JP2008243353A - トリガ素子を有するメモリセル - Google Patents
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Abstract
【課題】メモリセルへのアクセスのために、ユニポーラメモリ素子をビット線に選択的かつ電気的に結合するように構成されたトリガ部品を提供する。
【解決手段】トリガ部品24は、ワード線26に結合されたサイリスタを含んでいる。サイリスタは、パルスがワード線26を介して印加されたときに、ユニポーラメモリ素子21をビット線22に結合するように構成される。トリガ部品24は、メモリセル21のアクセス期間中にワード線26が高電圧に維持されることを必要としない。
【選択図】図2
【解決手段】トリガ部品24は、ワード線26に結合されたサイリスタを含んでいる。サイリスタは、パルスがワード線26を介して印加されたときに、ユニポーラメモリ素子21をビット線22に結合するように構成される。トリガ部品24は、メモリセル21のアクセス期間中にワード線26が高電圧に維持されることを必要としない。
【選択図】図2
Description
〔発明の分野〕
本発明は、一般的にはメモリデバイスに関する。本発明は特に、メモリセルに選択的にアクセスするように構成された回路に関する。
本発明は、一般的にはメモリデバイスに関する。本発明は特に、メモリセルに選択的にアクセスするように構成された回路に関する。
〔発明の背景〕
従来のメモリデバイス、特に従来の半導体メモリデバイスでは、機能メモリデバイス(例えば、PLA、PAL等)と、テーブルメモリデバイスとを区別することが普通である場合がある。例えば、一部のテーブルメモリデバイスは、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ等のROM(読み出し専用メモリ)デバイスと、DRAMおよびSRAMなどのRAM(ランダムアクセスメモリまたは読み書き可能メモリ)デバイスとを含んでいる。
従来のメモリデバイス、特に従来の半導体メモリデバイスでは、機能メモリデバイス(例えば、PLA、PAL等)と、テーブルメモリデバイスとを区別することが普通である場合がある。例えば、一部のテーブルメモリデバイスは、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ等のROM(読み出し専用メモリ)デバイスと、DRAMおよびSRAMなどのRAM(ランダムアクセスメモリまたは読み書き可能メモリ)デバイスとを含んでいる。
SRAM(スタティックランダムアクセスメモリ)の場合、個々のメモリセルは、例えば、交差結合されたラッチとして構成された6つのトランジスタからなる。DRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)の場合では、一般的には、対応して制御される1つの容量素子(例えばMOSFETのゲート−ソース間容量)が採用される。このような素子では、コンデンサ内に電荷が蓄積される。しかし、DRAM内の電荷は、短時間のみしか保持されないため、データ状態を維持するために周期的にリフレッシュする必要がある。SRAMは、DRAMとは対照的にリフレッシュの必要がなく、またメモリセル内に記憶されたデータは、適切な供給電圧が供給されている間は記憶されたままである。SRAMおよびDRAMは、双方ともに、電力が供給されている間のみデータ状態を維持する、揮発性メモリであると考えられている。
例えばEPROM、EEPROM、およびフラッシュメモリ等の不揮発性メモリデバイス(NVM)は、揮発性メモリとは対照的に、記憶されたデータを、それと関連する供給電圧が供給されていないときであっても、保持するという異なる特性を示す。このタイプのメモリは、様々な種類の移動体通信デバイスに対していくつかの利点を有している。例えば、携帯電話の電子アドレス帳では、携帯電話の電源が入っていないときであってもデータが保持される。
