JP6972059B2 - Resistive random access memory - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は抵抗変化型メモリに関する。 Embodiments of the present invention relate to resistance random access memory.
高抵抗状態と低抵抗状態との間を可逆的に変化することができるメモリセルを用いた抵抗変化型メモリが知られている。高抵抗状態から低抵抗状態に変える場合、メモリセルにパルス状の電圧(セット電圧)を印加する。その後、メモリセルが低抵抗状態であるか否かを判断し、低抵抗状態でない場合には、メモリセルにセット電圧を再び印加する。メモリセルが低抵抗状態であると確認されるまで、セット電圧の印加は一定の回数だけ繰り返される。 A resistance change type memory using a memory cell capable of reversibly changing between a high resistance state and a low resistance state is known. When changing from a high resistance state to a low resistance state, a pulse voltage (set voltage) is applied to the memory cell. After that, it is determined whether or not the memory cell is in the low resistance state, and if it is not in the low resistance state, the set voltage is applied to the memory cell again. The application of the set voltage is repeated a certain number of times until the memory cell is confirmed to be in a low resistance state.
本発明の目的は、メモリセルを高抵抗状態から低抵抗状態に変える際に、メモリセルに電圧を印加する回数を低減できる抵抗変化型メモリを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resistance change type memory capable of reducing the number of times a voltage is applied to a memory cell when the memory cell is changed from a high resistance state to a low resistance state.
実施形態の抵抗変化型メモリは、第1の抵抗状態と当該第1の抵抗状態よりも高い抵抗を有する第2の抵抗状態との間を可逆的に変化可能であるメモリセルと、前記メモリセルを駆動する駆動部とを含む。前記駆動部は、前記メモリセルを前記低抵抗状態にするために第1のパルス状の電圧を印加する。前記駆動部は、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧を印加した後、前記メモリセルが前記第1の抵抗状態であるか否かを判断し、前記第1の抵抗状態でないと判断した場合、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧よりも最大電圧が低い第2のパルス状の電圧を印加する。 The resistance change type memory of the embodiment is a memory cell capable of reversibly changing between a first resistance state and a second resistance state having a resistance higher than that of the first resistance state, and the memory cell. Includes a drive unit that drives the. The drive unit applies a first pulsed voltage to bring the memory cell into the low resistance state. After applying the first pulsed voltage to the memory cell, the driving unit determines whether or not the memory cell is in the first resistance state, and determines that the memory cell is not in the first resistance state. If so, a second pulsed voltage having a maximum voltage lower than that of the first pulsed voltage is applied to the memory cell.
以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。図面は、模式的または概念的なものであり、必ずしも現実のものと同一であるとは限らない。また、図面において、同一符号は同一または相当部分を付してあり、重複した説明は必要に応じて行う。また、簡略化のために、同一又は相当部分があっても符号を付さない場合もある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The drawings are schematic or conceptual and may not always be the same as the real ones. Further, in the drawings, the same reference numerals are given the same or corresponding parts, and duplicate explanations will be given as necessary. Further, for simplification, even if there are the same or equivalent parts, they may not be labeled.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る抵抗変化型メモリ1の構成を示す模式図である。
