DE602006000579T2

DE602006000579T2 - Verfahren für den Betrieb eines PMC-Speichers und CBRAM-Schaltung

Info

Publication number: DE602006000579T2
Application number: DE602006000579T
Authority: DE
Inventors: Corvin Liaw; Ralf Symanczyk
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: EP1727151B1; JP4516049B2; JP2006331626A; KR20060120437A; KR100849264B1; EP1727151A1; DE602006000579D1; US20060265548A1; US8531863B2

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer PMC-Speicherzelle (programmable metallization cell – Zelle mit programmierbarer Metallisierung), insbesondere zur Verwendung in einem CBRAM-Speicherarray (conductive-bridging random access memory – leitend überbrückender Direktzugriffspeicher). Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine CBRAM-Speicherschaltung einschließlich eines CBRAM-Speicherarrays mit mindestens einer PMC-Speicherzelle.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Ein festes Elektrolytmaterial umfassende Speicherzellen sind als PMC-Speicherzellen bekannt. Speicherbauelemente, die solche PMC-Speicherzellen enthalten, sind als CBRAM-Bauelemente bekannt. Das Speichern verschiedener Zustände in einer PMC-Speicherzelle basiert auf dem Entwickeln oder Reduzieren eines leitenden Wegs in dem Elektrolytmaterial zwischen Elektroden auf der Basis eines angelegten elektrischen Feldes. Wenngleich das Elektrolytmaterial einen hohen Widerstand besitzt, weist der leitende Weg zwischen Elektroden einen geringen Widerstand auf. Damit kann die PMC-Speicherzelle je nach dem gesetzten Widerstand des PMC-Speicherelements in verschiedene Zustände gesetzt werden. Beide Zustände des PMC-Speicherelements sind üblicherweise zeitlich derart ausreichend stabil, daß Daten permanent gespeichert werden können.
Eine PMC-Speicherzelle wird betrieben durch Anlegen einer positiven oder einer negativen Spannung an den festen Elektrolyten des PMC-Speicherelements. Zum Speichern von Daten in der PMC-Speicherzelle wird die PMC-Speicherzelle in einen programmierten Zustand gebracht, indem eine geeignete Programmierungsspannung an die PMC-Speicherzelle angelegt wird, was zu der Entwicklung des leitenden Wegs in dem Elektrolytmaterial und deshalb zum Setzen eines ersten Zustands mit geringem Widerstand führt. Zum Speichern eines zweiten Zustands in der PMC-Speicherzelle muß eine Löschspannung derart angelegt werden, daß sich der Widerstand der PMC-Speicherzelle zu einem hohen Widerstand ändert, der sich auf einen gelöschten Zustand bezieht. Zum Auslesen einer PMC-Speicherzelle wird eine Lesespannung angelegt, und der Strom durch den Widerstand des PMC-Speicherelements wird detektiert und mit dem jeweiligen Zustand der PMC-Speicherzelle assoziiert.
Die Stabilität der gespeicherten Daten in den PMC-Speicherzellen über Zeitperioden (die Aufbewahrung) ist je nach dem in dem PMC-Speicherelement gesetzten Zustand verschieden. Der gelöschte Zustand mit einem hohen Widerstand ist üblicherweise zeitlich stabil, was bedeutet, daß sich der hohe Widerstand der PMC-Speicherzelle im wesentlichen nicht verschlechtert. Im Gegensatz dazu weist der programmierte Zustand, in dem der leitende Weg entwickelt ist, eine begrenztere Aufbewahrungszeit auf, das heißt, der Wert des Widerstands der PMC-Speicherzelle nimmt mit der Zeit zu. Dieser Effekt hängt von dem Startwiderstand ab und wird mit höheren Temperaturen noch schlimmer. Die Widerstandsfenster zwischen den Widerständen des ersten und zweiten Zustands müssen somit insbesondere dann vergrößert werden, wenn die Aufbewahrungszeit groß sein soll. Aufgrund der Verschlechterung des programmierten Zustands ist die Zuverlässigkeit der PMC-Speicherzelle reduziert.
Ein weiteres Problem beim Speichern von Daten in der PMC-Speicherzelle besteht darin, daß es zu einem "Einprägen" von Daten kommt, falls die Programmierungs spannung mit einer Häufigkeit nacheinander angelegt wird, wenn der programmierte Zustand in das PMC-Speicherelement geschrieben werden soll. Das Schreiben des gelöschten Zustands mit einem hohen Widerstand ist ein sich selbst begrenzender Prozeß, das heißt, ein PMC-Speicherelement kann ohne jegliche Mängel mit einer beliebigen Häufigkeit gelöscht werden. Im Gegensatz dazu sollte ein PMC-Speicherelement nicht mehr als einmal hintereinander in den programmierten Zustand programmiert werden, da dies zu einem irreversiblen Einprägen des programmierten Zustands führt, da der leitende Weg in dem Elektrolytmaterial immer dann verstärkt wird, wenn die Programmierungsspannung angelegt wird. Der dadurch gespeicherte programmierte Zustand ist dann "eingeprägt" und kann durch sukzessives Anlegen der Löschspannung nicht gelöscht werden.