不揮発性メモリのタイプの1つは、抵抗メモリデバイス、または抵抗スイッチメモリデバイスと称される。このような抵抗メモリでは、2つの適切な電極(すなわちアノードおよびカソード)間に配置されたメモリ材料が、適切なスイッチング処理によって、ある程度の導電状態に置かれる。高い導電状態は論理値「1」に対応し、低い導電状態は論理値「0」に対応する(あるいは、これとは逆に対応する)。適切な抵抗メモリとしては、例えば、W.W. Zhuamg et al., “Novell Colossal Magnetoresistive Thin Film Nonvolatile Resistance Random Access Memory (RRAM)”, IEDM 2002に記載されているペロフスカイトメモリ、I.G. Baek et.al., “Multi-layer crosspoint binary oxide resistive memory (OxRAM) for post-NAND storage application”, IEDM 2005に記載されている二元系酸化物内において抵抗を用いるスイッチング(OxRAM)、相変化メモリ(PCRAM)、および、M. Kund et al., “Conductive bridging RAM (CBRAM): An emerging non-volatile memory technology scalable to sub 20 nm”, IEEE, 2005に記載されている導電性ブリッジングRAM(CBRAM)を用いることができる。
相変化メモリを用いる場合は、2つの対応する電極間に配置された活性材料として、例えば、適切なカルコゲニド化合物(例えば、GeSbTeまたはAgInSbTe化合物)を用いることができる。適切なスイッチング処理によって、上記カルコゲニド化合物材料をアモルファス(すなわち比較的弱い導電状態)、または結晶質(すなわち比較的強い導電状態)におくことによって、可変抵抗素子の様な動作を行わせ、上述したように、データ状態を区別するために用いることができる。
アモルファス状態から結晶状態へと相変化材料を変化させるために、適切な加熱電流が電極に流され、相変化材料がその結晶化温度を超えて加熱される。この動作は、セット動作と称されることもある。同様に、結晶状態からアモルファス状態への変化は、適切な加熱電流パルスを印加することによって達成することができる。加熱電流パルスによって、相変化材料がその融点を超えて加熱され、そして急速な冷却処理中においてアモルファス状態が得られる。この動作は、リセット動作と称されることもある。セット動作とリセット動作との組み合わせは、相変化メモリセルにデータを書き込むための一つの手段である。
従来、相変化メモリデバイスなどの抵抗スイッチメモリは、デバイスのコア区域内において、相変化セルの1つまたは1つ以上のアレイ内に組織されている。各相変化メモリセルは、選択スイッチングデバイスに結合された1つの相変化メモリ素子によって構成されている。図1には、従来の構成の1つが示されている。この構成では、相変化素子10が、ビット線12とバイポーラ選択トランジスタ14との間に結合されている。ワード線16は、トランジスタ14のベース端子に結合されている。データは、それに関連付けされているビット線12およびワード線16を適切にアドレスすることによって、上記構成への書き込み、および上記構成からの読み出しを行うことができる。上述のように構成された相変化メモリセルアレイは、NOR型メモリアレイと称されることもある。
〔発明の概要〕
以下では、本発明の1つまたは1つ以上の形態の基礎を理解するために、本発明について簡単に説明する。この概要は、本発明の広範に渡る概観ではなく、また本発明の主要または重要な要素を特定しようとするものではなく、また本発明の範囲を説明したものでもない。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、本発明の一部の概念を簡単に述べることを主な目的とする。
以下では、本発明の1つまたは1つ以上の形態の基礎を理解するために、本発明について簡単に説明する。この概要は、本発明の広範に渡る概観ではなく、また本発明の主要または重要な要素を特定しようとするものではなく、また本発明の範囲を説明したものでもない。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、本発明の一部の概念を簡単に述べることを主な目的とする。
本発明の一実施形態では、行として伸びる複数のワード線と、列として伸びる複数のビット線とを有するメモリデバイスが開示されている。当該メモリデバイスは、各ワード線とビット線との間に結合されたユニポーラメモリセルをさらに有している。上記メモリセルは、トリガ素子を介して上記ビット線に選択的かつ電気的に結合されたメモリ素子を有している。
本発明の別の実施形態では、ユニポーラメモリセルにアクセスする方法が開示されている。上記メモリセルは、ワード線に結合されたトリガ部品を介してビット線に選択的に結合される。上記方法は、上記ビット線電圧をアクセス電圧に引き上げる工程と、上記ユニポーラメモリセルのアクセス時間よりも短いパルス幅を有するパルスを上記ワード線に印加する工程とを含んでいる。
