the advantage that the control variable driving the selection transistor, the dependent is adjusted by the detected cell current, the information determined in the resistance memory cell. This is in particular the cell current flowing through the resistive memory cell with a Reference current compared and the control variable depending on the result of the comparison set. Usually will set the control size so that the cell stream as possible corresponds to the reference current. The different resistance values of the resistance memory element located in the resistance memory cell to lead to different control variables of the selection transistor, when the cell current kept constant by the resistive memory cell shall be. With the different gate voltage of the selection transistor at different resistance values of the resistive memory element a simple evaluation of the state of the resistance memory cell, because due to the different slopes of the cell current gate voltage characteristic for the Resistive memory cell dependent of the resistance value of the resistor memory cell arranged in the Resistive memory element yield easily detectable voltage differences.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Messgröße an den Auswahltransistor angelegt und solange verändert, bis ein Vorzeichen einer Differenz zwischen dem Zellenstrom und dem Referenzstrom wechselt, wobei die Messgröße, bei der das Vorzeichen der Differenz wechselt, als Steuerungsgröße eingestellt wird.According to a preferred embodiment, a measured variable is applied to the selection transistor sets and changes until a sign of a difference between the cell current and the reference current changes, wherein the measured variable at which the sign of the difference changes is set as a control variable.
Vorzugsweise wird die Messgröße um diskrete Werte geändert.Preferably the measure becomes discrete Values changed.
Weiterhin kann die Messgröße aus einer Anzahl verschiedener Werte ausgewählt werden, wobei bei einem Wechsel des Vorzeichens einer Differenz zwischen dem Zellenstrom und dem Referenzstrom zwischen aufeinander folgend angelegte Messgrößen die zuletzt angelegte Messgröße als Steuerungsgröße eingestellt wird.Farther can the measured variable from a Number of different values are selected, with one Change the sign of a difference between the cell stream and the reference current between consecutively applied measured variables Last measured quantity set as control variable becomes.
Insbesondere kann als Anzahl verschiedener Werte der Steuerungsgröße eine um 1 verminderte Anzahl detektierbarer Zustände der Widerstandsspeicherzelle gewählt werden.Especially can be a number of different values of control size by 1 reduced number of detectable states of the resistance memory cell chosen become.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Speicherschaltung zum Auslesen eines Speicherdatums mit einer Widerstandsspeicherzelle, die einen über eine Steuerungsgröße ansteuerbaren Auswahltransistor aufweist, vorgesehen. Die Speicherschaltung weist weiterhin eine Auswerteeinheit auf, um einen durch die Widerstandsspeicherzelle fließenden Zellenstrom zu detektieren, um die Steuerungsgröße abhängig von dem detektierten Zellenstrom einzustellen und um eine der Steuerungsgröße zugeordneten Information als Speicherdatum bereitzustellen.According to one Another aspect of the present invention is a memory circuit for reading a storage data with a resistance memory cell, the one over a control variable controllable Selection transistor has provided. The memory circuit has Furthermore, an evaluation unit to one through the resistance memory cell flowing Cell current to detect the control variable depending on the detected cell current to set and information associated with the control size as To provide save date.
Vorzugsweise umfasst die Auswerteeinheit eine Vergleichereinheit, um den durch die Widerstandsspeicherzelle fließenden Zellenstrom mit einem Referenzstrom zu vergleichen und eine Steuereinheit, um die Steuerungsgröße abhängig von dem Ergebnis des Vergleichens einzustellen.Preferably the evaluation unit comprises a comparator unit to the by the resistive memory cell flowing cell stream with a Compare reference current and a control unit to the control size dependent on to adjust the result of the comparison.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit ausgestaltet, um die Steuerungsgröße so einzustellen, dass der Zellenstrom möglichst dem Referenzstrom entspricht.Preferably the control unit is configured to set the control quantity so that the cell current as possible corresponds to the reference current.