Im Stand der Technik wird vorgeschlagen, eine Löschung der PMC-Speicherzelle jedesmal vor dem Schreiben neuer Daten in die PMC-Speicherzelle durchzuführen, um ein Einprägen eines programmierten Zustands zu vermeiden. Zudem ist ein Verfahren zum Betreiben einer PMC-Speicherzelle mit den Merkmalen des ersten Teils von Anspruch 1 und eine CBRAM-Speicherschaltung mit den Merkmalen des ersten Teils von Anspruch 8 aus US2004/071012 A1 bekannt. Aus EP-A-0 455 238 ist ein EEPROM-Speicher bekannt, der nur dann programmiert wird, wenn er sich noch nicht in einem programmierten Zustand befindet.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer PMC-Speicherzelle und eine verbesserte CBRAM-Speicherschaltung bereit, durch die die Datenaufbewahrung in der PMC-Speicherzelle verbessert und ein eingeprägter programmierter Zustand in der PMC-Speicherzelle vermieden wird.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine CBRAM-Speicherschaltung nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer PMC-Speicherzelle zur Verwendung in einem CBRAM-Speicherarray, wobei die PMC-Speicherzelle einen festen Elektrolyten enthält, der ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Feld einen leitenden Weg selektiv zu entwickeln und zu reduzieren. Die PMC-Speicherzelle ist programmiert, sieh in einen programmierten Zustand zu verändern durch Anlegen einer Programmierungsspannung, und die PMC-Speicherzelle wird gelöscht, zum Ändern in einen gelöschten Zustand durch Anlegen einer Löschspannung. Eine Auffrischspannung wird an die PMC-Speicherzelle zu einer vorbestimmten Zeit angelegt, um den programmierten Zustand der PMC-Speicherzelle zu stabilisieren, wobei die Auffrischspannung derart ausgewählt ist, daß beim Anlegen der Auffrischspannung eine Programmierung der PMC-Speicherzelle in dem gelöschten Zustand in einem programmierten Zustand verhindert wird und daß durch Anlegen der Auffrischspannung eine Stabilisierung des programmierten Zustands der PMC-Speicherzelle durchgeführt wird.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß das Datenfenster (Widerstandswerte) zwischen dem programmierten und gelöschten Zustand stabilisiert wird, indem ein "Auffrischschritt" derart durchgeführt wird, daß eine zuverlässige Detektion der gespeicherten Daten sichergestellt ist. Zudem kann ein Auffrischen des Inhalts einer PMC-Speicherzelle ohne Zerstören des Inhalts der PMC-Speicherzelle derart durchgeführt werden, daß ein Neuschreiben des jeweiligen Zustands wie aus einem DRAM bekannt nicht erforderlich ist. Dies bedeutet, daß der nicht-verschlechternde gelöschte Zustand einer PMC-Speicherzelle durch Anwenden der Auffrischspannung nicht beeinflußt wird, während der programmierte Zustand der PMC-Speicherzelle stabilisiert ist, wenn die Auffrischspannung angelegt wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht einen Mehr-Niveau-Betrieb der PMC-Speicherzelle vor. Im Fall eines Mehr-Ebenen-Betriebs kann die Zelle auf verschiedene, durch die Ausbildung von Wegen in dem Elektrolyten mit variierenden Leitfähigkeitswerten dargestellte niedrigohmige Ebenen programmiert werden. Somit kann mehr als ein Datenelement in einer Zelle gespeichert werden. Das zulässige Widerstandsfenster für jedes Niveau wird im Fall eines Mehr-Niveau-Betriebs im Vergleich zum normalen Betrieb jedoch verschärft (d. h. kleiner gemacht). Das oben beschriebene Verfahren zum Stabilisieren des Niveaus über die Zeit hinweg kann verwendet werden, um eine zuverlässige Mehr-Niveau-Kapazität zu erzielen.
Bei einer Ausführungsform wird die Auffrischspannung ausgewählt, um ein Einprägen des programmierten Zustands in die PMC-Speicherzelle zu vermeiden. Weil durch Auswählen einer angemessenen Auffrischspannung ein "eingeprägter" programmierter Zustand der PMC-Speicherzelle vermieden wird, ist es nicht länger erforderlich, die PMC-Speicherzelle auf dem gelöschten Zustand immer dann zu löschen, bevor sie in den programmierten Zustand programmiert wird, gemäß einer Ausführungsform. Somit erfolgt das Auffrischen der PMC-Speicherzelle schneller, weil der Löschprozeß für eine PMC-Speicherzelle im wesentlichen ein zeitraubender Prozeß ist. Zudem kann der Leseprozeß beschleunigt und auch der programmierte Zustand in einem Zustand mit niedrigem Widerstand gehalten werden, wodurch das Erhöhen von RC-Zeitkonstanten vermieden wird, was zu vergrößerten Zugriffszeiten für die PMC-Speicherzelle führt.
Bei einer Ausführungsform wird die Programmierungsspannung gleich oder höher als eine Programmierungsschwellwertspannung gewählt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Auffrischspannung aus einem Spannungsbereich zwischen der Programmierungsschwellwertspannung und einer Auffrischschwellwertspannung gewählt, wobei die Auffrischschwellwertspannung definiert ist als eine Schwellwertspannung, bei der der programmierte Zustand der PMC-Speicherzelle stabilisiert ist. Da die Auffrischschwellwertspannung üblicherweise unter der Programmierungsschwellwertspannung liegt, wird die Auffrischspannung dadurch aus einem Bereich ausgewählt, in dem ein Einprägen vermieden werden kann.
Die Löschspannung kann kleiner oder gleich einer Löschschwellwertspannung ausgewählt werden, wobei die PMC-Speicherzelle ausgelesen wird durch Anlegen einer Lesespannung, die aus einem Spannungsbereich ausgewählt ist, der nach Definition zwischen der Löschschwellwertspannung und der Auffrischschwellwertspannung liegt.
Bei einer Ausführungsform wird die Auffrischspannung wiederholt an die PMC-Speicherzelle angelegt. Zudem kann die Auffrischspannung periodisch an die PMC-Speicherzelle angelegt werden. Außerdem kann die Auffrischspannung immer dann an die PMC-Speicherzelle angelegt werden, bevor die PMC-Speicherzelle ausgelesen werden soll. Zudem kann die Auffrischspannung immer dann an die PMC-Speicherzelle angelegt werden, bevor in die PMC-Speicherzelle geschrieben werden soll. Gemäß einer Ausführungsform wird der Zustand der PMC- Speicherzelle immer dann detektiert, wenn die Auffrischspannung angelegt wird.
