JP4636829B2 - 相変化メモリのプログラミング方法および書込みドライバ回路 - Google Patents
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Description
600 書込みドライバ
610 コントローラ
612 制御信号発生部
614 信号選択部
620 電圧減少回路
621 第2NANDゲート
623 インバータ
630 電流発生回路
640 電流ステージ制御部
641 第1NANDゲート
DTD_P 書込みデータパルス
N1 制御ノード
P1 第1制御信号
P2 第2制御信号
PSET セット信号
P_SET セット制御信号
PRESET リセット信号
P_RESET リセット制御信号
RESET リセット信号
SET セット信号
SQM モード制御信号
TR1 第1PMOSトランジスタ
TR2 第2PMOSトランジスタ
TR3 第1NMOSトランジスタ
TR4 第2NMOSトランジスタ
TR5 第3PMOSトランジスタ
VCC 電源電圧
WDATA 書込みデータ
VSS 接地電圧
Claims (30)
- 高抵抗状態(非結晶化状態)又は低抵抗状態(結晶化状態)を有しうる相変化メモリセルを前記低抵抗状態にプログラミングする方法において、
前記メモリセルを加熱して第1温度に設定する第1加熱段階と、
前記第1加熱段階以後に前記メモリセルを加熱して第2温度に設定する第2加熱段階と、を具備し、
前記第2温度は前記第1温度より高く、
前記第1温度は前記第2温度よりも核形成確率が高く、前記第2温度は前記第1温度よりも結晶成長確率が高い、
ことを特徴とするプログラミング方法。 - 前記第1温度は680乃至700Kの間にあり、前記第2温度は700乃至800Kの間にあることを特徴とする請求項1に記載のプログラミング方法。
- 前記第1加熱段階以前に前記メモリセルを加熱して第3温度に設定する第3加熱段階をさらに具備し、
前記第3温度は前記第2温度より高く、
前記第3温度は、前記第3加熱段階の後の急冷により、前記メモリセルを前記高抵抗状態に変化させるのに十分な温度であることを特徴とする請求項1に記載のプログラミング方法。 - 前記第1及び第2温度は前記メモリセルの一部を形成する相変化物質の溶融温度より低い温度であることを特徴とする請求項1に記載のプログラミング方法。
- 前記第3温度は前記メモリセルの一部を形成する相変化物質の溶融温度より高い温度であることを特徴とする請求項3に記載のプログラミング方法。
- 前記第1加熱段階では前記メモリセルを第1時間の間加熱し、
前記第2加熱段階では前記メモリセルを第2時間の間加熱し、前記第2時間は前記第1時間より長いことを特徴とする請求項1に記載のプログラミング方法。 - 前記第3加熱段階では前記メモリセルを第3時間の間加熱し、前記第3時間は前記第1時間より短いことを特徴とする請求項3に記載のプログラミング方法。
- 前記メモリセルを前記低抵抗状態にプログラミングする方法において、前記第1加熱段階の直前に前記第1加熱段階に接する第4加熱段階を設け、前記メモリセルの温度を前記第3温度と同一の第4温度に設定することを特徴とする請求項1に記載のプログラミング方法。
- 高抵抗状態(非結晶化状態)及び低抵抗状態(結晶化状態)を有しうる相変化メモリセルを前記低抵抗状態にプログラミングする方法において、
第1電流を前記メモリセルに印加する第1印加段階と、
前記第1印加段階以後に第2電流を前記メモリセルに印加する第2印加段階と、を具備し、
前記第2電流は前記第1電流より大きく、
前記第1電流は前記第2電流よりも核形成確率が高い第1温度を発生し、前記第2電流は前記第1電流よりも結晶成長確率が高い第2温度を発生する、
ことを特徴とするプログラミング方法。 - 前記第1印加段階以前に第3電流を前記メモリセルに印加する第3印加段階をさらに具備し、
前記第3電流は前記第2電流より大きく、
前記第3電流は、前記メモリセルを前記高抵抗状態に変化させるのに十分な第3温度を発生することを特徴とする請求項9に記載のプログラミング方法。 - 前記第1及び第2温度は前記メモリセルの一部を形成する相変化物質の溶融温度より低いことを特徴とする請求項9に記載のプログラミング方法。
- 前記第3温度は前記メモリセルの一部を形成する相変化物質の溶融温度より高いことを特徴とする請求項10に記載のプログラミング方法。
- 前記第1印加段階は第1時間の間継続し、
前記第2印加段階は第2時間の間継続し、
前記第2時間は前記第1時間より長い、ことを特徴とする請求項9に記載のプログラミング方法。 - 前記第3印加段階は第3時間の間継続し、前記第3時間は前記第1時間と前記第2時間の和より短い、ことを特徴とする請求項10に記載のプログラミング方法。
- 前記メモリセルを前記低抵抗状態にプログラミングする方法において、前記第1印加段階の直前に前記第1印加段階に接する第4印加段階を設け、前記第3電流と同じ大きさを有する第4電流を印加することを特徴とする請求項9に記載のプログラミング方法。
