JP5774154B1 - Resistance change memory - Google Patents

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Abstract

【課題】 信頼性の高いセットおよびリセットの書込みを行うことができる可変抵抗型メモリを提供する。【解決手段】 本発明の可変抵抗型メモリは、可逆性かつ不揮発性の可変抵抗素子と選択用トランジスタとがビット線BLとソース線SLの間に直列に接続されたメモリ素子を含むメモリアレイと、行方向の選択用トランジスタを選択する行選択手段と、列方向の可変抵抗素子を選択する列選択手段と、可変抵抗素子の書込みを制御する制御手段とを有する。制御手段は、選択されたビット線およびソース線に可変抵抗素子をリセットするためのバイアス電圧を印加し、かつ選択された選択用トランジスタのゲートに電圧が徐々に増加するようなパルスP2またはP3を印加する。【選択図】 図8PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable resistance memory capable of performing set writing and reset writing with high reliability. A variable resistance memory according to the present invention includes a memory array including a memory element in which a reversible and nonvolatile variable resistance element and a selection transistor are connected in series between a bit line BL and a source line SL. And row selection means for selecting a selection transistor in the row direction, column selection means for selecting a variable resistance element in the column direction, and control means for controlling writing of the variable resistance element. The control means applies a bias voltage for resetting the variable resistance element to the selected bit line and source line, and applies a pulse P2 or P3 that gradually increases the voltage to the gate of the selected selection transistor. Apply. [Selection] Figure 8

Description

本発明は、可変抵抗素子を利用した抵抗変化型メモリに関し、特に抵抗変化型メモリのリセットおよびセットの書込みに関する。   The present invention relates to a resistance change type memory using a variable resistance element, and more particularly to resetting of a resistance change type memory and writing of a set.

フラッシュメモリに代わる不揮発性メモリとして、可変抵抗素子を利用した抵抗変化型メモリが注目されている。抵抗変化型メモリは、金属酸化物などの膜にパルス電圧を印加し、膜の抵抗を可逆的かつ不揮発的に設定することでデータを記憶するメモリとして知られている。抵抗変化型メモリは、電圧でデータを書き換えることができるため(電流が微量で)消費電力が小さく、また、1トランジスタ+1抵抗からなる比較的単純な構造のためセル面積が約6F2(Fは配線の径で、数十nm程)と小さく、高密度化が可能であり、さらに、読み出し時間が10ナノ秒程度とDRAM並に高速であるという利点がある(特許文献1、2等)。 As a nonvolatile memory that replaces a flash memory, a resistance change type memory using a variable resistance element has attracted attention. A resistance change type memory is known as a memory that stores data by applying a pulse voltage to a film of metal oxide or the like and reversibly and non-volatilely setting the resistance of the film. Since the resistance change type memory can rewrite data with voltage (a small amount of current), the power consumption is small, and the cell area is about 6F 2 (F is The diameter of the wiring is as small as several tens of nanometers) and can be increased in density. Further, there is an advantage that the readout time is about 10 nanoseconds, which is as high as a DRAM (Patent Documents 1 and 2).

図1は、従来の抵抗変化型メモリのメモリアレイの典型的な構成を示す回路図である。1つのメモリ素子は、可変抵抗素子とこれに直列に接続されたアクセス用または選択用のトランジスタとから構成される。m×n(m、nは、1以上の整数)個のメモリ素子が二次元アレイ状に形成され、選択用トランジスタのゲートにワード線WLが接続され、選択用トランジスタの一方の電極が可変抵抗素子の一方の電極に接続され、他方の電極がソース線SLに接続される。可変抵抗素子の他方の電極はビット線BLに接続される。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a typical configuration of a memory array of a conventional resistance change type memory. One memory element includes a variable resistance element and an access or selection transistor connected in series with the variable resistance element. m × n (m and n are integers greater than or equal to 1) memory elements are formed in a two-dimensional array, a word line WL is connected to the gate of the selection transistor, and one electrode of the selection transistor is a variable resistor One electrode of the element is connected, and the other electrode is connected to the source line SL. The other electrode of the variable resistance element is connected to the bit line BL.

可変抵抗素子は、例えば、酸化ハフニウム(HfOx)等の金属酸化物の薄膜から構成され、印加されるパルス電圧の大きさおよび極性によって抵抗値を低抵抗状態または高抵抗状態に可逆的にかつ不揮発性に設定することができる。可変抵抗素子を高抵抗状態に設定(書込み)することをセット(SET)、低抵抗状態に設定(書込み)することをリセット(RESET)という。   The variable resistance element is composed of a thin film of metal oxide such as hafnium oxide (HfOx), for example, and the resistance value is reversibly and non-volatile depending on the magnitude and polarity of the applied pulse voltage. Can be set to sex. Setting (writing) the variable resistance element to the high resistance state is referred to as setting (SET), and setting (writing) to the low resistance state is referred to as reset (RESET).

メモリ素子は、ワード線WL、ビット線BLおよびソース線SLを選択することにより、ビット単位でアクセスすることができる。例えば、セルユニットM11に書込みを行う場合には、ビット線BL1、ソース線SL1にセットまたはリセットに応じた電圧を印加し、ワード線WL1によってトランジスタをオンさせる。これにより、可変抵抗素子がセットまたはリセットされる。セルユニットM11の読み出しを行う場合には、ビット線BL1、ソース線SL1に読み出しのための電圧を印加し、ワード線WL1によってトランジスタをオンさせる。ビット線BL1には、可変抵抗素子のセットまたはリセットに応じた電圧または電流が表れ、これがセンス回路によって検出される。   The memory element can be accessed in bit units by selecting the word line WL, the bit line BL, and the source line SL. For example, when writing to the cell unit M11, a voltage corresponding to the set or reset is applied to the bit line BL1 and the source line SL1, and the transistor is turned on by the word line WL1. As a result, the variable resistance element is set or reset. When reading data from the cell unit M11, a voltage for reading is applied to the bit line BL1 and the source line SL1, and the transistor is turned on by the word line WL1. A voltage or current corresponding to the setting or resetting of the variable resistance element appears on the bit line BL1, and this is detected by the sense circuit.