Bei einer Ausführungsform wird für das Programmieren der PMC-Speicherzelle die Programmierungsspannung nur dann angelegt, wenn detektiert ist, daß sich die PMC-Speicherzelle in einem gelöschten Zustand befindet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines CBRAM-Speicherarrays mit mehreren PMC-Speicherzellen bereitgestellt. Die PMC-Speicherzellen können jeweils einen festen Elektrolyten enthalten, der ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Feld einen leitenden Weg selektiv zu entwickeln und zu reduzieren. Eine PMC-Speicherzelle kann programmiert sein, sich in einen programmierten Zustand zu verändern durch Anlegen einer Programmierungsspannung daran, und kann gelöscht werden zum Verändern zu einem gelöschten Zustand durch Anlegen einer Löschspannung. Eine Auffrischspannung wird zu einer vorbestimmten Zeit an eine oder mehrere der PMC-Speicherzellen angelegt, um den programmierten Zustand der einen oder mehreren PMC-Speicherzellen zu stabilisieren, wobei die Auffrischspannung derart ausgewählt wird, daß bei Anlegen der Auffrischspannung ein Programmieren der einen oder mehreren PMC-Speicherzellen in dem gelöschten Zustand zu einem programmierten Zustand verhindert wird und daß durch Anlegen der Auffrischspannung eine Stabilisierung des programmierten Zustands der einen oder mehreren PMC-Speicherzellen durchgeführt wird.
Das Verfahren zum Betreiben des CBRAM-Speicherarrays sorgt dafür, daß jeweils eine Anzahl von PMC-Speicherzellen aufgefrischt werden kann durch gleichzeitiges Anlegen der Auffrischspannung an die Anzahl von PMC-Speicherzellen ungeachtet des Zustands jeder der PMC-Speicherzellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine CBRAM-Speicherschaltung bereitgestellt, die ein CBRAM-Speicherarray umfaßt, das mindestens eine PMC-Speicherzelle enthält, wobei jede PMC-Speicherzelle einen festen Elektrolyten enthält, der ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Feld einen leitenden Weg selektiv zu entwickeln und zu reduzieren. Zudem ist eine Schreibeinheit vorgesehen, die dafür ausgelegt ist, den Zustand der PMC-Speicherzelle in einen programmierten Zustand zu verändern durch Anlegen einer Programmierungsspannung und den Zustand der PMC-Speicherzelle zu einem gelöschten Zustand zu verändern durch Anlegen einer Löschspannung. Mit Hilfe einer Auffrischeinheit, die dafür ausgelegt ist, zu einer vorbestimmten Zeit eine Auffrischspannung an die PMC-Speicherzellen anzulegen, wird der programmierte Zustand der PMC-Speicherzelle stabilisiert. Die Auffrischeinheit ist dafür ausgelegt, die Auffrischspannung an die PMC-Speicherzellen auszugeben, wobei die Auffrischspannung so ausgewählt ist, daß beim Anlegen der Auffrischspannung ein Programmieren der PMC-Speicherzelle in dem gelöschten Zustand zu einem programmierten Zustand verhindert wird und daß durch Anlegen der Auffrischspannung ein Stabilisieren des programmierten Zustands der PMC-Speicherzelle erzielt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit die Art und Weise, wie die oben angeführten Merkmale der vorliegenden Erfindung ausführlich verstanden werden können, erfolgt eine eingehendere Beschreibung der Erfindung, oben kurz zusammengefaßt, unter Bezugnahme auf Ausführungsformen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es ist jedoch anzumerken, daß die beigefügten Zeichnungen lediglich typische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen und deshalb nicht als ihren Schutzbereich beschränkend angesehen werden sollen, weil die Erfindung andere gleichermaßen effektive Ausführungsformen zuläßt. Es zeigen:
1A und 1B schematisch Blockdiagramme, die ein CBRAM-Speicherdesign darstellen;
2A und 2B PMC-Speicherelemente bei Verwendung in PMC-Speicherzellen in dem CBRAM-Speicher gemäß 1 in einem programmierten Zustand bzw. einem gelöschten Zustand;
3 ein Diagramm, das die Spannungspegel darstellt, mit Hilfe derer die PMC-Speicherzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird;
4 ein Widerstand-Zeit-Diagramm, das den Effekt des Anlegens der Auffrischspannung an eine PMC-Speicherzelle in einem programmierten Zustand veranschaulicht;
5A und 5B Flußdiagramme, die Verfahren zum Betreiben der PMC-Speicherzelle, zum Schreiben eines programmierten Zustands bzw. Auslesen der PMC-Speicherzelle darstellen;
6 eine CBRAM-Speicherschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
7A und 7B Signal-Zeit-Diagramme, die die Signale zum Betreiben der PMC-Speicherzelle in Abhängigkeit vom Zustand der PMC-Speicherzelle angeben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In 1A ist ein Beispiel einer PMC-Speicherzelle 1 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die PMC-Speicherzelle 1 ist Teil eines CBRAM-Speicherarrays 3, das Wortleitungen WL, Bitleitungen BL und Plattenleitungen PL enthält. Die Plattenleitung PL wird üblicherweise auf ein als die Plattenleitungsspannung bekanntes vorbestimmtes Potential gesetzt. Die Wortleitung WL ist mit einem Gate eines Zelltransistors T_C verbunden, der in Reihe mit einem PMC-Speicherelement 2 verbunden ist. Je nach einem Aktivierungssignal auf der Wortleitung kann eine Spannung an ein PMC-Speicherelement 2, das zwischen die Bitleitung BL und die Plattenleitung PL über einen aktivierten Zelltransistor T_C geschaltet ist, angelegt werden, um einen Zustand in die PMC-Speicherzelle 1 zu schreiben bzw. den gespeicherten Zustand daraus auszulesen.
