DE102006060424B4

DE102006060424B4 - Speicher

Info

Publication number: DE102006060424B4
Application number: DE102006060424.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Nirschl
Original assignee: Polaris Innovations Ltd
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2006-01-03
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: US20070153563A1; JP2007207412A; DE102006060424A1; KR20070073629A; US7292466B2; KR100851940B1

Abstract

Speicher mit: einer ersten resistiven Speicherzelle; einer Stromquelle, die so konfiguriert ist, dass sie einen Eingangsstrom bereitstellt, der ein gewünschtes Widerstandsniveau für die erste Speicherzelle angibt, wobei die Stromquelle eine variable Stromquelle aufweist; einem Stromspiegel, der den Eingangsstrom spiegelt, um einen Ausgangsstrom bereitzustellen; und einer ersten Switch-Schaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Ausgangsstrom an die erste Speicherzelle weiterleitet, wenn sich die erste Speicherzelle nicht auf dem gewünschten Widerstandsniveau befindet, und im Ansprechen darauf, dass die erste Speicherzelle das gewünschte Widerstandsniveau erreicht hat, den Ausgangsstrom von der ersten Speicherzelle abblockt, wobei die erste Switch-Schaltung aufweist: einen Schalter, der so konfiguriert ist, dass er den Ausgangsstrom basierend auf einem Steuersignal selektiv an die erste Speicherzelle weiterleitet; und einen Komparator, der so konfiguriert ist, dass er die Eingangsspannung des Stromspiegels, die das gewünschte Widerstandsniveau angibt, mit der Ausgangsspannung des Stromspiegels, die den tatsächlichen Widerstand der ersten Speicherzelle angibt, vergleicht und auf der Grundlage dieses Vergleichs das Steuersignal bereitstellt.

Description

Hintergrund
Eine Art des nicht flüchtigen Speichers ist der resistive Speicher. Der resistive Speicher verwendet den Widerstandswert eines Speicherelements, um ein oder mehrere Datenbits zu speichern. Beispielsweise kann ein Speicherelement, das so programmiert ist, dass es einen hohen Widerstandswert aufweist, einen Datenbitwert von logisch „1” repräsentieren, und ein Speicherelement, das so programmiert ist, dass es einen niedrigen Widerstandswert aufweist, kann einen Datenbitwert von logisch „0” repräsentieren. Der Widerstandswert des Speicherelements wird durch Anlegen eines Spannungsimpulses oder eines Stromimpulses an das Speicherelement elektrisch geschaltet. Eine Art des resistiven Speichers ist der Phasenwechselspeicher. Der Phasenwechselspeicher verwendet ein Phasenwechselmaterial für das resistive Speicherelement.
Phasenwechselspeicher basieren auf Phasenwechselmaterialien, die wenigstens zwei unterschiedliche Zustände besitzen. Das Phasenwechselmaterial kann in Speicherzellen zum Speichern von Datenbits verwendet werden. Die Zustände von Phasenwechselmaterial können als amorpher und kristalliner Zustand bezeichnet werden. Die Zustände können unterschieden werden, weil der amorphe Zustand im Allgemeinen einen höheren spezifischen Widerstand aufweist, als der kristalline Zustand. Im Allgemeinen hat der amorphe Zustand eine ungeordnete Atomstruktur, während der kristalline Zustand ein geordneteres Gitter aufweist. Einige Phasenwechselmaterialien besitzen mehr als einen kristallinen Zustand, z. B. einen kubischflächenzentrierten (face-centered cubic (FCC)) Zustand und einen Zustand hexagonal dichteste Packung (hexagonal closest packing (HCP)). Diese beiden kristallinen Zustände weisen unterschiedliche spezifische Widerstände auf und können verwendet werden, um Datenbits zu speichern. In der folgenden Beschreibung bezieht sich der amorphe Zustand im Allgemeinen auf den Zustand mit höherem spezifischem Widerstand und der kristalline Zustand im Allgemeinen auf den Zustand mit niedrigerem spezifischem Widerstand.
Der Phasenwechsel kann in den Phasenwechselmaterialien reversibel durchgeführt werden. Auf diese Weise kann der Speicher im Ansprechen auf Temperaturveränderungen von dem amorphen Zustand in den kristallinen Zustand und von dem kristallinen Zustand in den amorphen Zustand wechseln. Die Temperaturveränderungen für das Phasenwechselmaterial können auf vielfältige Art und Weise erreicht werden. Ein Laser kann beispielsweise auf das Phasenwechselmaterial gerichtet werden, Strom kann durch das Phasenwechselmaterial geleitet werden, oder Strom kann durch eine resistive Heizeinrichtung nahe dem Phasenwechselmaterial zugeführt werden. Bei jedem dieser Verfahren verursacht die steuerbare Erwärmung des Phasenwechselmaterials einen steuerbaren Phasenwechsel innerhalb des Phasenwechselmaterials.
Ein Phasenwechselspeicher mit einem Speicherarray, der eine Vielzahl von Speicherzellen aufweist, die aus Phasenwechselmaterial bestehen, kann so programmiert werden, dass er Daten unter Verwendung der Speicherzustände des Phasenwechselmaterials speichert. Eine Art, Daten in eine derartige Phasenwechselspeichervorrichtung zu schreiben und aus ihr auszulesen ist es, einen Strom- und/oder einen Spannungsimpuls zu steuern, der an das Phasenwechselmaterial angelegt wird. Der Pegel des Stroms und/oder der Spannung entspricht im Allgemeinen der in dem Phasenwechselmaterial in jeder Speicherzelle induzierten Temperatur.
Um Phasenwechselspeicher höherer Dichte zu erhalten, kann eine Phasenwechselspeicherzelle mehrere Datenbits speichern. Die Mehrbitspeicherung in einer Phasenwechselspeicherzelle kann erreicht werden, indem das Phasenwechselmaterial so programmiert wird, dass es Zwischenwiderstandwerte oder -zustände aufweist. Wenn die Phasenwechselspeicherzelle auf eines von drei verschiedenen Widerstandsniveaus programmiert wird, können 1,5 Datenbits pro Zelle gespeichert werden. Wenn die Phasenwechselspeicherzelle auf eines von vier verschiedenen Widerstandsniveaus programmiert wird, können zwei Datenbits pro Zelle gespeichert werden, usw. Zur Vereinfachung konzentriert sich die Beschreibung in der vorliegenden Offenbarung im Wesentlichen auf vier verschiedene Widerstandsniveaus oder -zustände und zwei Datenbits pro Zelle. Dies geschieht jedoch nur zu illustrativen Zwecken und soll den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Im Prinzip ist es möglich, drei oder mehr Zustände zu speichern. Um eine Phasenwechselspeicherzelle auf einen Zwischenwiderstandswert zu programmieren, wird die Menge des kristallinen Materials, das mit amorphem Material koexistiert, und somit der Zellwiderstand über eine geeignete Schreibstrategie gesteuert.