特開2012−64286号公報JP 2012-64286 A 特開2008−41704号公報JP 2008-41704 A

酸化ハフニウム(HfOx)等の金属酸化物の薄膜を可変抵抗素子の材料に用いる場合、初期設定として金属酸化物をフォーミングしなければならない。通常、フォーミングは、可変抵抗素子を書込むときよりも幾分大きな電圧Vfを薄膜に印加することにより実施され、電圧を印加したときに薄膜を流れる電流の向きによって、セットおよびリセットの極性が決定される。このようなフォーミングは、抵抗変化型メモリを出荷する前に行われる。   When a thin film of metal oxide such as hafnium oxide (HfOx) is used as the material of the variable resistance element, the metal oxide must be formed as an initial setting. Usually, forming is performed by applying a voltage Vf somewhat larger than that when writing a variable resistance element to the thin film, and the polarity of the set and reset is determined by the direction of the current flowing through the thin film when a voltage is applied. Is done. Such forming is performed before shipping the resistance change type memory.

図2(A)にフォーミングの一例を示す。例えば、ビット線BLに0V、ソース線SLにフォーミング電圧として4Vを印加し、ワード線WLに選択用トランジスタTがオンするのに必要な電圧6Vを印加する。これにより、可変抵抗素子Rには、ソース線SLからビット線BLに向けて電流が流れ、フォーミングが行われる。フォーミングが行われたとき、可変抵抗素子Rは、高抵抗状態、すなわちセットされた状態である。   FIG. 2A shows an example of forming. For example, 0V is applied to the bit line BL, 4V is applied to the source line SL as a forming voltage, and a voltage 6V required to turn on the selection transistor T is applied to the word line WL. As a result, a current flows from the source line SL to the bit line BL in the variable resistance element R, and forming is performed. When the forming is performed, the variable resistance element R is in a high resistance state, that is, in a set state.

可変抵抗素子Rをリセット、すなわち低抵抗状態にするには、図2(B)に示すように、例えば、ビット線BL=0V、ソース線SL=2V、ワード線WL=4Vを印加する。これにより、可変抵抗素子Rにはソース線SLからビット線BLに向けて電流が流れ、可変抵抗素子Rにリセットが設定される。可変抵抗素子Rをセットするには、図2(C)に示すように、例えば、ビット線BL=2V、ソース線SL=0V、ワード線WL=4Vを印加する。これにより、可変抵抗素子Rにはビット線BLからソース線SLに向けて電流が流れ、可変抵抗素子Rにセットが設定される。このように、可変抵抗素子Rをリセットさせるには、SL>BLのバイアス電圧を印加し、セットさせるには、SL<BLのバイアス電圧を印加する。   In order to reset the variable resistance element R, that is, to bring it into a low resistance state, as shown in FIG. 2B, for example, a bit line BL = 0V, a source line SL = 2V, and a word line WL = 4V are applied. As a result, a current flows through the variable resistance element R from the source line SL toward the bit line BL, and reset is set in the variable resistance element R. To set the variable resistance element R, as shown in FIG. 2C, for example, a bit line BL = 2V, a source line SL = 0V, and a word line WL = 4V are applied. Thereby, a current flows through the variable resistance element R from the bit line BL to the source line SL, and a set is set in the variable resistance element R. Thus, to reset the variable resistance element R, a bias voltage of SL> BL is applied, and to set, a bias voltage of SL <BL is applied.

しかしながら、可変抵抗素子をリセットさせるとき、つまり、可変抵抗素子Rの電極間に金属酸化物を成長させるとき、金属酸化物の成長は必ずしも一様に再現性良く行われるものではない。リセットされた可変抵抗素子の中には、いわゆるテールビットと呼ばれる、正常にリセットされた可変抵抗素子よりも大きな電流を流すものが発生する。図3は、リセットされた可変抵抗素子の電流分布の特性を示している。同図は、金属酸化物として酸化ハフニウムの単層を用い、膜厚が7nm、5nmのときのグラフを示している。ここでは、リセットされた可変抵抗素子が1μA以上の電流を流すものをテールビットとしている。正常にリセットされた可変抵抗素子は、全体の3σ以内に収まるが、残りの約0.3%にテールビットの可変抵抗素子が発生する。テールビットのように、より大きな電流を流す可変抵抗素子は、素子の劣化が速くなり、故障を招き易くなる。さらに、そのような可変抵抗素子をセットしようとしても、通常のバイアス電圧によって正常にセットすることができない場合がある。それ故、テールビットの発生を抑制することが望まれる。   However, when the variable resistance element is reset, that is, when a metal oxide is grown between the electrodes of the variable resistance element R, the growth of the metal oxide is not always performed with good reproducibility. Among the reset variable resistance elements, there is a so-called tail bit that flows a larger current than a normally reset variable resistance element. FIG. 3 shows the current distribution characteristics of the reset variable resistance element. This figure shows a graph when a single layer of hafnium oxide is used as the metal oxide and the film thickness is 7 nm and 5 nm. Here, the reset variable resistance element is a tail bit in which a current of 1 μA or more flows. The normally reset variable resistance elements are within 3σ of the whole, but tail bit variable resistance elements are generated in the remaining 0.3%. A variable resistance element that allows a larger current to flow, such as a tail bit, causes deterioration of the element quickly and easily causes a failure. Furthermore, even if such a variable resistance element is to be set, it may not be able to be set normally by a normal bias voltage. Therefore, it is desirable to suppress the generation of tail bits.

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、信頼性の高いセットおよびリセットの書込みを行うことができる可変抵抗型メモリを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a variable resistance memory capable of performing highly reliable set and reset writing.

本発明に係る可変抵抗型メモリは、可逆性かつ不揮発性の可変抵抗素子と選択用トランジスタとがビット線とソース線との間に直列に接続されたメモリ素子を含むメモリアレイと、行方向の選択用トランジスタを選択する行選択手段と、列方向の可変抵抗素子を選択する列選択手段と、可変抵抗素子の書込みを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、選択されたビット線およびソース線に可変抵抗素子をリセットするためのバイアス電圧を印加し、かつ前記行選択手段によって選択された選択用トランジスタのゲートに電圧が徐々に増加するようなパルスを印加する。   A variable resistance memory according to the present invention includes a memory array including a memory element in which a reversible and nonvolatile variable resistance element and a selection transistor are connected in series between a bit line and a source line; Row selection means for selecting a selection transistor, column selection means for selecting a variable resistance element in the column direction, and control means for controlling writing of the variable resistance element, wherein the control means includes the selected bit line A bias voltage for resetting the variable resistance element is applied to the source line, and a pulse that gradually increases the voltage is applied to the gate of the selection transistor selected by the row selection means.