In 1B ist ein CBRAM-Speicherarray 3 dargestellt, das mehrere PMC-Speicherzellen 1 wie in 1A gezeigt an Wortleitungen WL und Bitleitungen BL angeordnet enthält. Die PMC-Speicherzellen 1 sind zur Vereinfachung der Darstellung als dickere schwarze Liniensegmente zwischen den Wortleitungen und Bitleitungen BL dargestellt. Die PMC-Speicherzellen 1 werden mit Hilfe eines Wortleitungsdecodierers 4 und eines Bitleitungsdecodierers 5 adressiert, wobei der Wortleitungsdecodierer eine einzelne Wortleitung WL gemäß einer Wortadresse WA auswählt und ein Aktivierungssignal an die ausgewählte Wortleitung WL anlegt, um den Zelltransistor T_C zu schließen (das heißt einzuschalten oder zu aktivieren), so daß die Spannungsdifferenz zwischen der Bitleitung BL und der Plattenleitung PL an das PMC-Speicherelement 2 angelegt wird. Der Bitleitungsdecodierer 5 enthält eine steuerbare Spannungsquelle, die derart gesetzt ist, daß eine Spannung zwischen der Bitleitung und der Plattenleitung entsteht, die gemäß der Operation ausgewählt ist, die mit der adressierten PMC-Speicherzelle 1 ausgeführt werden soll. Mit Hilfe eines Leseverstärkers 6 wird der resultierende Strom durch die adressierte PMC-Speicherzelle 1 detektiert, und ein Logikzustand, der als der programmierte Zustand oder der gelöschte Zustand in der PMC-Speicherzelle 1 gespeichert ist, wird in Abhängigkeit von dem detektierten Strom durch die PMC-Speicherzelle 1 assoziiert.
Wie in 2A und B gezeigt, enthält das PMC-Speicherelement 2 ein festes Elektrolytmaterialgebiet 10 und auf beiden Seiten des Elektrolytmaterialgebiets 10 angeordnete Elektroden 11. Eine der Elektroden 11 (Anode) enthält ein Material, das durch das Elektrolytmaterial migrieren kann, wenn ein elektrisches Feld, zum Beispiel eine Spannung an den Elektroden 11, angelegt wird. Die andere Elektrode 11 (Kathode) ist üblicherweise inert. Zu geeigneten festen Elektrolytmaterialien zählen beispielsweise Chalkogenid-Material und dergleichen. Zu einem geeigneten Material für die Anode 11 zählt Silber. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes migrieren die Silberionen in das hochohmige feste Elektrolytmaterial und bilden dadurch einen leitenden Weg, der den Gesamtwiderstand des PMC-Speicherelements 2 herabsetzt. In 2A ist ein PMC-Speicherelement gezeigt, das sich in einem ersten Zustand befindet, in dem ein leitender Weg aus Silber in dem festen Elektrolytmaterial ausgebildet ist. In 2B wird der leitende Weg in dem festen Elektrolytmaterial reduziert beim Anlegen eines elektrischen Feldes, das im Vergleich zu dem elektrischen Feld, das zum Ausbilden des leitenden Wegs angelegt wird, umgekehrt ist. Der Zustand des PMC-Speicherelements 2, in dem der leitende Weg ausgebildet ist, ist als der programmierte Zustand bezeichnet, und der Zustand, in dem der leitende Weg aufgrund der Migration der Silberionen zurück zur Elektrode reduziert worden ist oder verschwunden ist, wird als der gelöschte Zustand bezeichnet. In dem programmierten Zustand ist der Widerstand des PMC-Speicherelements gering, während im gelöschten Zustand der Widerstand des PMC-Speicherelements 2 hoch ist. Die Zustände des PMC- Speicherelements können üblicherweise in Abhängigkeit von dem angelegten elektrischen Feld umgekehrt werden.
In 3 sind beispielsweise Spannungspegel zum Betreiben einer PMC-Speicherzelle 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der erste Spannungspegel (von links nach rechts) betrifft eine Lesespannung V_RD, die an die PMC-Speicherzelle 1 angelegt wird, um zu detektieren, ob das PMC-Speicherelement 2 der PMC-Speicherzelle 1 einen niedrigen oder hohen Widerstand aufweist, das heißt, um zu detektieren, ob sich das PMC-Speicherelement in dem programmierten oder in dem gelöschten Zustand befindet. Als die nächsten dargestellten Spannungspegel sind eine Löschspannung V_OFF und eine Programmierungsspannung V_ON gezeigt, die einen Spannungspegel mit einem umgekehrten Vorzeichen zueinander aufweisen. Bei dem angegebenen Beispiel ist die Löschspannung V_OFF im Vergleich zur Programmierungsspannung V_ON eine negative Spannung. Die Löschspannung V_OFF hat einen Spannungspegel, der kleiner oder gleich einer Löschschwellwertspannung V_E ist. Die Löschschwellwertspannung V_E ist ein Spannungspegel, der zu einem elektrischen Feld führt, der zum Ändern des Zustands des PMC-Speicherelements von einem programmierten Zustand zu einem gelöschten Zustand minimal erforderlich ist. Bei dem angegebenen Beispiel ist die Löschspannung so ausgewählt, daß sie niedriger ist (das heißt negativere Größe) als die Löschschwellwertspannung V_E, um sicherzustellen, daß der Zustand des PMC-Speicherelements 2 sicher von dem programmierten Zustand zu dem gelöschten Zustand verändert werden kann. Die Programmierungsspannung V_ON kann angelegt werden, um den Zustand des PMC-Speicherelements 2 von dem gelöschten Zustand zu dem programmierten Zustand zu verändern. Die Programmierungsspannung V_ON ist so ausgewählt, daß die größer oder gleich der Programmierungsschwellwertspannung V_W0 ist, um sicherzustellen, daß der Zustand des PMC-Speicherelements sicher zu dem programmierten Zustand abgeändert wird. Die Programmierungsschwellwertspannung V_W0 ist definiert als eine Spannung, die erforderlich ist, um zumindest den Zustand des PMC-Speicherelements 2 zu dem programmierten Zustand zu verändern.
Wie durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet, wird ein weiterer Spannungspegel vorgesehen. Dementsprechend wird ein sogenannter, als V_S1 angegebener Auffrischspannungspegel bereitgestellt, um eine Auffrischoperation der PMC-Speicherzelle durchzuführen, wie weiter unten erörtert. Der Auffrischspannungspegel V_S1 kann so ausgewählt sein, daß er innerhalb eines Spannungsbereichs zwischen einer Auffrischschwellwertspannung V_W1 und der Programmierungsschwellwertspannung V_W0 liegt. Die Auffrischschwellwertspannung V_W1 ist so ausgelegt, daß ein PMC-Speicherelement, das sich in dem gelöschten Zustand befindet, durch Anlegen des Auffrischspannungsimpulses nicht beeinflußt werden kann, so daß der gelöschte Zustand nicht geändert wird. Die Lesespannung V_RD kann so ausgewählt werden, daß sie mit ihrem Spannungspegel innerhalb eines Bereichs liegt, der durch den Auffrischspannungspegel V_W1 und die Löschschwellwertspannung V_E definiert wird, um ein Auffrischen des im PMC-Speicherelement 2 gespeicherten Zustands zu vermeiden. Alternativ kann die Lesespannung V_RD aus dem Spannungsbereich zwischen der Auffrischschwellwertspannung V_W1 und der Programmierungsschwellwertspannung V_W0 derart ausgewählt werden, daß bei jedem Auslesen der PMC-Speicherzelle 2 ein Auffrischen durchgeführt wird.