In der Druckschrift US 2004/0246804 A1 ist ein Speicher gezeigt, der aufweist: resistive Speicherzellen; eine Stromquelle, die so konfiguriert ist, dass sie einen Eingangsstrom bereitstellt, der ein gewünschtes Widerstandniveau für die Speicherzellen angibt. Einen Stromspiegel, der den Eingangsstromspiegelt, um einen Ausgangsstrom bereitzustellen und eine Switch-Schaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Ausgangsstrom an eine Speicherzelle weiterleitet, wenn sich die Speicherzelle nicht auf dem gewünschten Wiederstandniveau befindet, und im Ansprechen darauf, dass die erste Speicherzelle das gewünschte Wiederstandniveau erreicht hat, den Ausgangsstrom von der Speicherzelle abblockt. In diesem Zusammenhang sei weiterhin auf die Druckschrift US 2004/0160798 A1 verwiesen.
Zusammenfassung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen Speicher gemäß Patentanspruch 1 bereit. Der Speicher weist eine erste resistive Speicherzelle, eine Stromquelle, die so konfiguriert ist, dass sie einen Eingangsstrom zur Verfügung stellt, der für dir erste Speicherzelle ein gewünschtes Widerstandsniveau angibt, wobei die Stromquelle eine variable Stromquelle aufweist, und einen Stromspiegel, der den Eingangsstrom spiegelt, um einen Ausgangsstrom bereitzustellen, auf. Der Speicher weist eine erste Switch-Schaltung auf, die so konfiguriert ist, dass sie den Ausgangsstrom an die erste Speicherzelle weiterleitet, wenn sich die erste Speicherzelle nicht auf dem gewünschten Widerstandsniveau befindet, und dass sie den Ausgangsstrom im Ansprechen darauf, dass die erste Speicherzelle das gewünschte Widerstandsniveau erreicht hat, von der ersten Speicherzelle abblockt. Die erste Switch-Schaltung weist auf: einen Schalter, der so konfiguriert ist, dass er den Ausgangsstrom basierend auf einem Steuersignal selektiv an die erste Speicherzelle weiterleitet und einen Komparator, der so konfiguriert ist, dass er die Eingangsspannung des Stromspiegels, die das gewünschte Widerstandsniveau angibt, mit der Ausgangsspannung des Stromspiegels, die den tatsächlichen Widerstand der ersten Speicherzelle angibt, vergleicht und auf der Grundlage dieses Vergleichs das Steuersignal bereitstellt.
Es wird ferner ein Verfahren zum Einstellen des Zustands einer Speicherzelle gemäß Anspruch 14 bereitgestellt.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen sollen für ein weitergehendes Verständnis der vorliegenden Erfindung sorgen und sind in der vorliegenden Beschreibung aufgenommen und stellen einen Teil davon dar. Die Zeichnungen zeigen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundlagen der Erfindung zu erläutern. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und viele der beabsichtigten Vorteile der vorliegenden Erfindung werden geschätzt werden, wenn sie unter Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind in Bezug zueinander nicht unbedingt maßstabsgerecht. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Speichervorrichtung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Speicherzelle in vier verschiedenen Zuständen zeigt.
3A ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Schaltung zum Programmieren einer Phasenwechselspeicherzelle zeigt.
3B ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Schaltung zum Programmieren von Phasenwechselspeicherzellen zeigt.
4 ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Schaltung zum Programmieren mehrerer Phasenwechselspeicherzellen zeigt.
5 ist eine Graphik, die eine Ausführungsform von Leseverstärkerausgang gegenüber dem Widerstand einer Phasenwechselspeicherzelle zeigt.
Detaillierte Beschreibung
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Speichervorrichtung 100 zeigt. Die Speichervorrichtung 100 umfasst einen Schreibimpulsgenerator 102, eine Verteilerschaltung 104, Speicherzellen 106a, 106b, 106c und 106d, und eine Sensorschaltung 108. Jede der Speicherzellen 106a–106d ist eine Phasenwechselspeicherzelle, die Daten auf der Basis des amorphen und kristallinen Zustands von Phasenwechselmaterial in der Speicherzelle speichert. Ebenso kann jede der Speicherzellen 106a–106d in mehr als zwei Zustände programmiert werden, indem das Phasenwechselmaterial so programmiert wird, dass es Zwischenwiderstandswerte aufweist. Um eine der Speicherzellen 106a–106d auf einen Zwischenwiderstandswert zu programmieren, wird die Menge des mit amorphem Material koexistierenden kristallinen Materials – und somit der Zellwiderstand – über eine geeignete Schreibstrategie gesteuert.
Eine Phasenwechselspeicherzelle 106a–106d wird auf eines der mehr als zwei Widerstandsniveaus programmiert, indem zunächst die Phasenwechselspeicherzelle auf den im Wesentlichen amorphen Zustand zurückgesetzt wird. Dann wird ein konstanter Stromimpuls an die Phasenwechselspeicherzelle angelegt. Der Stromimpuls bleibt an die Phasenwechselspeicherzelle angelegt, um die Phasenwechselspeicherzelle auf ein ausgewähltes der mehr als zwei Widerstandsniveaus einzustellen. Die Phasenwechselspeicherzelle wird auf das ausgewählte der mehr als zwei Widerstandsniveaus eingestellt, indem der Zustand der Speicherzelle überwacht wird und der konstante Stromimpuls entfernt wird, sobald das ausgewählte der Widerstandsniveaus erreicht worden ist.
Der Schreibimpulsgenerator 102 stellt Impulse für die Speicherzellen 106a–106d bereit und programmiert eines der mehr als zwei Widerstandsniveaus oder -zustände in das Phasenwechselmaterial jeder der Speicherzellen 106a–106d. Die Sensorschaltung 108 fühlt den Zustand des Phasenwechselmaterials ab und stellt Signale bereit, die den Zustand des Phasenwechselmaterials in einer Speicherzelle angeben.
Der Schreibimpulsgenerator 102 ist über den Signalpfad 110 elektrisch mit der Verteilerschaltung 104 gekoppelt. Die Verteilerschaltung 104 ist über die Signalpfade 112a–112d elektrisch mit jeder der Speicherzellen 106a–106d gekoppelt. Die Verteilerschaltung 104 ist über den Signalpfad 112a elektrisch mit der Speicherzelle 106a gekoppelt. Die Verteilerschaltung 104 ist über den Signalpfad 112b elektrisch mit der Speicherzelle 106b gekoppelt. Die Verteilerschaltung 104 ist über den Signalpfad 112c elektrisch mit der Speicherzelle 106c gekoppelt. Die Verteilerschaltung 104 ist über den Signalpfad 112d elektrisch mit der Speicherzelle 106d gekoppelt. Außerdem ist die Verteilerschaltung 104 über den Signalpfad 114 elektrisch mit der Sensorschaltung 108 gekoppelt, und die Sensorschaltung 108 ist über den Signalpfad 116 elektrisch mit dem Schreibimpulsgenerator 102 gekoppelt.