好ましくは前記パルスは、ランプ波形のパルスである。好ましくは前記パルスは、電圧が徐々に大きくなる複数のパルス列である。好ましくは前記制御手段は、リセットされた可変抵抗素子の合否を検証するベリファイ手段を含み、前記ベリファイ手段によって不合格とされた可変抵抗素子に前記パルスをさらに印加する。好ましくは前記ベリファイ手段は、選択されたワード線内の複数のリセットされた可変抵抗素子の個々のベリファイをワード線単位で実行する。好ましくは前記ベリファイ手段は、選択されたワード線内の複数のリセットおよびセットされた可変抵抗素子の個々のベリファイをワード線単位で実行する。   Preferably, the pulse is a ramp waveform pulse. Preferably, the pulse is a plurality of pulse trains whose voltage gradually increases. Preferably, the control means includes verify means for verifying pass / fail of the reset variable resistance element, and further applies the pulse to the variable resistance element rejected by the verify means. Preferably, the verifying unit performs individual verification of the plurality of reset variable resistance elements in the selected word line in units of word lines. Preferably, the verifying unit executes a plurality of resets in the selected word line and individual verification of the set variable resistance element in units of word lines.

本発明に係る書込み方法は、可逆性かつ不揮発性の可変抵抗素子と選択用トランジスタとがビット線とソース線との間に直列に接続されたメモリ素子を含むメモリアレイを含む可変抵抗型メモリにおいて行われるものであって、選択されたビット線およびソース線に可変抵抗素子をリセットするためのバイアス電圧を印加し、かつ選択された選択用トランジスタのゲートに電圧が徐々に大きくなるようなパルスを印加する。   In a variable resistance memory including a memory array including a memory element in which a reversible and nonvolatile variable resistance element and a selection transistor are connected in series between a bit line and a source line. Applying a bias voltage for resetting the variable resistance element to the selected bit line and source line, and applying a pulse that gradually increases the voltage to the gate of the selected selection transistor. Apply.

本発明によれば、可変抵抗素子をリセットするときに、選択用トランジスタのゲートに電圧が徐々に大きくなるようなパルスを印加するようにしたので、可変抵抗素子へ一気に電流が流れるのを抑制することができ、その結果、リセットされた可変抵抗素子が決められた大きさ以上の過剰な電流を流すことを防止することができる。リセットされた可変抵抗素子の過剰電流を抑制することで、可変抵抗素子が劣化する速度を抑制し、また可変抵抗素子のセットを容易にすることができる。   According to the present invention, when the variable resistance element is reset, a pulse that gradually increases the voltage is applied to the gate of the selection transistor, so that current can be prevented from flowing to the variable resistance element at once. As a result, it is possible to prevent the reset variable resistance element from flowing an excessive current exceeding a predetermined size. By suppressing the excess current of the reset variable resistance element, the speed at which the variable resistance element deteriorates can be suppressed, and the variable resistance element can be easily set.

従来の抵抗変化型メモリのアレイ構成を示す図である。It is a figure which shows the array structure of the conventional resistance change memory. 図2(A)は、フォーミングのときのバイアス電圧の例、図2(B)は、リセット時のバイアス電圧の例、図2(C)は、セット時のバイアス電圧の例である。2A shows an example of the bias voltage at the time of forming, FIG. 2B shows an example of the bias voltage at the time of resetting, and FIG. 2C shows an example of the bias voltage at the time of setting. テールビットの発生割合の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the generation rate of a tail bit. 本発明の実施例に係る抵抗変化型メモリの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the resistance change memory based on the Example of this invention. 本実施例のメモリ素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the memory element of a present Example. 図6(A)は、従来のリセット時に選択用トランジスタのゲートに印加されるパルスの波形を示し、図6(B)、(B)は、本実施例のリセット時に選択用トランジスタのゲートに印加されるパルスの波形を示す。6A shows the waveform of a pulse applied to the gate of the selection transistor at the time of conventional resetting, and FIGS. 6B and 6B show the waveform applied to the gate of the selection transistor at the time of resetting in this embodiment. FIG. 本発明の実施例に係る抵抗変化型メモリのリセット、セットおよび読出し時の各バイアス電圧の一例を示すテーブルである。4 is a table showing an example of each bias voltage at the time of resetting, setting and reading of the resistance change type memory according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施例によるリセット時の各部の電圧波形例を示す図である。It is a figure which shows the voltage waveform example of each part at the time of the reset by the Example of this invention. 本発明の実施例の読出し時の各部の動作波形例を示す図である。It is a figure which shows the example of an operation waveform of each part at the time of the read of the Example of this invention. 本発明の実施例による複数の可変抵抗素子がリセットされたときのベリファイを示すフローである。10 is a flowchart showing verification when a plurality of variable resistance elements according to an embodiment of the present invention are reset. 本発明の実施例による複数の可変抵抗素子がセットされたときのベリファイを示すフローである。10 is a flowchart showing verification when a plurality of variable resistance elements according to an embodiment of the present invention are set. 本発明の実施例によるメモリ素子の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the memory element by the Example of this invention.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、図面は、分かり易くするために各部を強調して示してあり、実際のデバイスのスケールとは異なることに留意すべきである。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it should be noted that in the drawings, each part is highlighted for easy understanding, and is different from an actual device scale.

図4は、本発明の実施例に係る抵抗変化型メモリの全体構成を示すブロック図である。本実施例の抵抗変化型メモリ100は、行列状に配列された複数のメモリ素子が配置されたメモリアレイ110と、外部入出力端子I/Oに接続され、入出力データを保持する入出力バッファ120と、入出力バッファ120からのアドレスデータを受け取るアドレスレジスタ130と、入出力されるデータを保持するデータレジスタ140と、入出力バッファ120からのコマンドデータ等に基づき各部を制御するコントローラ150と、アドレスレジスタ130からの行アドレス情報Axをデコードしデコード結果に基づきワード線の選択および駆動を行うワード線選択回路160と、アドレスレジスタ130からの列アドレス情報Ayをデコードしデコード結果に基づきビット線の選択および駆動を行う列選択回路170と、列選択回路170によって選択されたセルユニットから読み出された信号を検出したり、選択されたセルユニットへの書込みデータを保持するセンス回路180と、可変抵抗素子のセット、リセット、読出し動作に必要なバイアス電圧を発生させ、これをワード線選択回路160およびセンス回路180等へ供給する電圧発生回路190とを含んで構成される。   FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the resistance change memory according to the embodiment of the present invention. The resistance change type memory 100 according to this embodiment includes a memory array 110 in which a plurality of memory elements arranged in a matrix are arranged, and an input / output buffer that is connected to an external input / output terminal I / O and holds input / output data. 120, an address register 130 for receiving address data from the input / output buffer 120, a data register 140 for holding input / output data, a controller 150 for controlling each unit based on command data from the input / output buffer 120, The word line selection circuit 160 that decodes the row address information Ax from the address register 130 and selects and drives the word line based on the decoding result, and the column address information Ay from the address register 130 and decodes the bit line information based on the decoding result. A column selection circuit 170 that performs selection and driving, and a column selection circuit Sense circuit 180 that detects a signal read from the cell unit selected by 170 or holds write data to the selected cell unit, and a bias voltage necessary for the set, reset, and read operations of the variable resistance element And a voltage generation circuit 190 that supplies this to the word line selection circuit 160, the sense circuit 180, and the like.