Der Effekt des Anlegens der Auffrischspannung V_S1 an ein PMC-Speicherelement 2 ist in dem Widerstand-Zeit-Diagramm von 4 dargestellt. Das Anlegen der Auffrischspannung V_S1 an das PMC-Speicherelement 2, das sich in dem programmierten Zustand befindet, führt zu einem Stabilisieren des programmierten Zustands des PMC-Speicherelements 2. In 4 ist die Erhöhung des Widerstands des PMC-Speicherelements 2 über Zeitperioden dargestellt, bis ein Auffrischspannungsimpuls (V_S1-Puls) angelegt wird, der den Widerstand des programmierten PMC-Speicherelements 2 auf fast das Widerstandsniveau des PMC-Speicherelements reduziert, das direkt nach seinem Programmieren durch Anlegen der Programmierungsspannung gehalten wird. Wenn bestimmte PMC-Speicherelemente, die sich in ihren programmierten Zuständen befinden, im Laufe der Zeit einer Verschlechterung ihrer Widerstände unterworfen werden, kann der Auffrischspannungsimpuls den Inhalt der PMC-Speicherzelle "auffrischen" (oder aufrechterhalten). Eine Auffrischspannung zum Verstärken des gelöschten Zustands des PMC-Speicherelements ist nicht erforderlich, da der gelöschte Zustand üblicherweise keiner Verschlechterung unterworfen ist. Der physikalische Effekt der Auffrischspannung V_S1 besteht darin, dem Effekt der Verschlechterung entgegenzuwirken durch Verstärken des durch Silberionen in dem festen Elektrolytmaterial ausgebildeten leitenden Wegs. Die Auffrischspannung ist auf einen Spannungspegel (üblicherweise die Programmierungsschwellwertspannung) beschränkt, durch den ein "Einprägen" des programmierten Zustands vermieden wird. Als "Einprägen" des programmierten Zustands wird ein Effekt bezeichnet, der ein Ergebnis des mehrmaligen Anlegens einer Spannung bis zur Höhe der Programmierspannung ist, ohne daß die PMC-Speicherzelle dazwischen in den gelöschten Zustand zurückgebracht wird. Das wiederholte Anlegen der Programmierungsspannung führt dazu, daß der leitende Weg immer dann verstärkt wird, wenn die Programmierungsspannung angelegt wird, so daß das Widerstandsniveau des PMC-Speicherelements 2 unter einem bestimmten Wert abnimmt, der es für einen Treiber einer beliebigen Steuerschaltung unmöglich macht, ein umgekehrtes elektrisches Feld anzulegen, das ausreichend hoch ist, um das Ausbilden des leitenden Wegs umzukehren. Deshalb führt das Einprägen zu einer PMC-Speicherzelle 2, die in dem programmierten Zustand permanent wird. Somit nutzt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung das Anlegen der Auffrischspannung zum Stabilisieren des programmierten Zustands des PMC-Speicherelements 2, ohne daß der programmierte Zustand eingeprägt wird und ohne daß der gelöschte Zustand zu einem indifferenten oder dem programmierten Zustand abgeändert wird.
Durch wiederholtes Auffrischen der PMC-Speicherzelle 1 wird das Widerstandsfenster zwischen dem gelöschten Zustand und dem programmierten Zustand im Hinblick auf Widerstand stabilisiert. Zudem kann der Widerstand des programmierten Zustands so ausgewählt werden, daß er höher ist als in PMC-Speichern gemäß dem Stand der Technik, wobei der höhere Widerstand eine niedrigere Aufbewahrungszeit aufweist. Deshalb wird, wenn die PMC-Speicherzelle Auffrischzyklen in vorbestimmten Zeitperioden unterworfen wird, der Verschlechterung des programmierten Zustands des PMC-Speicherelements entgegengewirkt.
Die Auffrischspannung kann zu vorbestimmten Zeiten wiederholt zum Beispiel durch externe Aufforderungen, Einschalten der Speicherschaltung, periodisch in vorbestimmten Intervallen und/oder an Betriebsprozesse der PMC-Speicherzellen gekoppelt angelegt werden.
In 5A ist ein Flußdiagramm dargestellt, das ein Verfahren 510 zum Programmieren einer PMC-Speicherzelle zu einem programmierten Zustand veranschaulicht. Das Programmieren einer PMC-Speicherzelle wird gestartet durch Anlegen der Auffrischspannung VS1 (Schritt S1), als Beispiel, in Form eines Impulses und dergleichen, um den programmierten Zustand des PMC-Speicherelements zu stabilisieren, wie oben erläutert. Der Auffrischspannungsimpuls wird weiter zum Detektieren des Zustands der auszulesenden PMC-Speicherzellen verwendet (Schritt S2). In Schritt S3 wird bestimmt, ob die betroffene PMC-Speicherzelle 1 sich in einem programmierten Zustand befindet (zum Beispiel Datum = 1). Wenn sich die PMC-Speicherzelle 1 in einem programmierten Zustand befindet, entfällt der nächste Schritt S4 des Umprogrammierens der PMC-Speicherzelle. Wenn sich die PMC-Speicherzelle in einem gelöschten Zustand befindet, wird ansonsten ein Programmierungsspannungsimpuls V_ON derart angelegt, daß der Zustand der PMC-Speicherzelle 1 zu dem programmierten Zustand verändert wird. Dieses Betriebsverfahren hat den Vorteil, daß einerseits der Inhalt der PMC-Speicherzelle oder PMC-Speicherzellen der Speicherschaltung aufgefrischt werden können und andererseits der Auffrischspannungsimpuls zum Detektieren des Zustands der PMC-Speicherzelle 1 verwendet wird, wobei der detektierte Zustand für die Entscheidung verwendet wird, ob der Programmierungsschritt S4 angewendet werden muß, um die Daten zu speichern. Somit wird die Programmierungsspannung nicht angelegt, wenn sich die PMC-Speicherzelle bereits in dem programmierten Zustand befindet, so daß ein Einprägen des Programmierungszustands sicher vermieden werden kann.