Jede der Speicherzellen 106a–106d weist ein Phasenwechselmaterial auf, das unter dem Einfluss von Temperaturveränderung von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand oder von einem kristallinen Zustand in einen amorphen Zustand wechseln kann. Die Menge des in dem Phasenwechselmaterial einer der Speicherzellen 106a–106d mit dem amorphen Material koexistierenden kristallinen Materials definiert somit mehr als zwei Zustände zum Speichern von Daten in der Speichervorrichtung 100. Im amorphen Zustand zeigt ein Phasenwechselmaterial einen wesentlich höheren spezifischen Widerstand als im kristallinen Zustand. Daher unterscheiden sich die mehr als zwei Zustände der Speicherzellen 106a–106d hinsichtlich ihres spezifischen elektrischen Widerstands. Bei einer Ausführungsform können die mehr als zwei Zustände drei Zustände sein und es kann ein trinäres System verwendet werden, wobei den drei Zuständen die Bitwerte „0”, „1” und „2” zugeordnet sind. Bei einer Ausführungsform sind die mehr als zwei Zustände vier Zustände, denen Mehrbitwerte, z. B. „00”, „01”, „10” und „11” zugeordnet sein können. Bei anderen Ausführungsformen können die mehr als zwei Zustände jede geeignete Anzahl von Zuständen in dem Phasenwechselmaterial einer Speicherzelle sein.
Bei einer Ausführungsform stellt der Schreibimpulsgenerator 102 über den Signalpfad 110 Spannungsimpulse für die Verteilerschaltung 104 bereit, und die Verteilerschaltung 104 leitet die Spannungsimpulse über die Signalpfade 112a–112d gesteuert an die Speicherzellen 106a–106d weiter. Bei einer Ausführungsform weist die Verteilerschaltung 104 eine Vielzahl von Transistoren auf, die jeder der Speicherzellen 106a–106d gesteuert Spannungsimpulse zuleiten. Bei anderen Ausführungsformen stellt der Schreibimpulsgenerator 102 für die Verteilerschaltung 104 durch den Signalpfad 110 Stromimpulse bereit, und die Verteilerschaltung 104 leitet die Stromimpulse über die Signalpfade 112a–112d gesteuert an die Speicherzellen 106a–106d weiter.
Die Sensorschaltung 108 liest jeden der mehr als zwei Zustände der Speicherzellen 106a–106d über den Signalpfad 114. Die Verteilerschaltung 104 leitet die Lesesignale über die Signalpfade 112a–112d gesteuert zwischen der Sensorschaltung 108 und den Speicherzellen 106a–106d. Bei einer Ausführungsform weist die Verteilerschaltung 104 eine Vielzahl von Transistoren auf, die Lesesignale gesteuert zwischen der Sensorschaltung 108 und den Speicherzellen 106a–106d leiten. Bei einer Ausführungsform stellt die Sensorschaltung 108, um den Widerstand einer der Speicherzellen 106a–106d zu lesen, Strom bereit, der durch eine der Speicherzellen 106a–106d flieht, und die Sensorschaltung 108 liest die Spannung über diese eine der Speicherzellen 106a–106d. Bei einer Ausführungsform stellt die Sensorschaltung 108 Spannung über eine der Speicherzellen 106a–106d bereit und liest den Strom, der durch diese eine der Speicherzellen 106a–106d fließt. Bei einer Ausführungsform stellt der Schreibimpulsgenerator 102 Spannung über eine der Speicherzellen 106a–106d bereit, und die Sensorschaltung 108 liest den Strom, der durch diese eine der Speicherzellen 106a–106d fließt. Bei einer Ausführungsform stellt der Schreibimpulsgenerator Strom durch eine der Speicherzellen 106a–106d bereit, und die Sensorschaltung 108 liest die Spannung über diese eine der Speicherzellen 106a–106d.
In Betrieb einer Ausführungsform setzt der Schreibimpulsgenerator 102 das Phasenwechselmaterial in den Speicherzellen 106a–106d zurück. Eine Rücksetzoperation umfasst das Erwärmen des Phasenwechselmaterials der Zielspeicherzelle über ihre Schmelztemperatur und das schnelle Abkühlen des Phasenwechselmaterials, um dadurch einen im Wesentlichen amorphen Zustand zu erhalten. Dieser amorphe Zustand ist einer der mehr als zwei Zustände jeder der Speicherzellen 106a–106d und ist der Zustand mit dem höchsten Widerstand.
Der Schreibimpulsgenerator 102 ist so konfiguriert, dass er einen Impuls bereitstellt, um einen ausgewählten der mehr als zwei Zustände in eine ausgewählte der Speicherzellen 106a–106d zu programmieren. Der Schreibimpulsgenerator 102 stellt für die ausgewählte der Speicherzellen 106a–106d einen Impuls bereit, um einen Teil des Phasenwechselmaterials zu kristallisieren und dadurch den Widerstand der ausgewählten der Speicherzellen 106a–106d herabzusetzen.
2 ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Speicherzelle 202 in vier verschiedenen Zuständen 200a, 200b, 200c und 200d zeigt. Die Speicherzelle 202 weist ein Phasenwechselmaterial 204 auf, das sich in Isoliermaterial 206 befindet. Das Phasenwechselmaterial 204 ist ein länglicher Materialstreifen, der in der Mitte dünner und an den Enden breiter ist. Das Isoliermaterial 206 ist rechteckförmig. Bei anderen Ausführungsformen kann die Speicherzelle 202 eine beliebige geeignete Geometrie einschließlich Phasenwechselmaterial 204 in beliebiger geeigneter Geometrie und Isoliermaterial 206 in beliebiger geeigneter Geometrie aufweisen.
Das Phasenwechselmaterial 204 ist an einem Ende elektrisch mit einer ersten Elektrode 208 und an dem anderen Ende mit einer zweiten Elektrode 210 gekoppelt. Impulse werden für die Speicherzelle 202 über die erste Elektrode 208 und die zweite Elektrode 210 bereitgestellt. Der Strompfad durch das Phasenwechselmaterial 204 geht von einer der ersten Elektrode 208 und der zweiten Elektrode 210 zu der anderen der ersten Elektrode 208 und der zweiten Elektrode 210. Bei einer Ausführungsform ist jede der Speicherzellen 106a–106d ähnlich der Speicherzelle 202.