メモリアレイ110は、図1に示すように、行列方向に配置された複数のメモリ素子M11、M12、…Mmnを含み、1つのメモリ素子は、1つの可変抵抗素子と1つの選択用トランジスタとから構成される。ビット線BLとソース線SLとの間に、可変抵抗素子と選択用トランジスタとが直列に接続され、選択用トランジスタのゲートがワード線に接続される。   As shown in FIG. 1, the memory array 110 includes a plurality of memory elements M11, M12,... Mmn arranged in a matrix direction, and one memory element includes one variable resistance element and one selection transistor. Composed. A variable resistance element and a selection transistor are connected in series between the bit line BL and the source line SL, and the gate of the selection transistor is connected to the word line.

可変抵抗素子がセットされた状態は、データ「0」または「1」のいずれかに対応し、可変抵抗素子がリセットされた状態は、データ「1」または「0」のいずれかに対応する。コントローラ150は、外部からのコマンドに基づき書込み(セット、リセット)や読出し動作等を制御する。ワード線選択回路160は、外部から受け取った行アドレス情報Axに基づきワード線を選択し、列選択回路170は、外部から受け取った列アドレス情報Ayに基づきビット線を選択する。コントローラ150の制御により、選択されたワード線、ビット線およびソース線には、書込み(セット、リセット)および読出しに応じたバイアス電圧が印加される。   The state where the variable resistance element is set corresponds to either data “0” or “1”, and the state where the variable resistance element is reset corresponds to either data “1” or “0”. The controller 150 controls writing (set, reset), reading operation, and the like based on an external command. The word line selection circuit 160 selects a word line based on the row address information Ax received from the outside, and the column selection circuit 170 selects a bit line based on the column address information Ay received from the outside. Under the control of the controller 150, a bias voltage corresponding to writing (set, reset) and reading is applied to the selected word line, bit line, and source line.

図5に、メモリ素子とセンス回路180の接続関係を示す。1つのメモリ素子は、ソース線SLとビット線BLとの間に直列に接続された可変抵抗素子Rと選択用トランジスタTとを有する。選択用トランジスタTのゲートVgには、ワード線WLが共通に接続される。図5に示す例では、nビットのメモリ素子が行方向に配列され、nビットのメモリ素子のビット線BL1〜BLnがセンス回路180に接続される。選択されたメモリ素子の読出しが行われるとき、選択されたメモリ素子のビット線に表れる電圧または電流がセンス回路180によって検出される。また、選択されたメモリ素子への書込みが行われるとき、入出力バッファ120から入力された書込みデータがセンス回路180に転送され、センス回路180は、書込みデータ、すなわちセットまたはリセットに応じた電圧を選択されたビット線BLないしソース線SLに生成する。   FIG. 5 shows a connection relationship between the memory element and the sense circuit 180. One memory element includes a variable resistance element R and a selection transistor T connected in series between the source line SL and the bit line BL. A word line WL is commonly connected to the gates Vg of the selection transistors T. In the example shown in FIG. 5, n-bit memory elements are arranged in the row direction, and bit lines BL 1 to BLn of the n-bit memory elements are connected to the sense circuit 180. When the selected memory element is read, the voltage or current appearing on the bit line of the selected memory element is detected by the sense circuit 180. When writing to the selected memory element is performed, the write data input from the input / output buffer 120 is transferred to the sense circuit 180, and the sense circuit 180 applies the voltage corresponding to the write data, that is, set or reset. It is generated on the selected bit line BL or source line SL.

次に、可変抵抗素子への書込み(リセット、セット)について説明する。コントローラ150は、外部入出力端子から得られたコマンド等に応答して書込みを開始し、各部の動作を制御する。入出力バッファ120から得られた行アドレスAxがワード線選択回路160へ提供され、列アドレスAyが列選択回路170へ提供される。また、書込みデータは、データレジスタ140を介してセンス回路180によって保持される。さらに、電圧発生回路190は、コントローラ150からの指示に従い、書込みに必要な電圧をワード線選択回路160やセンス回路180等に供給する。センス回路180は、列選択回路170のデコード結果に基づき選択されたビット線BLおよびソース線SLに、データ「0」または「1」に対応する電圧を供給する。   Next, writing (reset, setting) to the variable resistance element will be described. The controller 150 starts writing in response to a command or the like obtained from the external input / output terminal, and controls the operation of each unit. The row address Ax obtained from the input / output buffer 120 is provided to the word line selection circuit 160, and the column address Ay is provided to the column selection circuit 170. Write data is held by the sense circuit 180 via the data register 140. Further, the voltage generation circuit 190 supplies a voltage necessary for writing to the word line selection circuit 160, the sense circuit 180, and the like in accordance with an instruction from the controller 150. The sense circuit 180 supplies a voltage corresponding to data “0” or “1” to the bit line BL and the source line SL selected based on the decoding result of the column selection circuit 170.

本実施例では、可変抵抗素子Rをリセットするとき、可変抵抗素子Rに急激に電流が流れないようにし、つまり可変抵抗素子Rに電流が徐々に流れるように制御する。可変抵抗素子Rに急激に電流を流すと、つまり、一度に大きなエネルギーを加えると、可変抵抗素子の金属酸化物が一気に成長され、それが原因となって過剰な電流を流す、いわゆるテールビットが発生され易くなってしまう。このため、本実施例では、可変抵抗素子Rに一気に大きな電流が流れないようにするため、選択用トランジスタTのインピーダンスが徐々に低くなるような制御を行う。   In the present embodiment, when the variable resistance element R is reset, the variable resistance element R is controlled so that no current suddenly flows, that is, the current gradually flows through the variable resistance element R. When a current is suddenly applied to the variable resistance element R, that is, when a large amount of energy is applied at once, the metal oxide of the variable resistance element grows at once, and this causes a so-called tail bit to flow an excessive current. It becomes easy to be generated. For this reason, in this embodiment, in order to prevent a large current from flowing through the variable resistance element R at once, control is performed so that the impedance of the selection transistor T gradually decreases.