Das Flußdiagramm von 5B zeigt ein Flußdiagramm, das ein Verfahren 520 als ein Beispiel veranschaulicht zum Anlegen des Auffrischspannungsimpulses während des Auslesens von Daten aus den PMC-Speicherzellen 1 der Speicherschaltung. Nach dem Einschalten der Speicherschaltung in Schritt S10 wird in Schritt 11 ein Zeitgeber gestartet, der ein vorbestimmtes Intervall definiert, nachdem eine Auffrischung der PMC-Speicherzelle durchgeführt werden muß. Das vorbestimmte Zeitintervall kann in Abhängigkeit von der Aufbewahrungszeit des programmierten Zustands der PMC-Speicherzellen 1 von mehreren Minuten bis zu einer großen Anzahl von Tagen eingestellt werden. Wenn in Schritt S10 kein "Einschalten"-Schritt erforderlich ist, geht das Verfahren weiter zu Schritt S12, um zu bestimmen, ob der Zeitgeber den vorbestimmten Zeitgeberwert erreicht hat. Solange der vorbestimmte Zeitgeberwert nicht erreicht worden ist (Schritt S12), wird das Auslesen der Daten aus den PMC-Speicherzellen durchgeführt durch Anlegen der Lesespannung V_RD an die adressierte PMC-Speicherzelle (Schritt S13), Detektieren des Stroms durch die PMC-Speicherzelle und Assoziieren des aktuellen Zustands der PMC-Speicherzelle in Abhängigkeit von dem Strom. Wenn der Zeitgeberwert einen vorbestimmten Wert erreicht hat (bei Schritt S12), wird ein Auffrischspannungsimpuls (V_S1-Puls) in Schritt S14 an die adressierten oder mehrere PMC-Speicherzellen angelegt, wodurch die Inhalte der PMC-Speicherzellen aufgefrischt werden. Für das Auslesen einer oder mehrerer der aufgefrischten PMC-Speicherzellen wird der Auffrischspannungsimpuls V_S1 genutzt, um den aktuellen Zustand der jeweiligen PMC-Speicherzellen 1 zu detektieren (Schritt S15). Nachdem der vorbestimmte Zeitgeberwert erreicht ist und das Auslesen durchgeführt ist, wird der Zeitgeber zurückgesetzt und das Zählen wird wieder gestartet (Schritt S16). Bei einer Ausführungsform wird ein Auffrischungsspannungsimpuls V_S1-Puls in Schritt S14 immer dann an mehrere PMC-Speicherzellen angelegt, wenn der Zeitgeber in Schritt S12 den vorbestimmten Zeitgeberwert erreicht hat. Ein derartiges periodisches Auffrischverfahren kann verwendet werden, um die in den PMC-Speicherzellen gespeicherten Werte aufrechtzuerhalten.
In 6 ist eine CBRAM-Speicherschaltung 600 dargestellt. Zur Erleichterung der Darstellung ist die CBRAM-Speicherschaltung 600 nur mit einer PMC-Speicherzelle 1 gezeigt. Es versteht sich, daß die CBRAM-Speicherschaltung mehrere, in einer Matrix angeordnete PMC-Speicherzellen enthalten kann. Die CBRAM-Schaltung kann auch eine (nicht gezeigte) Löschschaltung enthalten, um die Löschspannung V_OFF, wenn dazu angewiesen, an die PMC-Speicherzelle zu schicken. Die CBRAM-Speicherschaltung 600 enthält eine Schreibeinheit 21 zum selektiven Anlegen einer Bitleitungsspannung an die Bitleitung BL, die den Spannungsabfall an der adressierten PMC-Speicherzelle 1 bezüglich der Spannung der Plattenleitung definiert. Die Schreibeinheit 21 enthält eine Programmierungsspannungsquelle 22, die mit Hilfe eines Widerstands 26 an einen Schalter 24 gekoppelt ist. Der Schalter 24 wird durch ein Schreibe-"1"-Signal WRITE₁ gesteuert, die Programmierungsspannungsquelle 22 selektiv mit einem Aktivierungstransistor 27 zu verbinden. Wenn der Aktivierungstransistor 27 und der Schalter 24 geschlossen sind, legt die Programmierungsspannungsquelle 22 die Programmierungsspannung V_ON an die Bitleitung BL an. Der Aktivierungstransistor 27 wird durch ein von einer Auffrischeinheit geliefertes Freigabesignal PROG gesteuert.
Die Auffrischeinheit 31 ist auch mit der Bitleitung BL verbunden und weist eine Auffrischspannungsquelle 34 zum Liefern der Auffrischspannung V_S1 an die Bitleitung BL auf. Die Auffrischeinheit 31 enthält einen weiteren Aktivierungstransistor 32, der im geschlossenen Zustand die Auffrischspannung V_S1 an die Bitleitung BL anlegt. Der weitere Aktivierungstransistor 32 wird von einem Auffrischsignal RFSH gesteuert, das extern empfangen oder möglicherweise in der Auffrischeinheit 31 wiederholt oder periodisch (zum Beispiel unter Verwendung einer Zeitgeberschaltung 35) erzeugt werden kann. Wie oben beschrieben kann das Auffrischsignal RFSH auch gemäß einem Einschaltsignal beim Einschalten der Speicherschaltung geliefert werden.
Das Freigabesignal PROG wird durch die Auffrischeinheit 31 derart gesteuert, daß die Programmierungsspannung V_ON von der Programmierungsspannungsquelle 22 der Schreibeinheit 21 und die Auffrischspannung V_S1 nicht gleichzeitig an die Bitleitung BL angelegt werden.