Die Speicherzelle 202 stellt eine Speicherstelle zum Speichern von Datenbits zur Verfügung. Das Isoliermaterial 206 kann jeder geeignete Isolierstoff sein, z. B. SiO₂, fluoriertes Quarzglas oder dotiertes Bor-Phospor-Silikatglas. Die erste Elektrode 208 und die zweite Elektrode 210 können aus jedem geeigneten Elektrodenmaterial, z. B. TiN, TaN, W, Al oder Cu sein.
Das Phasenwechselmaterial 204 kann aus einer Vielzahl von Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen. Im Allgemeinen sind Chalkogenid-Legierungen, die ein oder mehrere Elemente der Gruppe VI des Periodensystems enthalten, als derartige Materialien von Nutzen. Bei einer Ausführungsform besteht das Phasenwechselmaterial 204 der Speicherzelle 202 aus einer Chalkogenid-Verbindung, z. B. GeSbTe, SbTe, GeTe oder AgInSbTe. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Phasenwechselmaterial chalkogenidfrei sein, z. B. GeSb, GaSb, InSb oder GeGaInSb. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Phasenwechselmaterial aus jedem geeigneten Material einschließlich einem oder mehreren der Elemente Ge, Sb, Te, Ga, As, In, Se und S bestehen.
Das Phasenwechselmaterial 204 ist in einem von vier Zuständen programmiert, um zwei Datenbits zu speichern. Eine Auswählvorrichtung, beispielsweise eine aktive Vorrichtung wie ein Transistor oder eine Diode, ist mit der ersten Elektrode 208 gekoppelt, um das Anlegen von Impulsen an das Phasenwechselmaterial 204 zu steuern. Die Impulse setzen das Phasenwechselmaterial 204 zurück und programmieren einen der anderen drei Zustände in das Phasenwechselmaterial 204. Bei 200b ist ein kleiner Mittelbereich 212 des Phasenwechselmaterials 204 so programmiert, dass er den Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und die Speicherzelle 202 ändert. Bei 200c ist ein Mittelbereich 214 mittlerer Größe des Phasenwechselmaterials 204 so programmiert, dass er den Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und die Speicherzelle 202 ändert. Bei 200d ist ein großer Mittelbereich 216, der im Wesentlichen das ganze Phasenwechselmaterial umfasst, so programmiert, dass er den Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und die Speicherzelle 202 ändert. Die Größe des programmierten Mittelbereichs steht in Bezug zu dem Widerstand durch das Phasenwechselmaterial 204 und die Speicherzelle 202. Die drei unterschiedlich dimensionierten Mittelbereichs-Zustände bei 200b–200d plus der Anfangszustand bei 200a stellen vier Zustände in dem Phasenwechselmaterial 204 bereit, und die Speicherzelle 202 stellt eine Speicherstelle zum Speichern von zwei Datenbits zur Verfügung. Bei einer Ausführungsform ist der Zustand der Speicherzelle 202 bei 200a „00”, der Zustand der Speicherzelle 202 bei 200b „01”, der Zustand der Speicherzelle 202 bei 200c „10”, und der Zustand der Speicherzelle 202 bei 200d „11”.
Bei 200a wird das Phasenwechselmaterial 204 in einen im Wesentlichen amorphen Zustand zurückgesetzt. Während der Rücksetzoperation der Speicherzelle 202 wird durch die Auswählvorrichtung selektiv ein Rücksetzimpuls aktiviert und durch die erste Elektrode 208 und das Phasenwechselmaterial 204 gesendet. Der Rücksetzimpuls erwärmt das Phasenwechselmaterial 204 über seine Schmelztemperatur, und das Phasenwechselmaterial 204 wird schnell abgekühlt, um den im Wesentlichen amorphen Zustand bei 200a zu erhalten. Nach der Rücksetzoperation weist das Phasenwechselmaterial 204 bei 218 und 220 ein Phasenwechselmaterial mit kristallinem Zustand und bei 204 ein Phasenwechselmaterial mit amorphem Zustand auf. Der im Wesentlichen amorphe Zustand bei 200a ist der Zustand der Speicherzelle 202 mit höchstem Widerstand.
Um das Phasenwechselmaterial 204 in einen der anderen drei Zustände 200b–200d zu programmieren, wird über einen Schreibimpulsgenerator, z. B. den Schreibimpulsgenerator 102, ein Impuls bereitgestellt. Bei 200b wird ein Impuls bereitgestellt, um den kleinen Mittelbereich bei 212 in einen kristallinen Zustand zu programmieren. Der kristalline Zustand ist weniger resistiv als der amorphe Zustand, und die Speicherzelle 202 hat bei 200b einen geringeren Widerstand, als die Speicherzelle 202 in dem im Wesentlichen amorphen Zustand bei 200a. Bei 200c wird ein Impuls bereitgestellt, um den Mittelbereich bei 214 in einen kristallinen Zustand zu programmieren. Da der Mittelbereich bei 214 größer ist, als der kleine Mittelbereich bei 212, und der kristalline Zustand weniger resistiv ist, als der amorphe Zustand, hat die Speicherzelle 202 bei 200c geringeren Widerstand, als die Speicherzelle 202 bei 200b und die Speicherzelle 202 in dem amorphen Zustand bei 200a. Bei 200d wird ein Impuls bereitgestellt, um den großen Mittelbereich bei 216 in den kristallinen Zustand zu programmieren. Da der große Mittelbereich bei 216 größer ist, als der Mittelbereich bei 214, und der kristalline Zustand weniger resistiv ist, als der amorphe Zustand, hat die Speicherzelle 202 bei 200d einen geringeren Widerstand, als die Speicherzelle 202 bei 200c, die Speicherzelle 202 bei 200b, und die Speicherzelle 202 in dem amorphen Zustand bei 200a. Die Speicherzelle 202 bei 200d ist im Zustand des niedrigsten Widerstands. Bei anderen Ausführungsformen kann die Speicherzelle 202 auf eine beliebige geeignete Anzahl von Widerstandswerten oder -zuständen programmiert werden.
In der vorliegenden Verwendung soll der Begriff „elektrisch gekoppelt” nicht bedeuten, dass die Elemente direkt miteinander gekoppelt sein müssen, und es können zwischen den „elektrisch gekoppelten” Elementen Zwischenelemente vorgesehen sein.