好ましい態様では、ソース線SLに電圧VSLを印加し、ビット線BLに電圧VBLを印加し(VSL>VBL)、選択用トランジスタTのゲートVgに、0Vから電圧が徐々に大きくなるようなパルスを印加する。図6(A)は、従来のリセット時に選択用トランジスタTのゲートに印加されるパルスP1の波形であり、図6(B)は、本実施例の選択用トランジスタTのゲートに印加されるパルスP2の波形である。図6(A)に示すように、矩形状のパルスP1が選択用トランジスタTのゲートVgに印加されると、選択用トランジスタTが瞬時に導通し、ソース線SLから可変抵抗素子Rに大きな電流が急激に流される。これにより、電流密度の高い金属酸化物のパスが電極間に形成され、テールビットが発生され易くなる。これに対し、図6(B)に示すようなランプ形状のパルスP2が選択用トランジスタTのゲートVgに印加されると、パルスP2の電圧と比例するように選択用トランジスタTのコンダクタンスが徐々に大きくなり、可変抵抗素子Rへ供給されるドレイン電流が徐々に大きくなる。このため、可変抵抗素子Rには、一気に大量の電流が流れず、可変抵抗素子Rへの電流の供給を徐々に大きくすることができる。その結果、テールビットの発生を抑制することができる。   In a preferred embodiment, the voltage VSL is applied to the source line SL, the voltage VBL is applied to the bit line BL (VSL> VBL), and a pulse that gradually increases the voltage from 0 V is applied to the gate Vg of the selection transistor T. Apply. FIG. 6A shows the waveform of the pulse P1 applied to the gate of the selection transistor T at the time of conventional resetting, and FIG. 6B shows the pulse applied to the gate of the selection transistor T of this embodiment. It is a waveform of P2. As shown in FIG. 6A, when a rectangular pulse P1 is applied to the gate Vg of the selection transistor T, the selection transistor T is turned on instantaneously, and a large current flows from the source line SL to the variable resistance element R. Will be swept away. As a result, a metal oxide path having a high current density is formed between the electrodes, and a tail bit is easily generated. In contrast, when a ramp-shaped pulse P2 as shown in FIG. 6B is applied to the gate Vg of the selection transistor T, the conductance of the selection transistor T gradually increases so as to be proportional to the voltage of the pulse P2. The drain current supplied to the variable resistance element R gradually increases. For this reason, a large amount of current does not flow through the variable resistance element R at once, and the supply of current to the variable resistance element R can be gradually increased. As a result, the generation of tail bits can be suppressed.

また、本実施例の他の好ましい態様では、図6(C)に示すように、複数のパルス列P3が選択用トランジスタTのゲートに印加されるようにしてもよい。複数のパルス列P3は、徐々に電圧が大きくなるような複数のパルスを含む。このような一連のパルス列P3が選択用トランジスタに印加された場合にも、可変抵抗素子Rに供給される電流のエネルギーは徐々に増加されるので、瞬時に電流密度の高い金属酸化物のパスが形成されるのが抑制される。   In another preferred aspect of the present embodiment, a plurality of pulse trains P3 may be applied to the gate of the selection transistor T as shown in FIG. The plurality of pulse trains P3 include a plurality of pulses whose voltage gradually increases. Even when such a series of pulse trains P3 is applied to the selection transistor, the energy of the current supplied to the variable resistance element R is gradually increased, so that a metal oxide path having a high current density is instantaneously formed. The formation is suppressed.

次に、本実施例の可変抵抗素子のセット、リセットおよび読出し時の具体的なバイアス電圧の一例を図7に示し、図8(A)、(B)に可変抵抗素子をリセットするときの動作波形の例を示す。   Next, FIG. 7 shows an example of a specific bias voltage at the time of setting, resetting and reading out the variable resistance element of this embodiment, and FIGS. 8A and 8B show operations when the variable resistance element is reset. An example of a waveform is shown.

可変抵抗素子をリセットするとき、図7、図8(A)に示すように、選択されたメモリ素子のビット線BLにVBL=−0.5V、ソース線SLにVSL=2.6Vが印加される。次に、選択されたワード線(ゲートVg)には、0Vから4Vまで電圧が変化する、図6(B)に示すようなランプパルスP2が約100nsの期間印加される。これにより、可変抵抗素子Rには、ソース線SLからビット線BLへ向けて電流が流され、低抵抗状態のリセットの書込みが行われる。また、図6(C)に示すような複数のパルス列P3が用いられる場合には、図8(B)に示すように、徐々に電圧が大きくなる複数のパルス列P3が約100nsの期間に印加される。   When resetting the variable resistance element, as shown in FIGS. 7 and 8A, VBL = −0.5 V is applied to the bit line BL of the selected memory element, and VSL = 2.6 V is applied to the source line SL. The Next, a ramp pulse P2 as shown in FIG. 6B, whose voltage changes from 0 V to 4 V, is applied to the selected word line (gate Vg) for a period of about 100 ns. Thereby, a current flows from the source line SL to the bit line BL in the variable resistance element R, and reset writing in the low resistance state is performed. When a plurality of pulse trains P3 as shown in FIG. 6C are used, as shown in FIG. 8B, a plurality of pulse trains P3 whose voltage gradually increases are applied in a period of about 100 ns. The

一方、可変抵抗素子をセットするとき、始めに、選択されたメモリ素子のビット線BLにVBL=2.4V、ソース線SLにVSL=0Vが印加される。次に、選択されたワード線(ゲートVg)には、2.3Vのパルスが印加される。これにより、ビット線BLからソース線SLに向けて電流が流れ、可変抵抗素子Rが高抵抗状態にセットされる。   On the other hand, when setting the variable resistance element, first, VBL = 2.4V is applied to the bit line BL of the selected memory element, and VSL = 0V is applied to the source line SL. Next, a pulse of 2.3 V is applied to the selected word line (gate Vg). As a result, a current flows from the bit line BL toward the source line SL, and the variable resistance element R is set to a high resistance state.

次に、本実施例の抵抗変化型メモリのセルユニットの読出し動作を説明する。コントローラ150は、外部入出力端子からのコマンド等に応答して読出しを開始し、各部の動作を制御する。また、入出力バッファ120から得られたアドレスデータが受け取られ、行アドレスAxがワード線選択回路160へ提供され、列アドレスAyが列選択回路170へ提供される。   Next, the reading operation of the cell unit of the resistance change type memory according to this embodiment will be described. The controller 150 starts reading in response to a command from the external input / output terminal, and controls the operation of each unit. In addition, the address data obtained from the input / output buffer 120 is received, the row address Ax is provided to the word line selection circuit 160, and the column address Ay is provided to the column selection circuit 170.