別の実施形態では、上記ワード線に印加される上記パルス幅は、上記読み出しアクセスと同一である。
別の実施形態では、上記ワード線に印加される上記パルス幅は、上記読み出しアクセス時間よりも短い。
以下の説明および添付図面は、本発明の形態および実施を詳細に例証している。これらは、本発明を用いることのできる様々な方法のうちの一部のみを示している。
〔図面の簡単な説明〕
図1は、選択トランジスタを、それと関連付けされたメモリ素子に選択的にアクセスするために用いた、従来のメモリ構成を示す概略図である。
図1は、選択トランジスタを、それと関連付けされたメモリ素子に選択的にアクセスするために用いた、従来のメモリ構成を示す概略図である。
図2は、トリガ部品を、それと関連付けされたメモリ素子に選択的にアクセスするために用いた、本発明の一実施形態によるメモリ構成を示す概略図である。
図3および図4は、本発明の様々な実施形態による典型的なトリガ部品を示す概略図である。
図5は、様々なバイアス状態における、本発明の一実施形態によるトリガ部品の動作を示す2つのグラフである。
図6は、トリガ部品を選択デバイスとして用いた、本発明の一実施形態によるメモリデバイス構成を示すブロック図である。
図7は、トリガ部品としてサイリスタデバイスを用いた、本発明の一実施形態によるメモリデバイス構成を示す概略図である。
図8は、トリガ部品として垂直サイリスタデバイスを用い、またワード線が垂直サイリスタ構造を囲んでいる、本発明の一実施形態によるメモリアレイの一部を断片的に示す平面図である。
図9は、図8のワード線によって囲まれている部分を有する、本発明の一実施形態による垂直サイリスタデバイスを断片的に示す斜視図である。
図10は、トリガ部品として垂直サイリスタデバイスを用い、またワード線が垂直サイリスタ構造と実質的に境界を接している、メモリアレイの一部の配置を断片的に示す平面図である。
図11は、図10のワード線と境界を接する部分を有する、本発明の一実施形態による垂直サイリスタデバイスを断片的に示す側面図である。
図12は、半導体基板上または半導体基板内に形成されており、上にはワード線が伸びている、本発明の別の実施形態によるラテラルサイリスタデバイスを断片的に示す側面図である。
図13は、図3または図6のデバイス構成などのメモリデバイスにアクセスする、本発明の一実施形態による方法を示すフローチャートである。
〔発明の詳細な説明〕
本発明の1つまたは1つ以上の形態について、添付図面を参照しながら以下に説明する。これら添付図面では、同様の素子を示すために同様の参照符号が用いられている。本発明は、メモリ回路構成、および、そのような構成をアドレスする関連方法に関する。
本発明の1つまたは1つ以上の形態について、添付図面を参照しながら以下に説明する。これら添付図面では、同様の素子を示すために同様の参照符号が用いられている。本発明は、メモリ回路構成、および、そのような構成をアドレスする関連方法に関する。
図2は、本発明の一実施形態によるメモリデバイス構成20を示す概略図である。NOR型メモリ構成は、図2の実施形態では、例えばビット線22に結合された相変化メモリ素子21などのユニポーラメモリ素子を有しているが、抵抗によってスイッチする任意のメモリ素子を用いることができ、これは本発明の範囲内であると考えられる。メモリ素子21とワード線26との間には、トリガ部品24が結合されている。トリガ部品24はまた、その内部を通ってソース線(SL)28まで伸びる導電経路を形成することによって、メモリ素子を選択的かつ電気的にビット線22に結合する動作を行う。上記ソース線(SL)28は、回路グランドなどの所定の電位に結合されている。トリガ部品24は、ワード線26を介してパルスの供給を受けることによって活性化する。トリガ部品24は、メモリセル21のアクセス期間中にワード線26が高電圧に維持されることを必要としないため有利である。
本発明の一実施形態では、図3に示されているように、トリガ部品24はサイリスタデバイスを有している。図3の実施形態では、サイリスタ24は、アノード30、カソード32、およびゲート34を有している。上記サイリスタは、一実施形態では、第1のトランジスタQ1は第2のトランジスタQ2から生じるベース電流を有し、第2のトランジスタは第1のトランジスタQ1から生じるベース電流を有する、相補的な再生式スイッチとして考えることができる。サイリスタ24は、ゲート端子34に(一実施形態では、電圧の供給によって)ベース電流が流されてQ2がオンになり、これによってQ1がオンになるスイッチとして動作することができる。2つのトランジスタを互いに動作させる方法は、再生式スイッチングまたはフィードフォワードと称される場合もある。