Die Auffrischeinheit 31 umfaßt weiterhin eine Detektionseinheit 33, die Teil einer (nicht dargestellten) Leseeinheit zum Auslesen des Inhalts der PMC-Speicherzellen des CBRAM-Speicherarrays sein kann. Der Inhalt der PMC-Speicherzelle 1 kann beim Anlegen des Auffrischspannungsimpulses V_S1 sowie der Programmierungs- und Löschspannungsimpulse V_ON, V_OFF durch die Detektionseinheit 33 gelesen werden. Bei einer Ausführungsform wird das Freigabesignal PROG durch die Auffrischeinheit 31 geliefert, wenn die PMC-Speicherzelle als eine logische "0" (zum Beispiel hoher Widerstand) gelesen oder bestimmt wird, daß sie sich in dem gelöschten Zustand befindet, und wenn die PMC-Speicherzelle zu einer logischen "1" (zum Beispiel niedriger Widerstand) programmiert oder bestimmt worden ist, daß sie sich in einem programmierten Zustand befindet, wird das Freigabesignal PROG nicht an die Schreibschaltung 21 geliefert, wodurch das "Einprägen" der PMC-Speicherzelle verhindert wird. Wenn eine logische "1" in die PMC-Speicherzelle 1 geschrieben wird, das heißt die PMC-Speicherzelle 1 in den programmierten Zustand gebracht worden ist, kann ein Auffrischspannungsimpuls V_S1 an die Bitleitung BL mit Hilfe eines Auffrischsignals RFSH angelegt werden, was den weiteren Aktivierungstransistor 32 schließt, so daß die Auffrischspannungsquelle 34 an die Bitleitung BL angeschlossen ist. Der Auffrischspannungsimpuls V^S1 wird an die Bitleitung BL angelegt, während die adressierte PMC-Speicherzelle durch ein Zeilenaktivierungssignal auf der Wortleitung WL aktiviert wird oder aktiviert worden ist.
Unter Bezugnahme auf die entsprechenden Signal-Zeit-Diagramme der 7A und 7B und die in 6 gezeigte Schaltung ist ersichtlich, daß in Abhängigkeit von dem aktiven Auffrischsignal RFSH und einem ersten aktiven Zeilenaktivierungssignalimpuls die Auffrischspannung V_S1 an die Bitleitung BL angelegt wird. Die Detektionseinheit 33 detektiert den Zustand, in den die PMC-Speicherzelle 2 gesetzt ist, während der Auffrischspannungsimpuls V_S1 an die Bitleitung BL angelegt wird (wenn zum Beispiel die Leseverstärker oder die lesende Schaltung zwischen t₁ und t₂ aktiv sind). Wenn detektiert wird, daß sich die PMC-Speicherzelle 1 in einem gelöschten Zustand befindet (zum Beispiel PMC in logischer "0"), wie durch das Signal-Zeit-Diagramm von 7A veranschaulicht, wird ein auf das erste Reihenaktivierungssignal folgendes nächstes Reihenaktivierungssignal an die Wortleitung WL angelegt und das Freigabesignal PROG wird an die Schreibeinheit 21 gesendet, wodurch der Aktivierungstransistor 27 geschlossen wird, so daß die Programmierungsspannungsquelle 22 an die Bitleitung BL angeschlossen ist. Wenn wie in 7B gezeigt die Detektierungseinheit 33 detektiert, daß sich die PMC-Speicherzelle 1 bereits in dem programmierten Zustand befinde (zum Beispiel PMC in logischer "1"), wird das Freigabesignal PROG nicht erzeugt, so daß der Aktivierungstransistor 27 offen bleibt, so daß keine Programmierungsspannung an die Bitleitung BL angelegt wird. Deshalb stellt in diesem Fall der angelegte Auffrischimpuls den bereits vorliegenden programmierten Zustand wieder her und die Zelle wird in dem geforderten niederohmigen Zustand gehalten.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sehen vor, daß die Datenaufbewahrung von PMC-Speicherzellen erhöht werden kann, indem die PMC-Speicherzellen in ihrem programmierten Zustand aufgefrischt werden. Ein Einprägen des programmierten Zustands kann vermieden werden, indem die Auffrischspannung V_S1 derart gewählt wird, daß der leitende Weg nicht irreversibel ausgebildet wird, das heißt derart ausgebildet wird, daß er einen sehr niedrigen Widerstand aufweist, der nicht abgeändert werden kann. Wenn die PMC-Speicherzelle 1 in dem programmierten Zustand programmiert werden soll, kann zudem ein zeitraubender Löschprozeß entfallen, weil sichergestellt ist, daß die Programmierung der PMC-Speicherzelle 1 nur einmal erfolgt und daß es zu keiner Programmierung kommt, wenn sich die PMC-Speicherzelle bereits in dem programmierten Zustand befindet.
Das Anlegen des Auffrischspannungsimpulses V_S1 an die PMC-Speicherzelle 1 kann in einer, mehreren oder allen PMC-Speicherzellen der CBRAM-Speicherschaltung gleichzeitig ausgeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Auffrischspannungsimpuls mindestens vor dem Schreiben von Daten in eine PMC-Speicherzelle 1 angelegt, wodurch die PMC-Speicherzelle 1 in den programmierten Zustand gebracht worden ist. Zudem kann das Auslesen von Daten aus der PMC-Speicherzelle 1 auch mit dem Anlegen der Auffrischspannung V_S1 verknüpft werden, so daß die Inhalte der PMC-Speicherzellen mindestens beim Auslesen der PMC-Speicherzellen und/oder beim Schreiben von Daten in die PMC-Speicherzellen, die zu dem programmierten Zustand der PMC-Speicherelemente in Beziehung stehen, automatisch aufgefrischt werden.
Zudem kann der Widerstandswert des programmierten Zustands der PMC-Speicherelemente derart gewählt werden, daß der programmierte Zustand eine kürzere Aufbewahrungszeit aufweist, da Auffrischungsschritte wiederholt und entsprechend der kürzeren Aufbewahrungszeit bereitgestellt werden, um den Verlust von Daten zu vermeiden. Dadurch kann der Schritt des Programmierens beschleunigt werden, da der Programmierungsspannungsimpuls kürzer sein kann, weil möglicherweise der leitende Weg in dem festen Elektrolyten eine reduzierte Stärke erfordert.