抵抗変化型メモリ1は、メモリセルアレイ2と駆動部3とを含む。
メモリセルアレイ2は、図2に示すように、第1の方向に伸長する複数のワード線WL(WL1,WL2,WL3,WL4,・・・)と、第1の方向に交差する第2の方向に伸長する複数のビット線BL(BL1,BL2,BL3,BL4,・・・)と、複数のワード線WLと複数のビット線BLとの各交点に設けられたメモリセルMCとを含む。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the resistance
The resistance
As shown in FIG. 2, the
メモリセルMCは、第1の抵抗状態(低抵抗状態)と当該第1の抵抗状態よりも高抵抗の第2の抵抗状態(高抵抗状態)との間を可逆的に変化可能である。メモリセルMCは、例えば、図3に示すように、抵抗変化膜11及び選択素子12を含む抵抗変化記憶素子である。抵抗変化膜11の一端はビット線BLに接続され、抵抗変化膜11の他端は選択素子12の一端に接続され、そして、選択素子12の他端はワード線WLに接続される。
The memory cell MC can reversibly change between a first resistance state (low resistance state) and a second resistance state (high resistance state) having a higher resistance than the first resistance state. As shown in FIG. 3, the memory cell MC is, for example, a resistance change storage element including a
抵抗変化型メモリ1がPCM(Phase Change Memory)、抵抗変化膜11は、例えば、GeSbTe、又は、GeTeを含む。また、抵抗変化型メモリ1がPCM(Phase Change Memory)の場合、抵抗変化膜11は、例えば、GeTe及びSbTeを積層した超格子を含む。
The resistance
選択素子12は、例えば、ダイオード、双方向ダイオードである。選択素子12は、下記の2端子間スイッチ素子でもよい。すなわち、当該2端子間スイッチ素子は、2端子間に印加する電圧が閾値以下の場合、そのスイッチ素子は高抵抗状態、例えば、電気的に非導通状態である。2端子間に印加する電圧が閾値以上の場合、スイッチ素子は低抵抗状態、例えば、電気的に導通状態に変わる。上記2端子間スイッチ素子は、電圧がどちらの極性でもこの機能を有していてもよい。上記2端子間スイッチ素子には、Te、Se及びSからなる群より選択された少なくとも1種以上のカルコゲン元素又は上記カルコゲン元素を含む化合物であるカルコゲナイドを含んでいてもよい。このスイッチ素子は他にも、B、Al、Ga、In、C、Si、Ge、Sn、As、P、Sbからなる群より選択された少なくとも1種以上の元素を含んでもよい。
The
駆動部3はメモリセルMCに印加する駆動電圧を制御し、データの読み出しや書き込み、及び、それらに関する制御を行い、図4に示すように、例えば、アドレス選択回路21、電圧発生回路22、電圧印加回路23、電流検出回路24及びコントローラ25を含む。
The
アドレス選択回路21は、情報の読み出し時(読み出し動作)及び情報の書き込む時(書き込み動作)にメモリセルMCのアドレスを選択する。電圧発生回路22は、読み出し動作及び書き込み動作に必要なメモリセルMCに印加する電圧を発生する。電圧印加回路23は、アドレス選択回路21が選択したメモリセルMCに、電圧発生回路22が発生した電圧を印加する。電流検出回路24は、読み出し動作時及び書き込み動作におけるベリファイ読み出し時において、選択されたメモリセルMCに流れた電流を検出する。コントローラ25は、アドレス選択回路21、電圧発生回路22、電圧印加回路23及び電流検出回路24を統合的に制御できるように構成されている。上記の構成は一例であり、異なる構成を用いても構わない。例えば、読み出し動作時に選択されたメモリセルMCに流れた電流を検出するのではなく、一定の電流を流した場合の電圧を検出しても良い。
The
次に、本実施形態の抵抗変化型メモリ1のセット動作について説明する。図5は、本実施形態のセット動作に用いる電圧を示す図である。図6は、本実施形態のセット動作を示すフローチャートである。
セット動作は、選択したメモリセルMCを高抵抗状態から低抵抗状態に変える書込み動作である。PCMの場合、メモリセルMCの抵抗変化膜11をアモルファス状態(高抵抗状態)から結晶状態(低抵抗状態)に変える動作である。なお、リセット動作は、選択したメモリセルMCを低抵抗状態から高抵抗状態に変える書込み動作である。
Next, the set operation of the resistance
The set operation is a write operation that changes the selected memory cell MC from a high resistance state to a low resistance state. In the case of PCM, it is an operation of changing the
まず、選択したメモリセルMCに書込み電圧であるパルス状の電圧(以下、パルス電圧という)PN(初期値N=1)を印加する(ステップS1)。本実施形態では、書込み電圧は選択したワード線と選択したビット線との間の電位差である。
パルス電圧P1は、図5に示すように、短い立ち上がり時間でもって電圧V0から最大電圧V1に達し、最大電圧V1は一定の期間継続し、その後、パルス電圧P1は電圧V0に向かって緩やかには下がる。このような形状を有するパルスをセットパルスと呼ぶ。パルス電圧P1は、例えば、ワード線WL及びビット線BLのそれぞれに適切な電圧を印加することで選択したメモリセルMCに印加する。
First, a pulsed voltage (hereinafter referred to as pulse voltage) PN (initial value N = 1), which is a write voltage, is applied to the selected memory cell MC (step S1). In this embodiment, the write voltage is the potential difference between the selected word line and the selected bit line.