図9に読出し動作時の各部の波形の例を示す。センス回路180は、列選択回路170のデコード結果に基づき選択されたメモリ素子のビット線BLにVBL=0.2V、ソース線SLにVSL=0Vを印加する。好ましくは、ビット線BLは、0.2Vにプリチャージされる。ビット線BLとソース線SL間の電位差を大きくしすぎると、可変抵抗素子に大きな電流が流れてしまう。このため、電位差は、できるだけ小さいことが望ましく、つまり、センス回路180によってその変化を検出することができる大きさである。次に、ワード線選択回路160は、行アドレスAxに基づき選択されたワード線(ゲートVg)に3Vを印加する。可変抵抗素子Rがセットされているとき、ビット線BLからソース線SLにはほとんど電流が流れず、この状態がセンス回路180によって検出される。他方、可変抵抗素子Rがリセットされているとき、ビット線BLからソース線SLに電流が流れ、この状態がセンス回路180によって検出される。   FIG. 9 shows an example of the waveform of each part during the read operation. The sense circuit 180 applies VBL = 0.2 V to the bit line BL and VSL = 0 V to the source line SL of the memory element selected based on the decoding result of the column selection circuit 170. Preferably, the bit line BL is precharged to 0.2V. If the potential difference between the bit line BL and the source line SL is too large, a large current flows through the variable resistance element. For this reason, it is desirable that the potential difference be as small as possible, that is, the potential difference can be detected by the sense circuit 180. Next, the word line selection circuit 160 applies 3 V to the word line (gate Vg) selected based on the row address Ax. When the variable resistance element R is set, almost no current flows from the bit line BL to the source line SL, and this state is detected by the sense circuit 180. On the other hand, when the variable resistance element R is reset, a current flows from the bit line BL to the source line SL, and this state is detected by the sense circuit 180.

次に、本実施例の更なる好ましい態様について説明する。本実施例の好ましい態様では、可変抵抗素子への書込み(リセット、セット)が行われた時、その合否を判定する書込みベリファイが実施される。可変抵抗型メモリは、メモリ素子をビット単位でアクセスし、アクセスされたメモリ素子の読出しや書込みを行うことが可能である。それ故、ある1つの態様では、1つのメモリ素子への書込みが行われたときに、当該1つのメモリ素子への書込みベリファイを行うことが可能である。また、別の態様では、1つのページ(1つのワード線)内の複数のメモリ素子への書込み(セット、リセット)が同時または連続的に行われたとき、当該ページ内の複数のメモリ素子の個々のベリファイが同時にまたは連続的に実施される。例えば、外部入出力端子が×16のデータ幅を有し、16ビットのデータの書込みが同時に行われたとき、あるいは1つのページが2Kバイトであるとき、そのページ内に連続的に複数データの書込みが行われたような場合に、書込みが行われたページのメモリ素子への書込みベリファイが行われる。   Next, the further preferable aspect of a present Example is demonstrated. In a preferred aspect of the present embodiment, when the variable resistance element is written (reset, set), write verification is performed to determine whether or not the variable resistance element is acceptable. The variable resistance memory can access a memory element bit by bit and read or write the accessed memory element. Therefore, in one aspect, when writing to one memory element is performed, it is possible to perform write verification to the one memory element. In another aspect, when writing (set, reset) to a plurality of memory elements in one page (one word line) is performed simultaneously or successively, a plurality of memory elements in the page are stored. Individual verifications are performed simultaneously or sequentially. For example, when an external input / output terminal has a data width of × 16 and 16-bit data is written at the same time, or when one page is 2 Kbytes, a plurality of data are continuously included in the page. When writing is performed, write verification to the memory element of the page where writing has been performed is performed.

図10は、ページ内の複数の可変抵抗素子がリセットされたときのベリファイを示すフローであり、図11は、ページ内の複数の可変抵抗素子がセットされたときのベリファイのフローである。便宜上、図10、図11に個別にリセット、セットのベリファイのフローを示しているが、実際には、1つのページ内の複数の可変抵抗素子がリセットおよびセットされたときにこれらのベリファイが同時に実施され得る。   FIG. 10 is a flowchart showing verification when a plurality of variable resistance elements in the page is reset, and FIG. 11 is a verification flow when a plurality of variable resistance elements in the page is set. For convenience, FIGS. 10 and 11 individually show reset and set verification flows. However, in reality, when a plurality of variable resistance elements in one page are reset and set, these verifications are performed simultaneously. Can be implemented.

外部入出力端子から得られた書込みデータに基づき、選択された可変抵抗素子のリセット、セットが行われる(S100、S200)。リセットおよびセットのバイアス条件は、上記した図7に示す通りである。   Based on the write data obtained from the external input / output terminal, the selected variable resistance element is reset and set (S100, S200). The reset and set bias conditions are as shown in FIG.

リセット、セットが終了すると、次に、ベリファイが実施される(S102、S202)。リセットおよびセットのベリファイ時のバイアス条件は、それぞれ読出し動作のときと同じである。次に、ページ内の書込みが行われた個々のメモリ素子の合否が判定される(S104、S204)。リセットが合格と判定された場合、ビット線BLの電圧がVBL=2.6に変更される(S106)。これにより、ビット線BLとソース線SLとが同電位となり、可変抵抗素子にはこれ以上電流が流されない。他方、不合格と判定された場合、ステップS100と同じバイアス条件が維持され、さらにランプパルスP2またはパルス列P3がもう1回印加される(S108)。   When resetting and setting are completed, verification is performed next (S102, S202). Bias conditions at the time of reset and set verification are the same as those at the time of read operation. Next, the pass / fail of each memory element to which writing in the page is performed is determined (S104, S204). When it is determined that the reset is acceptable, the voltage of the bit line BL is changed to VBL = 2.6 (S106). As a result, the bit line BL and the source line SL have the same potential, and no more current flows through the variable resistance element. On the other hand, if it is determined as unacceptable, the same bias condition as in step S100 is maintained, and the lamp pulse P2 or the pulse train P3 is applied once again (S108).