上記デバイスは、サイリスタ24がオンになった後、ノード34におけるゲートドライブが除去された場合であっても導電性を維持する。従って、一実施形態では、短パルスのみによってサイリスタ24を活性化またはトリガすることができる。これによって、ワード線に結合されたゲート34における活性化信号は、全アクセス時間を通じてハイ(high)であり続ける必要はない。サイリスタ24は、印加される電圧を、最低保持電圧とも称される所定の値未満に低減することによって、オフまたは非活性化することができる。電流を低減することのできる手法の1つとして、メモリ素子21を介してアノード30に動作可能なように結合されたビット線22を、一実施形態では回路グランドであるソース線(SL)電圧まで引き下げることなどによって、アノード端子30およびカソード端子32をショートさせるという手法がある。
図4は、サイリスタとして用いられることの多いトリガ部品の別の概略図を示している。なお、一実施形態では従来のサイリスタが図示および説明されているが、本発明は、任意のタイプのトリガデバイスまたは回路を想定しており、このような変更は本発明の範囲内であることについて理解されたい。
図5は、本発明の典型的な一実施形態による、動作中のサイリスタデバイス(例えば、図6のメモリデバイス構成50)について示したグラフである。図6の構成50は、ビット線52a〜52nおよびワード線54a〜54mをそれぞれ有する、「n」列および「m」行に配置されたメモリアレイ部分である。一実施形態では、アレイ部分50は、各ビット線52とコモンソース線(SL)との間に各メモリユニットセル56が結合された、NOR型構成として構成されている。各ユニットセル56は、ユニポーラメモリ部品または素子21、およびトリガ部品24を有している。各トリガ部品24は、各ワード線54にさらに結合されている。各トリガ部品24はまた、各ワード線54のパルス状態に基づいて、各メモリ素子21を各ビット線52に選択的かつ電気的に結合するように構成されている。
図5および図6を同時に参照すると、動作中のトリガ部品24は、図6の構成50内において動作する。これについて以下に説明する。特定のワード線52bがロー(low)であるとき、図5の上部のグラフ60に示されている情報が有益である。一実施形態において、アノードからカソードへの電圧が約2Vである場合、トリガ部品24は開回路として動作し、ワード線に関連付けされている各メモリ素子21を、その各ビット線から電気的に絶縁する。この状態は、これらメモリ素子に関連付けされているビット線を、例えば各ソース線(SL)における値などの、低電圧値に維持することによって保持することができる。一実施形態では、上記値は0Vであってよい。上記ビット線が、各ソース線電圧を越えて2V以上に大幅に上昇した場合、上記トリガ部品は破損する。これは、図5の参照符号62において、スナップバック電圧および電流伝導によって示されている。このため、本発明の一実施形態では、トリガ部品の破損を防ぐために、ビット線アクセス電圧が約2Vまたはそれ未満に維持される。
上記耐圧は、トリガ素子の1つまたは1つ以上のプロセスパラメータを最適化することによって、2V以外の値に制御することができる。
図5および図6をさらに参照すると、メモリセルがアクセスされるときには、ワード線電圧は少なくとも瞬間的にはゼロではなく、また各ビット線52はアクセス電圧まで上昇される。これによってトリガ部品24が、図5のグラフ66に示されているように、それに関連付けされている順方向バイアス電圧によって導電する。この場合のトリガ部品24は、一実施形態では、従来のダイオードの順方向と類似している。上記トリガ部品が導電している場合、それに関連付けされているメモリ素子21は、各ビット線52に電気的に結合され、メモリ素子21に対するアクセス(読み出しまたは書き込み動作など)が可能となる。上記の説明から分かるように、トリガ部品24を活性化するために各ワード線54を十分なトリガ電圧まで上げる必要のある時間は短く、この短い時間の後にワード線は低レベルに戻され、そしてトリガ部品24は導電状態を維持する。
さらに、選択されていないその他のビット線の場合、選択されていないビット線が低電圧に保持されているときは、ワード線上のパルスによって各トリガ部品が導電することはない。これは、これらトリガ部品が効果的にショートするからである。さらに、全アクセス時間を通じて各ワード線をハイ(high)に保持する必要がないため、選択されていないビット線に関連する漏れを大幅に低減することができる。