Pulse voltage P1, as shown in FIG. 5, shorter with a rise time reaches the voltage V 0 to the maximum voltages V 1, the maximum voltage V 1 was continues for a predetermined period of time, then the pulse voltage P1 is toward voltage V 0 It goes down slowly. A pulse having such a shape is called a set pulse. The pulse voltage P1 is applied to the selected memory cell MC by applying an appropriate voltage to each of the word line WL and the bit line BL, for example.
次に、ベリファイを行う。すなわち、パルス電圧P1を印加したメモリセルMCが低抵抗状態であるか否かを判断する(ステップS2)。
より詳細には、例えば、メモリセルMCに流れる電流を読み出し、この読み出した電流(読み出し電流)の値が基準値以下であれば、メモリセルMCは低抵抗状態であると判断し、読み出し電流が基準値を超えていれば、メモリセルMCは低抵抗状態であると判断する。この判断は例えばコントローラ25が行う。読み出し電流の値の検出は例えば電流検出回路24を用いて行う。
Next, verify is performed. That is, it is determined whether or not the memory cell MC to which the pulse voltage P1 is applied is in the low resistance state (step S2).
More specifically, for example, the current flowing through the memory cell MC is read, and if the value of the read current (read current) is equal to or less than the reference value, it is determined that the memory cell MC is in a low resistance state, and the read current is high. If it exceeds the reference value, it is determined that the memory cell MC is in a low resistance state. This determination is made, for example, by the
ステップS2において、メモリセルMCは低抵抗状態であると判断された場合(Yes)には、セット動作は終了する。一方、メモリセルMCは高抵抗状態であると判断された場合(No)には、ステップS3に進む。
ステップS3ではNの数を一つインクリメントし、その後、メモリセルMCにパルス電圧PN(N≧2)を印加する(ステップS4)。メモリセルMCにパルス電圧PNを印加している期間は、メモリセルMCにパルス電圧P1を印加している期間よりも短い。
If it is determined in step S2 that the memory cell MC is in the low resistance state (Yes), the set operation ends. On the other hand, if it is determined that the memory cell MC is in a high resistance state (No), the process proceeds to step S3.
In step S3, the number of N is incremented by one, and then a pulse voltage PN (N ≧ 2) is applied to the memory cell MC (step S4). Period during which a pulse voltage is applied P N to the memory cell MC is shorter than the period in which a pulse voltage is applied P 1 to the memory cell MC.
パルス電圧P2は、図5に示すように、短い立ち上がり時間でもって電圧V0から最大電圧V2(<V1)に達し、最大電圧V2は一定の期間継続し、その後、短い立ち下がり時間でもって電圧V0まで下がる。このような形状を有するパルスをリセットパルスと呼ぶ。リセットパルスとセットパルスとを比較すると、立下り以外の時間が同じであれば、セットパルスの方がリセットパルスよりもパルス印加時間は長い。 As shown in FIG. 5, the pulse voltage P2 reaches the maximum voltage V 2 (<V 1 ) from the voltage V 0 with a short rise time, the maximum voltage V 2 continues for a certain period, and then a short fall time. Therefore, the voltage drops to V 0. A pulse having such a shape is called a reset pulse. Comparing the reset pulse and the set pulse, if the time other than the falling time is the same, the set pulse has a longer pulse application time than the reset pulse.