3A ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Schaltung 300a zum Programmieren einer Phasenwechselspeicherzelle zeigt. Bei einer Ausführungsform weist die Schaltung 300a einen Teil des Schreibimpulsgenerators 102 und der Verteilerschaltung 104 zum Programmieren von Phasenwechselspeicherzellen in einen der vier in 2 gezeigten Zustände auf. Die Schaltung 300a umfasst eine mit 301 bezeichnete Switch- und Speicherzellenschaltung. Die Schaltung 300a weist auch eine Stromquelle 340 und einen von den Transistoren 306 und 310 gebildeten Stromspiegel auf. Die Switch- und Speicherzellenschaltung 301 weist die Transistoren 314 und 322, eine Phasenwechselspeicherzelle 318, einen Puffer 326, einen Leseverstärker 330 und einen Logikblock 334 auf.
Eine Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 306 ist elektrisch mit einer Spannungsquelle 302 verbunden, die andere Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 306 ist durch den Signalpfad 312 elektrisch mit einem ersten Eingang des Leseverstärkers 330 und mit einer Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 314 gekoppelt. Das Gate des Transistors 306 ist durch den Signalpfad 308 elektrisch mit dem Gate des Transistors 310, einer Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 310, einem zweiten Eingang des Leseverstärkers 330 und einer Seite der Stromquelle 340 gekoppelt. Die andere Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 310 ist elektrisch mit der Spannungsquelle 302 gekoppelt. Die andere Seite der Stromquelle 340 ist elektrisch mit der Basis oder Masse 304 verbunden.
Der Ausgang des Leseverstärkers 330 ist durch den Signalpfad 328 elektrisch mit dem Eingang des Puffers 326 gekoppelt. Der Ausgang des Puffers 326 ist durch den Signalpfad 324 elektrisch mit dem Gate des Transistors 314 und einem ersten Eingang des Logikblocks 334 gekoppelt. Ein zweiter Eingang des Logikblocks 334 empfängt ein Aktivierungs(Enable (EN))-Signal auf dem EN-Signal Pfad 336. Der Ausgang des Logikblocks 334 ist durch den Steuersignalpfad 332 elektrisch mit dem Aktivierungs(Enable)-Eingang des Leseverstärkers 330 gekoppelt.
Die andere Seite des Drain-Source-Pfads des Transistors 314 ist durch die Bitleitung (BL) 316 elektrisch mit einer Seite der Phasenwechselspeicherzelle 318 gekoppelt. Die andere Seite der Phasenwechselspeicherzelle 318 ist durch den Signalpfad 320 elektrisch mit einer Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 322 gekoppelt. Die andere Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 322 ist elektrisch mit der Basis oder Masse 304 verbunden. Das Gate des Transistors 322 empfängt ein Wortleitungs(WL)-Signal auf der Wortleitung 338.
Die Stromquelle 340 stellt basierend auf dem gewünschten Zustand der Phasenwechselspeicherzelle 318 variablen Strom zur Verfügung. Die Einstellung des von der Stromquelle 340 bereitgestellten Stroms bestimmt den Zustand, auf den die Phasenwechselspeicherzelle 318 eingestellt wird. Bei einer Ausführungsform weist die Stromquelle 340 einen Widerstand und eine Spannungsquelle auf. Die Spannungsquelle und/oder der Widerstand sind dahingehend variabel, dass ein gewünschter Strom auf dem Signalpfad 308 zur Verfügung gestellt wird. Bei einer anderen Ausführungsform weist die Stromquelle 340 einen Stromspiegel zum Bereitstellen des gewünschten Stroms auf dem Signalpfad 308 auf.
Die Transistoren 306, 310 und 314 sind P-Channel Metal-Oxide-Semiconductor(PMOS)-Transistoren, und der Transistor 322 ist ein N-Channel MOS(NMOS)-Transistor. Die Transistoren 306 und 310 bilden einen Stromspiegel. Der Eingang des Stromspiegels empfängt den von der Stromquelle 340 auf dem Signalpfad 308 bereitgestellten Strom. Der Strom auf dem Signalpfad 308 am Eingang zu dem Stromspiegel wird auf dem Signalpfad 312 am Ausgang des Stromspiegels gespiegelt. Die Transistoren 314 und 322 fungieren als Schalter.
Der Logikblock 334 empfängt das EN-Signal auf dem EN-Signalpfad 336 und das Signal auf dem Signalpfad 324, um ein Steuersignal auf dem Steuersignalpfad 332 bereitzustellen. Im Ansprechen auf ein logisch hohes EN-Signal oder ein logisch niedriges Signal auf dem Signalpfad 324 gibt der Logikblock 334 ein logisch hohes Signal auf dem Signalpfad 332 aus. Im Ansprechen auf ein logisch niedriges EN-Signal oder ein logisch hohes Signal auf dem Signalpfad 324 gibt der Logikblock 334 ein logisch niedriges Signal auf dem Signalpfad 332 aus.
Im Ansprechen auf ein logisch niedriges Signal auf dem Signalpfad 332 wird der Leseverstärker 330 deaktiviert. Im Ansprechen auf ein logisch hohes Signal auf dem Signalpfad 332 wird der Leseverstärker 330 aktiviert, um die Spannung auf dem Signalpfad 308 am Eingang des Stromspiegels mit der Spannung auf dem Signalpfad 312 am Ausgang des Stromspiegels zu vergleichen. Die Spannung auf dem Signalpfad 308 am Eingang des Stromspiegels gibt den gewünschten Widerstand für die Phasenwechselspeicherzelle 318 an. Die Spannung auf dem Signalpfad 312 am Ausgang des Stromspiegels gibt den tatsächlichen Widerstand der Phasenwechselspeicherzelle 318 an. Der Leseverstärker 330 gibt auf der Grundlage des Vergleichs ein Signal auf dem Signalpfad 328 aus. Im Ansprechen darauf, dass die Spannung auf dem Signalpfad 308 niedriger ist, als die Spannung auf dem Signalpfad 312, gibt der Leseverstärker 330 ein logisch niedriges Signal auf dem Signalpfad 328 aus. Im Ansprechen darauf, dass die Spannung auf dem Signalpfad 308 größer oder gleich der Spannung auf dem Signalpfad 312 ist, gibt der Leseverstärker 330 ein logisch hohes Signal auf dem Signalpfad 328 aus.
Der Puffer 326 empfängt das Signal auf dem Signalpfad 328, um das Signal auf dem Signalpfad 324 bereitzustellen. Im Ansprechen auf ein logisch niedriges Signal auf dem Signalpfad 328 stellt der Puffer 326 auf dem Signalpfad 324 ein logisch niedriges Signal bereit, um den Transistor 314 einzuschalten. Wenn der Transistor 314 eingeschaltet ist, wird das Signal auf dem Signalpfad 312 an die Bitleitung 316 weitergeleitet. Im Ansprechen auf ein logisch hohes Signal auf dem Signalpfad 328 stellt der Puffer 326 ein logisch hohes Signal auf dem Signalpfad 324 bereit, um den Transistor 314 auszuschalten. Wenn der Transistor 314 ausgeschaltet ist, wird das Signal auf dem Signalpfad 312 davon abgehalten, an die Bitleitung 316 weiterzugehen.