Alternativ wird der programmierte Zustand mit einem niedrigeren Widerstand realisiert, um niedrigere RC-Zeitkonstanten aufgrund eines geringeren Widerstands des PMC-Speicherelements in den programmierten Zustand zu erhalten.
Wenngleich sich das Obengesagte auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht, kann man sich andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung ausdenken, ohne von dem grundlegenden Schutzbereich davon abzuweichen, und der Schutzbereich davon wird durch die Ansprüche bestimmt, die folgen.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer PMC-Speicherzelle (programmable metallization cell – Zelle mit programmierbarer Metallisierung) (1) umfassend: Anlegen einer Auffrischspannung (V_S1) an die PMC-Speicherzelle zu einer vorbestimmten Zeit, wobei die Auffrischspannung aus einem Spannungsbereich ausgewählt ist, der definiert ist durch eine Programmierungsschwellwertspannung (V_WO), um die PMC-Speicherzelle in einen programmierten Zustand zu bringen, und eine Auffrischschwellwertspannung (V_W1) zum Aufrechterhalten des programmierten Zustands der PMC-Speicherzelle, wobei die Auffrischschwellwertspannung unter der Programmierungsschwellwertspannung liegt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Anlegen der Auffrischspannung (V_S1) an die PMC-Speicherzelle als Reaktion auf eine Schreibanweisung, um die PMC-Speicherzelle in den programmierten Zustand zu bringen; Auslesen der PMC-Speicherzelle unter Verwendung der angelegten Auffrischspannung (V_S1); Bestimmen, ob sich die PMC-Speicherzelle in dem programmierten Zustand befindet und Anlegen einer Programmierungsspannung (V_ON) an die PMC-Speicherzelle, wenn sich die PMC-Speicherzelle nicht in dem programmierten Zustand befindet, wobei die Programmierungsspannung mindestens gleich der Programmierungsschwellwertspannung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischspannung periodisch an die PMC-Speicherzelle angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischspannung periodisch an die PMC-Speicherzelle auf der Basis eines Zeitgebers angelegt wird, wobei der Zeitgeber nach jedem Anlegen der Auffrischspannung zurückgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischspannung an die PMC-Speicherzelle vor jeder Ausleseoperation aus der PMC-Speicherzelle angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Anlegen einer Löschspannung an die PMC-Speicherzelle zum Wechseln der PMC-Speicherzelle in einen gelöschten Zustand als Reaktion auf eine Löschanweisung, wobei die Löschspannung kleiner oder gleich einer Löschschwellwertspannung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Anlegen einer Lesespannung zum Auslesen der PMC-Speicherzelle als Reaktion auf eine Leseanweisung, wobei die Auslesespannung zwischen der Löschschwellwertspannung und der Auffrischschwellwertspannung liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Detektieren eines jeweiligen Zustands jeder jeweiligen PMC-Speicherzelle in der Untermenge immer dann, wenn die Auffrischspannung angelegt wird.
CBRAM-Speicherschaltung, umfassend: ein CBRAM-Speicherarray (3), das mehrere PMC-Speicherzellen (1) enthält, wobei jede PMC-Speicherzelle einen festen Elektrolyten enthält, der ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Feld einen leitenden Weg selektiv zu entwickeln und zu reduzieren; eine Schreibeinheit, die konfiguriert ist, einen Zustand einer jeweiligen PMC-Speicherzelle in einen programmierten Zustand zu verändern durch Anlegen einer Programmierungsspannung (V_ON) an die jeweilige PMC-Speicherzelle und den Zustand der jeweiligen PMC-Speicherzelle in einen gelöschten Zustand zu verändern durch Anlegen einer Löschspannung (V_OFF) und eine Auffrischeinheit, die konfiguriert ist, eine Auffrischspannung (V_S1) an eine Untermenge der mehreren PMC-Speicherzellen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt anzulegen, wobei die Auffrischspannung aus einem Spannungsbereich zwischen einer Programmierungsschwellwertspannung (V_WO), um die PMC-Speicherzelle in einen programmierten Zustand zu bringen, und einer Auffrischschwellwertspannung (V_W1) zum Aufrechterhalten des programmierten Zustands der PMC-Speicherzelle ausgewählt ist, wobei die Auffrischschwellwertspannung kleiner ist als die Programmierungsschwellwertspannung; dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischeinheit konfiguriert ist, die jeweilige PMC-Speicherzelle in den programmierten Zustand zu versetzen als Reaktion auf eine Schreibanweisung: Anlegen der Auffrischspannung (V_S1) an die jeweilige PMC-Speicherzelle; Auslesen der jeweiligen PMC-Speicherzelle unter Verwendung der angelegten Auffrischspannung (V_S1); Bestimmen, ob sich die jeweilige PMC-Speicherzelle in dem programmierten Zustand befindet und Anlegen der Programmierungsspannung (V_ON) an die PMC-Speicherzelle, wenn sich die PMC-Speicherzelle nicht in dem programmierten Zustand befindet.
Speicherschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischeinheit konfiguriert ist, die Auffrischspannung an die jeweilige PMC-Speicherzelle vor jeder Ausleseoperation aus der jeweiligen PMC-Speicherzelle anzulegen.
Speicherschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischeinheit konfiguriert ist, ein periodisches Auffrischsignal von mindestens einer Zeitgeberschaltung und/oder einer externen Quelle zu empfangen, wobei als Reaktion darauf die Auffrischeinheit die Auffrischspannung an die Untermenge der mehreren PMC-Speicherzellen liefert.
Speicherschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischeinheit weiterhin folgendes umfaßt: eine Detektierungsschaltung zum Detektieren des jeweiligen Zustands der jeweiligen PMC-Speicherzelle, wenn die Auffrischspannung angelegt wird.
Speicherschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektierungsschaltung weiterhin konfiguriert ist, ein Programmfreigabesignal zum Freigeben des Programmierens der jeweiligen PMC-Speicherzelle zu liefern.