ステップ4の後、Nが一定値(Nmax)に達したか否かを判断する(ステップS5)。ステップS5において、Nが一定値(Nmax)に達した判断した場合(Yes)、セット動作は終了する。
一方、ステップS5において、Nが一定値(Nmax)未満であると判断した場合(No)、ステップS2の判断がYesとなるまで、又は、ステップS5の判断がYesとなるまで、ステップS2〜S5のループは繰り返される。
After
On the other hand, when it is determined in step S5 that N is less than a certain value (Nmax) (No), steps S2 to S5 until the determination in step S2 becomes Yes or until the determination in step S5 becomes Yes. Loop is repeated.
本実施形態では、N=3でステップS4で使用する電圧(書込み電圧)は、図5に示すようにパルス電圧P2とほぼ同じ(又は同じ)最大電圧V2を有するパルス電圧P3(リセットパルス)である。N≧4においても同様である。
本実施形態では、上述したようにステップS4(書込み電圧の再印加)において、セットパルスを用いている。その理由は以下の通りである。
In the present embodiment, the voltage used in step S4 in N = 3 (write voltage) is almost the same as the pulse voltage P2 as shown in FIG. 5 (or the same) pulsed voltage P3 having the maximum voltage V 2 (the reset pulse) Is. The same applies to N ≧ 4.
In this embodiment, as described above, the set pulse is used in step S4 (reapplying the write voltage). The reason is as follows.
図7は、抵抗変化記憶素子の抵抗−パルス電圧の特性の一例を示す図である。
図7において、実線は高抵抗状態の抵抗変化記憶素子にセットパルスを印加した場合の特性を示し、破線は低抵抗状態の抵抗変化記憶素子にリセットパルスを印加した場合の特性を示している。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the characteristics of the resistance-pulse voltage of the resistance change storage element.
In FIG. 7, the solid line shows the characteristics when the set pulse is applied to the resistance change storage element in the high resistance state, and the broken line shows the characteristics when the reset pulse is applied to the resistance change storage element in the low resistance state.
図7から分かることは、高抵抗状態の抵抗変化記憶素子に一定の電圧値以上のセットパルスを印加すると、抵抗変化記憶素子の抵抗値はある程度低くなり、その後、当該抵抗変化記憶素子に上記セットパルスよりも低電圧かつ一定の電流値以下のリセットパルスを印加すると、当該抵抗変化記憶素子の抵抗値が更に下がることである。 As can be seen from FIG. 7, when a set pulse having a constant voltage value or more is applied to the resistance change storage element in the high resistance state, the resistance value of the resistance change storage element is lowered to some extent, and then the above-mentioned set is applied to the resistance change storage element. When a reset pulse having a voltage lower than the pulse and a constant current value or less is applied, the resistance value of the resistance change storage element is further lowered.
また、高抵抗状態の抵抗変化記憶素子に一定の電圧値以上のセットパルスを印加した場合、抵抗変化記憶素子はより低抵抗状態には遷移することはできたが、上記の低電圧のリセットパルス印加後に比べて、抵抗値のばらつきが多いことが分かった。
以上のことから、上記のような特性の場合、高抵抗状態から抵抗を下げるには、最大電圧が高いセットパルスを最初に印加することは有効であるが、抵抗変化記憶素子の抵抗値がある程度下がった後に更に抵抗値を下げてばらつきを低減するためには、上記最大電圧よりもある程度低い最大電圧のリセットパルスを印加した方が有効であることが分かる。そのため、本実施形態では、ステップS4(書込み電圧の再印加)において、図5に示すリセットパルスを用いている。
Further, when a set pulse having a constant voltage value or more was applied to the resistance change storage element in the high resistance state, the resistance change storage element was able to transition to the lower resistance state, but the above-mentioned low voltage reset pulse. It was found that the resistance value varied more than after the application.