Im Ansprechen auf ein logisch hohes WL-Signal auf der Wortleitung 338 schaltet sich der Transistor 322 ein, um die Phasenwechselspeicherzelle 318 auszuwählen. Im Ansprechen auf ein logisch niedriges WL-Signal auf der Wortleitung 338 schaltet sich der Transistor 322 ab, um die Phasenwechselspeicherzelle 318 abzuwählen. Wenn die Transistoren 314 und 322 eingeschaltet sind, empfängt die Phasenwechselspeicherzelle 318 den Konstantstrom auf dem Signalpfad 312 von dem Ausgang des Stromspiegels. Im Ansprechen auf den Konstantstrom geht die Phasenwechselspeicherzelle 318 von dem im Wesentlichen amorphen Zustand in einen teilweise oder im Wesentlichen kristallinen Zustand über. Die Spannung am Ausgang des Stromspiegels auf dem Signalpfad 312 gibt den tatsächlichen Zustand der Phasenwechselspeicherzelle 318 an. Die Spannung auf dem Signalpfad 312 fällt im Ansprechen auf eine Verringerung des Widerstands der Phasenwechselspeicherzelle 318 ab.
Im Betrieb wird die Phasenwechselspeicherzelle 318 ausgewählt, indem ein logisch hohes WL-Signal auf der Wortleitung 338 bereitgestellt wird. Wenn sich die Phasenwechselspeicherzelle 318 nicht in dem im Wesentlichen amorphen Zustand befindet, empfängt die Phasenwechselspeicherzelle 318 von einem (nicht gezeigten) Schreibimpulsgenerator auf der Bitleitung 316 einen Rücksetzimpuls, um die Phasenwechselspeicherzelle 318 in den im Wesentlichen amorphen Zustand zurückzusetzen. Die Stromquelle 340 wird so eingestellt, dass sie basierend auf dem gewünschten Widerstandsniveau oder -zustand für die Phasenwechselspeicherzelle 318 den Strom auf dem Signalpfad 208 bereitstellt.
Wenn die Phasenwechselspeicherzelle 318 ausgewählt ist und sich in dem im Wesentlichen amorphen Zustand befindet, wird ein logisch hohes EN-Signal auf dem EN-Signalpfad 336 bereitgestellt, um den Leseverstärker 330 zu aktivieren. Der Transistor 314 schaltet sich ein, um an die Phasenwechselspeicherzelle 318 einen Stromimpuls anzulegen. Der Stromimpuls bleibt an die Phasenwechselspeicherzelle 318 angelegt, bis die Phasenwechselspeicherzelle 318 den gewünschten Zustand erreicht hat, basierend auf dem Vergleich der Spannung am Eingang des Stromspiegels mit der Spannung am Ausgang des Stromspiegels. Sobald sich die Phasenwechselspeicherzelle 318 in dem gewünschten Zustand befindet, stellt der Leseverstärker 330 das Signal bereit, um den Transistor 314 abzuschalten. Das Signal von dem Leseverstärker 330 deaktiviert durch den Logikblock 334 auch den Leseverstärker 330, um Energie zu sparen.
Die Schaltung 300a kann auch verwendet werden, um die Phasenwechselspeicherzelle 318 zu lesen. Durch das Anlegen eines Referenzstroms an den Stromspiegel wertet der Leseverstärker 330 aus, ob der Widerstand der Phasenwechselspeicherzelle 318 größer oder geringer ist, als der Widerstand der Stromquelle 340. Der Referenzstrom ist geringer, als der Schreibstrom, um eine Korruption der in der Phasenwechselspeicherzelle 318 gespeicherten Daten zu verhindern.
3B ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Schaltung 300b zum Programmieren von Phasenwechselspeicherzellen zeigt. Bei einer Ausführungsform weist die Schaltung 300b einen Teil des Schreibimpulsgenerators 102 und der Verteilerschaltung 104 zum Programmieren von Phasenwechselspeicherzellen in einen der vier in 2 gezeigten Zustände auf. Die Schaltung 300b umfasst eine mit 303 bezeichnete Switch- und Speicherzellenschaltung. Die Schaltung 300b weist auch eine Stromquelle 340 und den von den Transistoren 306 und 310 gebildeten Stromspiegel auf. Die Switch- und Speicherzellenschaltung 303 weist den Transistor 314, den Puffer 326, den Leseverstärker 330, den Logikblock 334, den Decoder 342, die Transistoren 322a–322(m) und die Phasenwechselspeicherzellen 318a–318(m) auf, wobei „m” eine beliebige geeignete Anzahl von Phasenwechselspeicherzellen ist, beispielsweise 16.
Die Switch- und Speicherzellenschaltung 303 ist ähnlich der Switch- und Speicherzellenschaltung 301, mit Ausnahme des Hinzufügens des Decoders 242, der mehreren Speicherzellen 318a–318(m) und der Transistoren 322a–322(m). Ein erster Eingang des Decoders 342 ist durch den Signalpfad 315 elektrisch mit einer Seite des Source-Drain-Pfads des Transistors 314 gekoppelt. Ein zweiter Eingang des Decoders 342 empfängt ein Adress(ADD)-Signal auf dem ADD-Signalpfad 344. Die Ausgänge des Decoders 342 sind durch die Bitleitung Null 316a – Bitleitung (m) 316(m) mit einer Seite der Phasenwechselspeicherzellen 318a–318(m) gekoppelt. Die anderen Seiten der Phasenwechselspeicherzellen 318a–318(m) sind elektrisch mit einer Seite des Source-Drain-Pfads der Transistoren 322a–322(m) gekoppelt. Die anderen Seiten der Source-Drain-Pfade der Transistoren 322a–322(m) sind elektrisch mit der Basis oder Masse 304 verbunden. Die Gates der Transistoren 322a–322(m) empfangen die Wortleitung-Null(WL0)-Wortleitung (m)(WL(m))-Signale auf den Wortleitungen 338a–338(m).