図7には、本発明の別の実施形態による別の構成60が開示されている。図7では、トリガ部品24が、特定のタイプのトリガ部品(すなわちサイリスタ24’)に置き換えられており、ゲート端子は各ワード線54に結合されている。さらに、そのアノードは各メモリ素子21に結合されており、そのカソードはコモンソース線(SL)に結合されている。ワード線54にパルスが印加されると(各ビット線52がアクセス電圧にあるとき)、サイリスタ24’が活性化して、全アクセス時間を通じて導電する。サイリスタ24’の活性化は、各ビット線がソース線電圧に引き下げられたときに終了する。上述のように、ワード線は、サイリスタ24’をトリガするために十分な時間のみ引き上げておく必要があり、この時間は全アクセス時間よりも大幅に短いため、選択されていないビット線に関連する漏れが著しく低減される。
図6の構成50および図7の構成60は、任意の配置形態で実施することができ、これらの形態は全て本発明の範囲内であると考えられる。一実施形態では、トリガ部品24が、垂直方向に伸びるpnpn構造を備えた半導体SCR型デバイスを有する配置形態を用いることができる。これは、図8および図9において、参照符号100で示されている。図8は、メモリアレイの一部を断片的に示す平面図である。図8では、ワード線102は行になって横方向に伸びており、ビット線104はワード線102上に列になって垂直方向に伸びている。一実施形態では、ワード線102は、半導体基板106(一実施形態ではn型材料)上に伸びており、それらの間には誘電体層(図示せず)が挟まれている。ワード線102上には、誘電体層(図示せず)が配置されており、この誘電体層を通って、垂直に伸びるトレンチが形成されている。このトレンチはさらに、各ワード線、およびその下の誘電体層を通って伸びている。
次に、一実施形態では、ワード線内に伸びるホール周辺内に下地膜酸化物(あるいはその他の誘電体)が形成され、続いて、選択的エピタキシャル堆積によって(ワード線ホール内に)p型半導体材料110が形成される。そして、n型材料112および別のp型材料114がトレンチ内に形成され、これによって垂直SCR構造24が形成される。一実施形態では、その上部に別の薄い誘電体(図示せず)が形成され、続いてトレンチ内にメモリ材料120が形成される。その上部には、導電性ビット線104が形成され(一実施形態では、堆積およびパターン形成)、これによってメモリ素子材料120との電気的接触が形成される。
図8に見られるように、上記配置とすることによって、緻密なユニットセル130が形成される。また、ユニットセル130の一領域を制御することによって、その領域内にワード線およびビット線を形成することができる。ワード線102とサイリスタ24との間に配置された上記薄い誘電体材料は、これらに対して容量結合を提供する。さらに、サイリスタ24とメモリ素子材料120との間に配置された誘電体材料もまた、これらの間に容量結合を提供する。
図10は、本発明の別の実施形態によるメモリアレイ部150を断片的に示す平面配置図である。アレイ部分150は、ワード線102およびビット線104を有している。図10および図11を参照すると、サイリスタ24は、メモリ素子120を通って、その上に位置するビット線104に電気的に結合する垂直構造である。一実施形態では、誘電体材料(図示せず)は、領域114と領域120との間に挟まれており、メモリ素子120とサイリスタ24との間に容量結合を提供する。図10および図11の垂直サイリスタ構造は、図8および図9の配置とは対照的に各ワード線102内を通って伸びていないが、側方においてワード線構造102と境界を接している。一実施形態では、誘電体材料(図示せず)は、ワード線102とサイリスタ24の領域110との間に配置されており、それらに容量結合を提供している。
得られるユニットセル160は、図10に示されている。図10は、垂直サイリスタ/メモリ素子構造に平行して伸びるワード線102を示している。この配置とすることよって、抵抗部分を占有することなく(この占有は、ワード線がサイリスタを包み込んでしまう領域を薄くすることによって生じる)、ワード線102を可能な限り薄くすることができる。