セットが合格であると判定された場合、ビット線BLの電圧がVBL=0Vに変更される(S206)。これにより、ビット線BLとソース線SLとが同電位となり、可変抵抗素子にはこれ以上電流が流されない。他方、不合格と判定された場合には、ステップS200のときよりも若干電圧が低く設定されたVBL=2.2Vがビット線BLに印加される(S208)。こうして、ページ内に書込みが行われたすべての可変抵抗素子へのベリファイが実施される。   When it is determined that the set is acceptable, the voltage of the bit line BL is changed to VBL = 0V (S206). As a result, the bit line BL and the source line SL have the same potential, and no more current flows through the variable resistance element. On the other hand, if it is determined as unacceptable, VBL = 2.2 V, whose voltage is set slightly lower than in step S200, is applied to the bit line BL (S208). In this way, verification is performed on all the variable resistance elements written in the page.

このように本実施例によれば、リセットされる可変抵抗素子への急激な電流の供給を抑制することで、電流密度の高い金属酸化物のパスが一気に形成されることを防ぎ、リセットされた可変抵抗素子が過剰な電流を流す、テールビットの発生を低減させることができる。それ故、リセットされた可変抵抗素子を通常のバイアス条件でセットすることが容易となり、信頼性の高い書込みを行うことができる。さらに、テールビットの発生を抑制することで、素子の故障を抑制し、素子の長寿命化を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the rapid supply of current to the variable resistance element to be reset is suppressed, so that a metal oxide path having a high current density is prevented from being formed at once and reset. It is possible to reduce the occurrence of a tail bit in which an excessive current flows through the variable resistance element. Therefore, it becomes easy to set the reset variable resistance element under a normal bias condition, and writing with high reliability can be performed. Furthermore, by suppressing the generation of tail bits, it is possible to suppress the failure of the element and extend the life of the element.

本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

上記実施例では、図5に示すように、可変抵抗素子Rの一方の端子がビット線BLに接続され、他方の端子が選択用トランジスタTの一方の端子に接続され、選択用トランジスタTの他方の端子がソース線SLに接続される例を示したが、これ以外にも、可変抵抗素子Rの極性等に応じて、図12(A)に示すように、選択用トランジスタTの一端がビット線BLに接続され、可変抵抗素子Rの他方の端子がソース線SLに接続されるような構成にも本発明を適用することができる。   In the above embodiment, as shown in FIG. 5, one terminal of the variable resistance element R is connected to the bit line BL, the other terminal is connected to one terminal of the selection transistor T, and the other terminal of the selection transistor T In the example shown in FIG. 12A, one end of the selection transistor T is connected to the bit line according to the polarity of the variable resistance element R. The present invention can also be applied to a configuration in which the other terminal of the variable resistance element R is connected to the source line SL, connected to the line BL.

さらに上記実施例では、メモリ素子が1トランジスタ+1可変抵抗素子から構成される例を示したが、これ以外にも、図12(B)に示すように、2トランジスタT1、T2+2可変抵抗素子R1、R2からなるコンプリメンタリーのメモリ素子であってもよい。コンプリメンタリーのメモリ素子は、可変抵抗素子R1、R2がそれぞれ相補的なデータを記憶(セット、リセット)を記憶するものであり、ビット線BL、/BLには、相補的なデータが出力される。   Further, in the above embodiment, an example in which the memory element is composed of one transistor + 1 variable resistance element is shown. However, as shown in FIG. 12B, two transistors T1, T2 + 2 variable resistance elements R1, It may be a complementary memory element made of R2. In the complementary memory element, the variable resistance elements R1 and R2 store complementary data (set, reset), and complementary data is output to the bit lines BL and / BL. .

100:抵抗変化型メモリ
110:メモリアレイ
120:入出力バッファ
130:アドレスレジスタ
140:データレジスタ
150:コントローラ
160:ワード線選択回路
170:列選択回路
180:センス回路
190:電圧発生回路
R:可変抵抗素子
T:選択用トランジスタ
P1、P2、P3:パルス
100: resistance change type memory 110: memory array 120: input / output buffer 130: address register 140: data register 150: controller 160: word line selection circuit 170: column selection circuit 180: sense circuit 190: voltage generation circuit R: variable resistance Element T: selection transistors P1, P2, P3: pulse

Claims (12)