Der Decoder 342 empfängt das Adress-Signal auf dem ADD-Signalpfad 344 und koppelt den Signalpfad 315 basierend auf dem Adress-Signal elektrisch mit einer der Bitleitungen 316a–316(m). Im Ansprechen auf ein Adresssignal, das BL0 angibt, schließt der Decoder 342 einen Schalter, um das Signal auf dem Signalpfad 315 an BL0 316a weiterzuleiten, und öffnet Schalter, um das Signal auf dem Signalpfad 315 daran zu hindern, an die Bitleitungen 316b–316(m) weiterzugehen. Ebenso schließt der Decoder 342 im Ansprechen auf ein Adresssignal, das BL(m) angibt, einen Schalter, um das Signal auf dem Signalpfad 315 an BL(m) 316(m) weiterzuleiten, und öffnet Schalter, um das Signal auf dem Signalpfad 315 daran zu hindern, an die Bitleitungen 316a–316(m – 1) weiterzugehen. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Decoder 342 ausgenommen, und die Bitleitungen 316a–316(m) sind direkt elektrisch an den Signalpfad 315 gekoppelt.
Mit dem Decoder 342, der das Signal auf dem Signalpfad 315 an eine Bitleitung 316a–316(m) weiterleitet, funktioniert die Switch- und Speicherzellenschaltung 303 ähnlich der Switch- und Speicherzellenschaltung 301, die vorher beschrieben und unter Bezug auf 3A gezeigt worden ist.
4 ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform einer Schaltung 400 zum Programmieren mehrerer Phasenwechselspeicherzellen 318 zeigt. Die Schaltung 400 ist ähnlich der Schaltung 300a, mit der Ausnahme, dass die Schaltung 400 mehrere Switch- und Speicherzellenschaltungen 301a–301(n) aufweist, wobei „n” eine beliebige geeignete Anzahl von Switch- und Speicherzellenschaltungen ist, beispielsweise 16. Die Schaltung 400 umfasst die Switch- und Speicherzellenschaltungen 301a–301(n). Bei einer anderen Ausführungsform ist die Switch- und Speicherzellenschaltung 301 durch die Switch- und Speicherzellenanordnung 303 ersetzt.
Jede Switch- und Speicherzellenschaltung 301a–301(n) empfängt ein EN-Signal auf den EN-Signalpfaden 336a–336(n) und ein WL-Signal auf den Wortleitungen 338a–338(n). Jede Switch- und Speicherzellenschaltung ist durch den Signalpfad 308 mit dem Eingang des Stromspiegels und durch den Signalpfad 312 mit dem Ausgang des Stromspiegels elektrisch gekoppelt. Jede Switch- und Speicherzellenschaltung 301a–301(n) funktioniert ähnlich der Switch- und Speicherzellenschaltung 301, die vorher beschrieben und unter Bezug auf 3A gezeigt worden ist.
Bei dieser Ausführungsform können mehrere Speicherzellen gleichzeitig in einen gewünschten Zustand programmiert werden, basierend auf dem von der Stromquelle 340 bereitgestellten ausgewählten Strom. Jede Phasenwechselspeicherzelle wird ausgewählt, indem ein logisch hohes WL-Signal auf der entsprechenden Wortleitung 338a–338(n) bereitgestellt wird. Die Switch-Schaltung wird für die ausgewählten Phasenwechselspeicherzellen aktiviert, indem ein logisch hohes EN-Signal auf dem entsprechenden EN-Signalpfad 336a–336(n) bereitgestellt wird. Die Dauer des Stromimpulses für jede ausgewählte Phasenwechselspeicherzelle ist unabhängig von den anderen Phasenwechselspeicherzellen. Jede ausgewählte Phasenwechselspeicherzelle empfängt einen Stromimpuls, bis sie auf das gewünschte Widerstandsniveau bzw. den gewünschten Widerstandszustand eingestellt ist.
5 ist eine Graphik, die eine Ausführungsform des Ausgangs des Leseverstärkers 330 gegenüber dem Widerstand der Phasenwechselspeicherzelle 318 zeigt. Die Graphik 500 zeigt den Spannungsausgang des Leseverstärkers 330 auf der Y-Achse 502 und den Widerstand der Phasenwechselspeicherzelle 318 auf der X-Achse 504. Basierend auf dem ausgewählten Strom von der Stromquelle 340 und dem Widerstand der Phasenwechselspeicherzelle 318 variiert der Spannungsausgang des Leseverstärkers 330. Der Strom 506 kann so ausgewählt werden, dass die Phasenwechselspeicherzelle 318 auf eines/einen von mehreren möglichen Widerstandsniveaus oder -zuständen eingestellt wird, z. B. die bei 508, 510 und 512 angegebenen Zustände.
Ausführungsformen der Erfindung stellen eine selbstabschaltende Schreibschaltung zum Einstellen des Zustands einer Phasenwechselspeicherzelle basierend auf einem Bezugswert zur Verfügung. Ein Stromimpuls vom Ausgang eines Stromspiegels wird an die Phasenwechselspeicherzelle angelegt. Sobald die Phasenwechselspeicherzelle den gewünschten Zustand erreicht hat, wird der Stromimpuls automatisch durch die Schreibschaltung entfernt. Daher ist das Schreiben des Phasenwechselspeichermaterials der Speicherzelle auf mehreren Ebenen schnell, beständig und präzise. Außerdem hat die Schreibschaltung einen selbstgesteuerten Abschaltemodus zum Einsparen von Energie, nachdem die Phasenwechselspeicherzelle eingestellt worden ist.

Claims

Speicher mit: einer ersten resistiven Speicherzelle; einer Stromquelle, die so konfiguriert ist, dass sie einen Eingangsstrom bereitstellt, der ein gewünschtes Widerstandsniveau für die erste Speicherzelle angibt, wobei die Stromquelle eine variable Stromquelle aufweist; einem Stromspiegel, der den Eingangsstrom spiegelt, um einen Ausgangsstrom bereitzustellen; und einer ersten Switch-Schaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Ausgangsstrom an die erste Speicherzelle weiterleitet, wenn sich die erste Speicherzelle nicht auf dem gewünschten Widerstandsniveau befindet, und im Ansprechen darauf, dass die erste Speicherzelle das gewünschte Widerstandsniveau erreicht hat, den Ausgangsstrom von der ersten Speicherzelle abblockt, wobei die erste Switch-Schaltung aufweist: einen Schalter, der so konfiguriert ist, dass er den Ausgangsstrom basierend auf einem Steuersignal selektiv an die erste Speicherzelle weiterleitet; und einen Komparator, der so konfiguriert ist, dass er die Eingangsspannung des Stromspiegels, die das gewünschte Widerstandsniveau angibt, mit der Ausgangsspannung des Stromspiegels, die den tatsächlichen Widerstand der ersten Speicherzelle angibt, vergleicht und auf der Grundlage dieses Vergleichs das Steuersignal bereitstellt.
Speicher nach Anspruch 1, der des Weiteren aufweist: eine zweite resistive Speicherzelle; und eine zweite Switch-Schaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Ausgangsstrom an die zweite Speicherzelle weiterleitet, wenn sich die zweite Speicherzelle nicht auf dem gewünschten Widerstandsniveau befindet, und im Ansprechen darauf, dass die zweite Speicherzelle das gewünschte Widerstandsniveau erreicht hat, den Ausgangsstrom von der zweiten Speicherzelle abblockt.