- 高抵抗状態(非結晶化状態)及び低抵抗状態(結晶化状態)を有しうる相変化メモリセルのドライバ回路において、
電流を前記メモリセルに印加する電流印加回路と、
第1電流を前記メモリセルに印加する第1印加段階及び第2電流を前記メモリセルに印加する第2印加段階によって前記メモリセルを前記低抵抗状態にするように前記電流印加回路を制御するコントローラと、を具備し、
前記第2電流は前記第1電流より大きく、
前記第1電流は前記第2電流よりも核形成確率が高い第1温度を発生し、前記第2電流は前記第1電流よりも結晶成長確率が高い第2温度を発生する、
ことを特徴とするドライバ回路。 - 前記電流印加回路は、
前記メモリセルに電流を印加する電流発生回路と、
前記コントローラから受信される複数の制御信号に応答して前記第1及び第2電流を発生させるように前記電流発生回路を制御する、電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組と、を具備することを特徴とする請求項16に記載のドライバ回路。 - 前記電流発生回路は、電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組から受信される制御ノード電圧に応答して電流を発生し、
前記電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組は、前記制御ノード電圧として第1電圧を発生して前記電流発生回路に第1電流を発生させ、前記制御ノード電圧として第2電圧を発生して前記電流発生回路に第2電流を発生させることを特徴とする請求項17に記載のドライバ回路。 - 前記第1電圧は前記第2電圧より大きいことを特徴とする請求項18に記載のドライバ回路。
- 前記コントローラが発信する複数の制御信号は、
前記電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組が前記電流発生回路の制御ノード電圧として前記第1及び第2電圧を発生する時点を制御する制御信号を含むことを特徴とする請求項18に記載のドライバ回路。 - 前記電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組は、
前記コントローラから受信される制御信号に応答して前記電流発生回路に印加される制御ノード電圧を選択的に変化させるリセット回路をさらに具備し、
前記コントローラは、前記電流発生回路が前記メモリセルを高抵抗状態に変化させるのに十分な第3温度を発生させる第3電流を前記メモリセルに印加するように前記リセット回路を選択的に制御することを特徴とする請求項17に記載のドライバ回路。 - 前記コントローラは、
前記第1電流及び前記第2電流より先に前記第3電流を印加して、前記メモリセルが高抵抗状態にあるように前記リセット回路を含む前記電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組を制御することを特徴とする請求項21に記載のドライバ回路。 - 前記第3電流は前記第2電流より大きいことを特徴とする請求項22に記載のドライバ回路。
- 前記リセット回路を含む前記電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組は、
前記電流発生回路が前記第3電流を発生させるように前記コントローラが制御信号を発生した場合に、前記電流発生回路に印加される前記制御ノード電圧として第3電圧を発生し、前記第3電圧は前記第2電圧より小さいことを特徴とする請求項21に記載のドライバ回路。 - 前記コントローラは、
前記第3電流を単独で印加することによって前記メモリセルが高抵抗状態にあるように前記リセット回路を含む前記電流ステージ制御部及び電圧減少回路の組を制御することを特徴とする請求項21に記載のドライバ回路。 - 高抵抗状態(非結晶化状態)及び低抵抗状態(結晶化状態)を有しうる相変化メモリセルのドライバ回路において、
前記メモリセルを加熱する熱印加回路と、
前記メモリセルを第1温度に加熱した後に第2温度に加熱し、前記第2温度は前記第1温度より高く、前記メモリセルが低抵抗状態にあるように前記熱印加回路を制御するコントローラと、を具備し、
前記第1温度は前記第2温度よりも核形成確率が高く、前記第2温度は前記第1温度よりも結晶成長確率が高い、ことを特徴とするドライバ回路。
- 前記相変化メモリセルは、カルコゲナイド物質を具備することを特徴とする請求項1又は請求項9に記載のプログラミング方法。
- 前記カルコゲナイド物質は、Ge、Sb及びTeのうち少なくとも一つを具備することを特徴とする請求項27に記載のプログラミング方法。
- 前記相変化メモリセルは、カルコゲナイド物質を具備することを特徴とする請求項16又は請求項26に記載のドライバ回路。
- 前記カルコゲナイド物質は、Ge、Sb及びTeのうち少なくとも一つを具備することを特徴とする請求項29に記載のドライバ回路。
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