本発明のさらに別の実施形態では、サイリスタデバイス24は、図9および図11に示されている垂直構造の代わりに、図12に示されているラテラル構造を有していてよい。各サイリスタ対24は、物理的に共通するソース線(SL)を共有しており、またサイリスタデバイスの一部106を含んでいる。サイリスタ24は、一実施形態では半導体基板内に形成され、別の実施形態では半導体基板表面上に形成される。サイリスタ24は、誘電体材料(簡潔にするために図示せず)を通って垂直に伸びる導電性コンタクト182を介して、各メモリ素子120に電気的に結合されている。各ワード線102は、各サイリスタ24の一部110上に形成される。誘電体材料(図示せず)は、ワード線とサイリスタとの間に容量結合を提供するために、一実施形態ではそれらの間に挟まれている。
本発明の別の実施形態によると、ユニポーラメモリデバイスにアクセスする方法が提供される。この方法は、図13の参照符号200に示されている。本発明による方法200およびその他の方法について、動作または事象の連続として図示および説明する。しかし本発明は、示されている動作または事象の順序に制限されるものではないことについて理解されたい。例えば一部の動作は、図示および/または本明細書において説明されている実施形態とは別に、本発明に従って異なる順序で行われることもあり、および/または、その他の動作または事象と同時に行われることもある。さらに、本発明による方法論を実行するために、図示されている動作を全て行う必要はない場合もある。
方法200はまず、参照符号202に示されているように、ビット線電圧をアクセス電圧に引き上げることから始まる。メモリデバイスのアレイ部分内に配置された1つまたは1つ以上のメモリ素子へのアクセスは、一実施形態では読み出し動作を含んでおり、別の実施形態では書き込みまたはプログラミング動作を含んでいる。読み出し動作では、1つまたは1つ以上のビット線のメモリ素子の1つがアクセスされる。読み出される素子を有する各ビット線は、ビット線読み出し電圧に引き上げられる。一実施形態では、ビット線読み出し電圧は、用いられているトリガ部品24に関連する耐圧よりも小さい。これによって、選択されたメモリセルの読み出しが、選択されたビット線に沿って配置された選択されていないメモリセルの導電によって妨害されることはない。図6を参照すると、一実施形態では、ビット線52が適切なアクセス電圧に引き上げられた後、方法200は参照符号204に進む。参照符号204では、各メモリセルに関連付けされている各ワード線54に、パルスが印加される。上述の説明において強調したように、ワード線パルスのパルス幅は、トリガ部品24が備えられているため、アクセス時間と同じである必要はない。短パルスによってトリガ部品24が活性化され、これによって各メモリ素子21を各ビット線52に電気的に結合する。従って、ビット線52内に流れる電流は、各メモリセル21のデータ状態が作用したものであり、またデータ状態の読み出しのために検知される。
本発明の別の実施形態では、上記アクセスは、書き込みまたはプログラミング動作を含んでいる。メモリ素子が相変化メモリ素子を含んでいる一実施形態では、メモリ素子は、それに印加される電流パルスまたは電圧パルスの大きさおよびパルス幅に基づいて、セットまたはリセットされる。一実施形態では、セット動作のためのビット線電圧は、リセット動作のためのビット線電圧よりも小さい。上記パルス幅は、ワード線によって制御することはできない。従って、上記プログラミング電流パルスのパルス幅は、トリガ部品を非活性化するために各ビット線が低値に引き下げられるタイミングによって決定される。
従って、セットプログラミング動作中に、方法200は、参照符号202において、各ビット線52をセット電圧(リセット電圧未満)に引き上げる工程を含んでいる。次に、参照符号204において、各ワード線54にパルスが印加され、これによって各メモリ素子が、引き上げられたビット線に電気的に結合される。ワード線上のパルスのパルス幅は、トリガ素子の連続的な導電性に影響を与えないため、トリガ部品24をオフにするためには上記ビット線電圧が用いられる。さらに、上記セットパルスのパルス幅は、トリガ部品を活性化するために上記ワード線にパルスを印加する時間の長さと、図13の参照符号206においてトリガ部品24をオフにするために上記ビット線セット電圧を引き下げる時点との間によって決定される。上記セット時間は、一実施形態では、リセット動作時間よりも長い。
一実施形態では、上記セットパルス幅およびリセットパルス幅は、印加される電力によってセットおよびリセット動作が区別される場合は、同一である。
一実施形態では、上記セット動作は、上記メモリ素子を破壊するためにセルに大電力を印加することにより始まる。次に、上記メモリ素子を結晶化するために、より小さい電力を有するパルスが印加される。