Die Steuereinheit kann eine Messschaltung aufweisen, um eine Messgröße an den Auswahltransistor anzulegen und diese solange zu verändern, bis die Vergleichereinheit feststellt, dass ein Vorzeichen einer Differenz zwischen dem Zellenstrom und dem Referenzstrom gewechselt hat, wobei die Messschaltung weiterhin ausgebildet ist, um die Messgröße, bei der das Vorzeichen der Differenz wechselt, als Steuerungsgröße einzustellen. Dabei kann die Messschaltung ausgebildet sein, um die Messgröße um diskrete Werte zu ändern.The Control unit may have a measuring circuit to send a measured variable to the Selection transistor to create and change them until the Comparator unit determines that a sign of a difference has changed between the cell current and the reference current, wherein the measuring circuit is further adapted to the measured quantity, at which changes the sign of the difference, to be set as a control variable. In this case, the measuring circuit can be designed to discrete the measured variable Change values.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Messschaltung die Messgröße aus einer Anzahl verschiedener Werte auswählt und bei einem Wechsel des Vorzeichens einer Differenz zwischen dem Zellenstrom und dem Referenzstrom zwischen aufeinander folgend angelegten Messgrößen die zuletzt angelegte Messgröße als Steuerungsgröße einstellt.Farther can be provided that the measuring circuit from the measured variable Select number of different values and when changing the sign of a difference between the Cell current and the reference current between consecutively applied Measured variables last set measured variable as a control variable.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
In
Das
Widerstandsspeicherelement
Das
Adressieren der Speicherzelle
Das Auslesen einer Multibit-Speicherzelle, d.h. einer Speicherzelle, die mehr als zwei Zustände aufweisen kann, erfolgt im Wesentlichen auf gleiche Weise, wobei mit dem Anlegen der Auslesespannung auf die Bitleitung detektiert wird, in welchem Bereich sich der resultierende Strom durch die Speicherzelle befindet. Je nachdem, in welchem Bereich der Strom durch die Speicherzelle liegt, kann der Speicherzelle ein bestimmter Zustand zugeordnet werden und ein entsprechendes Datum ausgegeben werden.The Reading a multibit memory cell, i. a memory cell, which have more than two states can be done in much the same way, with the application the read voltage is detected on the bit line, in which Area the resulting current is through the memory cell. Depending on the area in which the current through the memory cell is located, the memory cell can be assigned a specific state and a corresponding date will be issued.
Beschrieben
wird die CBRAM-Speicherzelle
Insbesondere
beim Programmieren, d.h. bei einem Vorgang, bei dem das Widerstandsspeicherelement
auf einen niederohmigen Zustand gebracht wird, kommt es aufgrund
der Kapazität
der Bitleitung zu einer Stromspitze, wenn die durch die Abnahme des
Widerstandswertes Widerstandsspeicherelement
Das
Detektieren des Stroms durch die Speicherzelle beim Auslesen ist
insbesondere bei einer Multilevel-Speicherzelle schwierig, da die
Ströme sehr
gering sind, so dass diese nicht zuverlässig durch eine entsprechende
Auswerteschaltung so genau detektiert werden können, dass ihnen ein bestimmter
Zustand zugeordnet werden kann. Wie in
In
In
In
Die
Bitleitung
Das
Hochzählen
des Zählers
Im
vorliegenden Fall kann die Ausleseschaltung
In
- 11
- CBRAM-SpeicherschaltungCBRAM memory circuit
- 22
- Speicherzellememory cell
- 33
- Wortleitungwordline
- 44
- Bitleitungbit
- 55
- Auswahltransistorselection transistor
- 66
- Widerstandselementresistive element
- 77
- WortleitungsdecoderWord line decoder
- 88th
- Ausleseschaltungreadout circuit
- 1010
- Programmierschaltungprogramming circuit
- 1212
- Regelungseinheitcontrol unit
- 31 bis 3531 to 35
- erster bis fünfter Widerstandfirst until fifth resistance
- N1 bis N4N1 to N4
- erster bis vierter Knotenfirst to fourth node
- 41 bis 4441 to 44
- erster bis vierter Transistorfirst to the fourth transistor
- 4545
- Decoderdecoder
- 4747
- Zählercounter
- 4848
- Steuereinheitcontrol unit
- 4949
- Stromdetektorcurrent detector
- 5555
- Treiberdriver
Claims (14)
Priority Applications (4)
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