Speicher nach Anspruch 2, wobei die erste Switch-Schaltung und die zweite Switch-Schaltung so konfiguriert sind, dass sie das Widerstandsniveau der ersten Speicherzelle und der zweiten Speicherzelle gleichzeitig einstellen.
Speicher nach Anspruch 1, der des Weiteren aufweist: eine zweite resistive Speicherzelle, wobei die erste Switch-Schaltung so konfiguriert ist, dass sie den Ausgangsstrom an die zweite Speicherzelle weiterleitet, wenn sich die zweite Speicherzelle nicht auf dem gewünschten Widerstandsniveau befindet, und im Ansprechen darauf, dass die zweite Speicherzelle das gewünschte Widerstandsniveau erreicht hat, den Ausgangsstrom von der zweiten Speicherzelle abblockt.
Speicher nach Anspruch 1, wobei die Speicherzelle eine Phasenwechselspeicherzelle ist und der Komparator ein Leserverstärker ist.
Speicher nach Anspruch 5, wobei der Schalter einen Transistorschalter aufweist.
Speicher nach Anspruch 5, der des Weiteren aufweist: einen Logikblock, dessen Ausgang mit einem Aktivierungseingang des Leseverstärkers gekoppelt ist, wobei der Logikblock so konfiguriert ist, dass er den Leseverstärker auf der Grundlage des Vergleichs deaktiviert.
Speicher nach Anspruch 5, wobei die Speicherzelle so konfiguriert ist, dass sie auf jedes von wenigstens drei Widerstandsniveaus eingestellt wird.
Speicher nach Anspruch 5, wobei die Speicherzelle wenigstens eines von Ge, Sb, Te, Ga, As, In, Se und S aufweist.
Speicher nach Anspruch 1 mit: einer Phasenwechselspeicherzelle, die so konfiguriert ist, dass sie auf jeden von wenigstens drei Zuständen eingestellt wird; einer Einrichtung zum Aktivieren eines Einstellimpulses für die Speicherzelle durch einen Stromspiegel; einer Einrichtung zum Vergleichen der Spannung an dem Ausgang des Stromspiegels, die den tatsächlichen Zustand der Speicherzelle angibt, mit der Spannung an dem Eingang des Stromspiegels, die einen gewünschten Zustand für die Speicherzelle angibt; und einer Einrichtung zum Deaktivieren des Einstellimpulses im Ansprechen auf den Vergleich, wenn die Speicherzelle auf den gewünschten Zustand eingestellt ist.
Speicher nach Anspruch 10, der des Weiteren aufweist: eine Einrichtung zum Deaktivieren der Einrichtung zum Vergleichen im Ansprechen auf den Vergleich.
Speicher nach Anspruch 10, wobei die Speicherzelle wenigstens eines von Ge, Sb, Te, Ga, As, In, Se und S aufweist.
Speicher nach Anspruch 1 mit: einer Phasenwechselspeicherzelle; und einem selbstabschaltenden Schreibtreiber, der so konfiguriert ist, dass er ein ausgewähltes von wenigstens drei Widerstandsniveaus in die Speicherzelle schreibt, indem er einen Stromimpuls für die Speicherzelle bereitstellt, wobei der Stromimpuls durch selektives Weiterleiten eines Stroms an die Speicherzelle von einem Ausgang eines Stromspiegels bereitgestellt wird; wobei ein Eingang des Stromspiegels einen Strom empfängt, der das ausgewählte der wenigstens drei Widerstandsniveaus angibt; und wobei die Dauer des Stromimpulses auf der Rückkopplung von der Speicherzelle, die das tatsächliche Widerstandsniveau der Speicherzelle angibt, basiert.
Verfahren zum Einstellen des Zustands einer Speicherzelle, das umfasst: Spiegeln eines mittels einer variablen Stromquelle erzeugten Eingangsstroms an einem Eingang zu einem Stromspiegel, um einen Ausgangsstrom an einem Ausgang des Stromspiegels bereitzustellen, wobei der Eingangsstrom den gewünschten Zustand für die Speicherzelle angibt; Anlegen des Ausgangsstroms an eine resistive Speicherzelle; Vergleichen der Spannung an dem Eingang des Stromspiegels, die einen gewünschten Zustand der Speicherzelle angibt, mit der Spannung an dem Ausgang des Stromspiegels, die den tatsächlichen Zustand der Speicherzelle angibt; und Entfernen des Ausgangsstroms aus der Speicherzelle auf der Grundlage des Vergleichs mit der Speicherzelle in dem gewünschten Zustand.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Anlegen des Ausgangsstroms das Anlegen des Ausgangsstroms zur Modifizierung des tatsächlichen Zustands der Speicherzelle von einem ersten Zustand mit einem ersten Widerstand zu einem zweiten Zustand mit einem zweiten Widerstand, der geringer ist, als der erste Widerstand, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Entfernen des Ausgangsstroms das Entfernen des Ausgangsstroms im Ansprechen darauf umfasst, dass die Spannung an dem Ausgang des Stromspiegels kleiner oder gleich der Spannung an dem Eingang des Stromspiegels ist.
Verfahren nach Anspruch 14, das des Weiteren umfasst: Deaktivieren des Vergleichens auf der Grundlage des Vergleichs.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Anlegen des Ausgangsstroms das Anlegen des Ausgangsstroms an eine Phasenwechselspeicherzelle umfasst, die zum Speichern von Mehrbitdaten konfiguriert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Speicherzelle eine Phasenwechselspeicherzelle ist und das Verfahren umfasst: Zurücksetzen der Phasenwechselspeicherzelle in einen im Wesentlichen amorphen Zustand; Aktivieren eines Einstellimpulses für die Speicherzelle durch Weiterleiten des Ausgangsstroms an die Speicherzelle; und Deaktivieren des Einstellimpulses für die Speicherzelle im Ansprechen darauf, dass die Spannung an dem Ausgang des Stromspiegels kleiner oder gleich der Spannung an dem Eingang des Stromspiegels ist, indem verhindert wird, dass der Ausgangsstrom an die Speicherzelle weitergeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, das des Weiteren umfasst: Deaktivieren des Vergleichens im Ansprechen auf das Deaktivieren des Einstellimpulses.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Aktivieren des Einstellimpulses das Aktivieren des Einstellimpulses zum Wechseln des tatsächlichen Zustands der Speicherzelle von einem ersten Zustand mit einem ersten Widerstand zu einem zweiten Zustand mit einem zweiten Widerstand, der geringer ist, als der erste Widerstand, umfasst.