リセット中に、上記ビット線は、参照符号202においてリセット電圧に引き上げられる。一実施形態では、上記リセット電圧はセット値よりも大きい。次に、参照符号204において、上記ワード線にパルスが印加されて、上記トリガ部品が活性化される。続いて参照符号206において、リセットビット線電圧が、リセット電流パルスのために必要である時点において引き下げられる。上記ビット線電圧を引き下げることによって、上記トリガ部品が非活性化される。一実施形態では、上記リセットビット線電圧が引き下げられる時間の長さは、セット動作の時間よりも短い。上記リセット電流パルスの大きさはセットパルスよりも大きく、パルス幅はセットパルスよりも短い。
本発明について、1つまたは1つ以上の形態に照らして例証および説明してきたが、特許請求の精神および範囲から逸脱することなく、例証された実施例に変更および/または変化を加えることができる。特に、説明してきた部品または構造(アセンブリ、デバイス、回路、システム等)によって実行される様々な機能に関して、これら部品を説明するために用いられた用語(「手段」への参照を含む)は、本明細書において例証した本発明の典型的な形態において上記機能を実行する構造と構造的に同等ではない場合であっても、別段の記載がない限りは、説明した部品の特定の機能を実行する(例えば機能的に同等な)任意の部品または構造と対応するものである。さらに、本発明の特定の特徴を1つまたは複数の形態のみに照らして開示したが、このような特徴は、任意または特定のアプリケーションにおいて必要または有利である場合は、その他の形態の1つまたは1つ以上のその他の特徴と組み合わせることができる。さらに、詳細な説明および特許請求の範囲において、「備えている」、「備える」、「有している」、「有する」、「と共に」などの表現、あるいはこれらと同様の表現が用いられているが、これらの表現は、「含んでいる」と同様に包含的な意味で用いられている。
Claims (31)
- 行として伸びる複数のワード線と、
列として伸びるビット線と、
ワード線とビット線との間に結合されており、トリガ素子を介して当該ビット線に選択的に結合されるユニポーラメモリ素子を含んでいるメモリセルとを備えたメモリデバイス。 - 上記トリガ部品は、上記ワード線に結合されたサイリスタを含んでいる請求項1に記載のメモリデバイス。
- 上記サイリスタは、上記メモリセルのアクセス時間よりも短いパルス幅を有するパルスが、上記サイリスタのゲートに上記各ワード線を介して印加されたときに、上記ユニポーラメモリ素子を上記ビット線に結合するように構成されている請求項2に記載のメモリデバイス。
- 上記サイリスタは、上記メモリセルの上記アクセスと等しいパルス幅を有するパルスが、上記サイリスタのゲートに上記各ワード線を介して印加されたときに、上記ユニポーラメモリ素子を上記ビット線に結合するように構成されている請求項2に記載のメモリデバイス。
- 上記サイリスタは、上記メモリセルのアクセス時間よりも長いパルス幅を有するパルスが、上記サイリスタのゲートに上記各ワード線を介して印加されたときに、上記ユニポーラメモリ素子を上記ビット線に結合するように構成されている請求項2に記載のメモリデバイス。
- 上記ユニポーラメモリ素子は、抵抗スイッチメモリ素子を含んでいる請求項1に記載のメモリデバイス。
- 上記抵抗スイッチメモリ素子は、相変化メモリ素子を含んでいる請求項6に記載のメモリデバイス。
- ビット線に関連付けされたユニポーラメモリ素子と、
メモリセルへのアクセスのために、上記ユニポーラメモリ素子を上記ビット線に選択的かつ電気的に結合するように構成されたトリガ部品とを備えたメモリセル。 - 上記トリガ部品は、上記各ユニポーラメモリ素子に関連付けされたワード線に結合されたゲートを有するサイリスタを含んでいる請求項8に記載のメモリセル。
- 上記サイリスタは、上記サイリスタの上記ゲートに、上記各ワード線を介してパルスが印加されたときに、上記ユニポーラメモリ素子を上記ビット線に結合するように構成されている請求項9に記載のメモリセル。
- 上記ユニポーラメモリ素子は、抵抗スイッチメモリ素子を含んでいる請求項8に記載のメモリデバイス。
- 上記抵抗スイッチメモリ素子は、相変化メモリ素子を含んでいる請求項11に記載のメモリデバイス。
- 行として伸びる複数のワード線と、
列として伸びる複数のビット線と、