可逆性かつ不揮発性の可変抵抗素子と選択用トランジスタとがビット線とソース線との間に直列に接続されたメモリ素子を含むメモリアレイと、
行方向の選択用トランジスタを選択する行選択手段と、
列方向の可変抵抗素子を選択する列選択手段と、
可変抵抗素子の書込みを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、選択されたビット線およびソース線に可変抵抗素子を低抵抗状態にリセットまたは高抵抗状態にセットするためのバイアス電圧を印加し、かつ前記行選択手段によって選択された選択用トランジスタのゲートにゲート電圧を印加し、
可変抵抗素子をリセットするときのゲート電圧は、電圧が徐々に増加するランプ波形のパルスまたは電圧が徐々に大きくなる複数のパルス列であり、
可変抵抗素子をセットするときのゲート電圧は、可変抵抗素子をリセットするときの最大電圧よりも小さい一定の電圧値を有するパルスである、可変抵抗型メモリ。
A memory array including a memory element in which a reversible and nonvolatile variable resistance element and a selection transistor are connected in series between a bit line and a source line;
A row selection means for selecting a selection transistor in the row direction;
Column selection means for selecting variable resistance elements in the column direction;
Control means for controlling writing of the variable resistance element,
The control means applies a bias voltage for resetting the variable resistance element to a low resistance state or setting it to a high resistance state to the selected bit line and source line, and the selection transistor selected by the row selection means Apply a gate voltage to the gate of
The gate voltage when resetting the variable resistance element is a pulse of a ramp waveform in which the voltage gradually increases or a plurality of pulse trains in which the voltage gradually increases,
The variable resistance memory, wherein the gate voltage when setting the variable resistance element is a pulse having a constant voltage value smaller than the maximum voltage when resetting the variable resistance element.
前記制御手段は、リセットされた可変抵抗素子の合否およびセットされた可変抵抗素子の合否を検証するベリファイ手段を含み、前記ベリファイ手段によってリセットとされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に前記ランプ波形のパルスまたは前記複数のパルス列をさらに印加して書込みを行い、前記ベリファイ手段によってセットされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に前記一定の電圧値を有するパルスをさらに印加して書込みを行う、請求項1に記載の可変抵抗型メモリ。 The control means includes verify means for verifying the pass / fail of the reset variable resistance element and the pass / fail of the set variable resistance element, and when the variable resistance element reset by the verify means fails, Writing is performed by further applying a pulse of the ramp waveform or the plurality of pulse trains to the resistance element, and when the variable resistance element set by the verifying unit fails, the constant voltage value is applied to the variable resistance element. The variable resistance memory according to claim 1, wherein writing is performed by further applying a pulse having the same. リセットされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線に第1のバイアス電圧が印加され、かつソース線に第2のバイアス電圧が印加され、リセットされた可変抵抗素子が合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線およびソース線に第2のバイアス電圧が印加され、
セットされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線に第3のバイアス電圧が印加され、かつソース線に第4のバイアス電圧が印加され、セットされた可変抵抗素子が合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線およびソース線に第4のバイアス電圧が印加される、請求項2に記載の可変抵抗型メモリ。
When the reset variable resistance element is rejected, the first bias voltage is applied to the bit line related to the variable resistance element, and the second bias voltage is applied to the source line. When it is acceptable, a second bias voltage is applied to the bit line and the source line related to the variable resistance element,
When the set variable resistance element is rejected, the third bias voltage is applied to the bit line related to the variable resistance element, and the fourth bias voltage is applied to the source line. 3. The variable resistance memory according to claim 2, wherein when it is acceptable, a fourth bias voltage is applied to a bit line and a source line related to the variable resistance element.
前記第3のバイアス電圧は、前記ベリファイ手段による検証より前に実施された書込み時のビット線に印加されるバイアス電圧よりも小さい、請求項3に記載の可変抵抗型メモリ。 4. The variable resistance memory according to claim 3, wherein the third bias voltage is smaller than a bias voltage applied to a bit line at the time of writing performed before verification by the verifying unit. 前記ベリファイ手段は、選択されたワード線内の複数のリセットまたはセットされた可変抵抗素子の個々のベリファイをワード線単位で実行する、請求項ないし4いずれか1つに記載の可変抵抗型メモリ。 5. The variable resistance memory according to claim 2 , wherein the verify unit executes individual verification of a plurality of reset or set variable resistance elements in a selected word line in units of word lines. 6. . 前記ベリファイ手段は、選択されたワード線内の複数のリセットまたはセットされた可変抵抗素子の個々のベリファイをワード線単位で実行する、請求項4または5に記載の可変抵抗型メモリ。 6. The variable resistance memory according to claim 4 or 5, wherein the verify means executes individual verification of a plurality of reset or set variable resistance elements in a selected word line in units of word lines. 可逆性かつ不揮発性の可変抵抗素子と選択用トランジスタとがビット線とソース線との間に直列に接続されたメモリ素子を含むメモリアレイを含む可変抵抗型メモリの書込み方法であって、
選択されたビット線およびソース線に可変抵抗素子を低抵抗状態にリセットまたは高抵抗状態にセットするためのバイアス電圧を印加し、かつ選択された選択用トランジスタのゲートにゲート電圧を印加し、
可変抵抗素子をリセットするときのゲート電圧は、電圧が徐々に増加するランプ波形のパルスまたは電圧が徐々に大きくなる複数のパルス列であり、
可変抵抗素子をセットするときのゲート電圧は、可変抵抗素子をリセットするときの最大電圧よりも小さい一定の電圧値を有するパルスである、書込み方法。
A variable resistance memory writing method including a memory array including a memory element in which a reversible and nonvolatile variable resistance element and a selection transistor are connected in series between a bit line and a source line,
A bias voltage is applied to the selected bit line and source line to reset or set the variable resistance element to a low resistance state or to a high resistance state, and a gate voltage is applied to the gate of the selected selection transistor.
The gate voltage when resetting the variable resistance element is a pulse of a ramp waveform in which the voltage gradually increases or a plurality of pulse trains in which the voltage gradually increases,
The writing method, wherein the gate voltage when setting the variable resistance element is a pulse having a constant voltage value smaller than the maximum voltage when resetting the variable resistance element.
書込み方法はさらに、リセットされた可変抵抗素子の合否およびセットされた可変抵抗素子の合否を検証するベリファイステップを含み、前記ベリファイステップによってリセットとされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に前記ランプ波形のパルスまたは前記複数のパルス列をさらに印加して書込みを行い、前記ベリファイステップによってセットされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に前記一定の電圧値を有するパルスをさらに印加して書込みを行う、請求項7に記載の書込み方法。 The writing method further includes a verify step for verifying the pass / fail of the reset variable resistance element and the pass / fail of the set variable resistance element, and when the variable resistance element reset by the verify step fails, Writing is performed by further applying the pulse of the ramp waveform or the plurality of pulse trains to the resistance element, and when the variable resistance element set by the verify step fails, the constant voltage value is applied to the variable resistance element. The writing method according to claim 7, wherein writing is performed by further applying a pulse having the same. リセットされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線に第1のバイアス電圧が印加され、かつソース線に第2のバイアス電圧が印加され、リセットされた可変抵抗素子が合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線およびソース線に第2のバイアス電圧が印加され、
セットされた可変抵抗素子が不合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線に第3のバイアス電圧が印加され、かつソース線に第4のバイアス電圧が印加され、セットされた可変抵抗素子が合格であるとき、当該可変抵抗素子に関するビット線およびソース線に第4のバイアス電圧が印加される、請求項8に記載の書込み方法。
When the reset variable resistance element is rejected, the first bias voltage is applied to the bit line related to the variable resistance element, and the second bias voltage is applied to the source line. When it is acceptable, a second bias voltage is applied to the bit line and the source line related to the variable resistance element,
When the set variable resistance element is rejected, the third bias voltage is applied to the bit line related to the variable resistance element, and the fourth bias voltage is applied to the source line. 9. The writing method according to claim 8, wherein when it is acceptable, a fourth bias voltage is applied to the bit line and the source line related to the variable resistance element.
前記第3のバイアス電圧は、前記ベリファイステップによる検証より前に実施された書込み時のビット線に印加されるバイアス電圧よりも小さい、請求項9に記載の書込み方法。 The write method according to claim 9, wherein the third bias voltage is smaller than a bias voltage applied to a bit line at the time of writing performed before the verification in the verify step . 書込み方法はさらに、選択されたワード線内の複数のリセットまたはセットされた可変抵抗素子の個々のベリファイをについてワード線単位で実行する、請求項10に記載の書込み方法。 The writing method according to claim 10, wherein the writing method further performs individual verification of a plurality of reset or set variable resistance elements in a selected word line for each word line. 書込み方法はさらに、選択されたワード線内の複数のリセットまたはセットされた可変抵抗素子の個々のベリファイをについてワード線単位で実行する、請求項10または11に記載の書込み方法。 12. The writing method according to claim 10, wherein the writing method further performs individual verification of a plurality of reset or set variable resistance elements in a selected word line in units of word lines.
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