ユニポーラメモリ素子を各ビット線に選択的かつ電気的に結合する結合手段であって、上記ユニポーラメモリ素子を上記ビット線に電気的に結合する時間よりも短いパルス幅を有するパルスの印加を受けたときに活性化される結合手段とを備えたメモリデバイス。 - 上記結合手段は、各ワード線に結合されたゲート端子を有するサイリスタを含んでおり、上記パルスは、上記各ワード線を介して上記ゲート端子に印加される請求項13に記載のメモリデバイス。
- 上記ユニポーラメモリ素子は、抵抗スイッチメモリ素子を含んでいる請求項13に記載のメモリデバイス。
- 上記抵抗スイッチメモリ素子は、相変化メモリ素子を含んでいる請求項15に記載のメモリデバイス。
- ワード線およびビット線をそれぞれ有する複数の行および複数の列内に配置されたユニポーラメモリデバイスのアレイを有しており、
各メモリデバイスは、メモリデバイスに関連付けされているアクセス時間よりも短いパルス幅を有するパルスによって活性化されるように構成されたトリガデバイスを介して、各ビット線に選択的かつ電気的に結合されるメモリデバイス。 - 上記メモリは、抵抗スイッチメモリ部品を含んでおり、上記トリガデバイスは、サイリスタを含んでいる請求項17に記載のメモリデバイス。
- 上記サイリスタは、半導体基板上に形成された垂直構造を有しており、
上記抵抗スイッチメモリ部品は、上記垂直サイリスタ上に形成されている請求項18に記載のメモリデバイス。 - 上記各ビット線は、上記抵抗スイッチメモリ部品上に伸び、かつ上記抵抗スイッチメモリ部品に電気的に結合しており、
上記各ワード線は、上記サイリスタのゲート端子部分を囲み、かつ上記サイリスタのゲート端子部分に電気的に結合している請求項19に記載のメモリデバイス。 - 上記各ビット線は、上記抵抗スイッチメモリ部品上に伸び、かつ上記抵抗スイッチメモリ部品に電気的に結合しており、
上記各ワード線は、上記サイリスタのゲート端子部分と側方において境界を接しており、かつ上記サイリスタのゲート端子部分に電気的に結合している請求項19に記載のメモリデバイス。 - 上記サイリスタは、半導体基板内または半導体基板上に形成されたラテラル構造を含んでいる請求項19に記載のメモリデバイス。
- 上記各ビット線は、
上記各抵抗スイッチメモリ部品上に伸びており、
上記各抵抗スイッチメモリ部品に電気的に結合しており、
上記抵抗スイッチメモリ部品を上記サイリスタに電気的に結合する、垂直に伸びる導電性コンタクトをさらに有している請求項22に記載のメモリデバイス。 - 上記各ワード線は、
上記各ビット線の下かつ上記サイリスタの上に伸びており、
上記サイリスタのゲート端子との電気的接触を形成している請求項23に記載のメモリデバイス。 - ワード線に結合されたトリガ部品を介してビット線に選択的に結合されるユニポーラメモリセルにアクセスするアクセス方法であって、
上記ビット線電圧をアクセス電圧に引き上げる工程と、
上記ワード線に、上記ユニポーラメモリセルのアクセス時間よりも短いパルス幅を有するパルスを印加する工程とを含んでいるアクセス方法。 - 上記アクセスは、読み出し動作を含んでおり、
上記パルスを印加することによって、上記トリガ部品が活性化され、これによって上記ユニポーラメモリセルが上記ビット線に電気的に結合される請求項25に記載のアクセス方法。 - 上記トリガ部品はサイリスタを含んでおり、
上記トリガ部品が活性化されている時間は、上記パルス幅よりも長い請求項26に記載のアクセス方法。 - 上記ビット線を非活性化電位まで引き下げ、これによって上記トリガ部品を非活性化する工程をさらに含んでいる請求項26に記載のアクセス方法。
- 上記アクセスは、書き込み動作を含んでおり、
上記パルスを印加することによって、上記トリガ部品が活性化され、これによって上記ユニポーラメモリが上記ビット線に結合される請求項25に記載のアクセス方法。 - 上記ユニポーラメモリセルは、相変化メモリ素子を含んでおり、
上記書き込み動作は、セット動作を含んでおり、
上記ビット線電圧を上記アクセス電圧に引き上げる上記工程は、上記セット動作に関連付けされた所定の時間分、上記ビット線電圧をセット電圧レベルに引き上げる工程を含んでいる請求項29に記載のアクセス方法。 - 上記ユニポーラメモリセルは、相変化メモリ素子を含んでおり、
上記書き込み動作は、リセット動作を含んでおり、
上記ビット線電圧を上記アクセス電圧に引き上げる上記工程は、上記ビット線電圧を、上記リセット動作に関連付けされた所定の時間分であってセット動作の時間よりも短い時間分、セット電圧レベルよりも大きいリセット電圧に引き上げる工程をさらに含んでいる請求項29に記載のアクセス方法。
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