From the above, in the case of the above characteristics, in order to reduce the resistance from the high resistance state, it is effective to first apply a set pulse with a high maximum voltage, but the resistance value of the resistance change storage element is to some extent. It can be seen that it is more effective to apply a reset pulse having a maximum voltage that is somewhat lower than the above-mentioned maximum voltage in order to further reduce the resistance value after the decrease. Therefore, in the present embodiment, the reset pulse shown in FIG. 5 is used in step S4 (reapplying the write voltage).
2回目以降のパルス電圧としてリセットパルスを用いることで上記のように低抵抗化かつばらつきを低減することによりループ回数を削減でき、またリセットパルスを用いればセットパルスに比べて書込み電圧の印加時間を短くできるため、ステップS2(ベリファイ)及びステップS4(書込み電圧の再印加)からなる繰り返し処理の高速化を図ることができる。 By using the reset pulse as the pulse voltage for the second and subsequent times, the number of loops can be reduced by lowering the resistance and reducing the variation as described above, and if the reset pulse is used, the writing voltage application time can be shortened compared to the set pulse. Since it can be shortened, the speed of the iterative process including step S2 (verify) and step S4 (reapplying the write voltage) can be increased.
なお、ステップS2(ベリファイ)において、ループの繰返し回数(N)毎に異なる判断基準を用いても構わない。
また、パルス電圧P2を印加した後にベリファイ(ステップS2)を行わずに終了しても構わない。このような変更は、例えば、パルス電圧P2を印加した場合、メモリセルが低抵抗状態である可能性が高いことが分かっている場合に採用する。同様に、パルス電圧P3以降においても、ベリファイ(ステップS2)を行わずに終了しても構わない。
In step S2 (verify), a different determination criterion may be used for each loop repetition rate (N).
Further, after applying the pulse voltage P2, the verification may be completed without performing the verify (step S2). Such a change is adopted, for example, when it is known that the memory cell is likely to be in a low resistance state when a pulse voltage P2 is applied. Similarly, even after the pulse voltage P3, it may be terminated without performing the verify (step S2).
図8は、抵抗変化型メモリ1の実装例を示す図である。
抵抗変化型メモリ1は、例えば、メモリセルアレイ2、カラムスイッチ31、センスアンプ回路32、ビット線(BL)ドライバ回路33、ロウデコーダ回路34、ワード線(WL)ドライバ回路35、電圧発生回路36a,36b及び周辺回路37を含む。
FIG. 8 is a diagram showing an implementation example of the resistance
The resistance
各ビット線BLは、カラムスイッチ31を介して、センスアンプ回路32及びビット線ドライバ回路33に接続される。各ワード線WLは、ロウデコーダ回路14を介して、ワード線ドライバ回路35に接続される。
図4のアドレス選択回路21は、カラムスイッチ31及びロウデコーダ回路34を用いて実装される。図4の電圧発生回路22は、BLドライバ33内に設けられた電圧発生回路36a及びWLドライバ回路35内に設けられた電圧発生回路36bを用いて実装される。なお、電圧発生回路36a,36bは、BLドライバ33及びWLドライバ回路35内の外部に設けてもよい。図4の電圧印加回路23は、BLドライバ回路33及びWLドライバ回路35を用いて実装されている。図4の電流検出回路24は、センスアンプ回路32を用いて実装される。図4のコントローラ25は、周辺回路37を用いて実装される。周辺回路37は、データの書き込み、データの読み出し及びベリファイ動作などを行えるように、カラムスイッチ31、センスアンプ回路32、ビット線ドライバ回路33、ロウデコーダ回路34、ワード線ドライバ回路35及び電圧発生回路36a,36bを統合的に制御できるように構成されている。
Each bit line BL is connected to the
The
(第2の実施形態)
図9は、本実施形態の抵抗変化型メモリのセット動作に用いる電圧を示す図である。図10は、本実施形態の抵抗変化型メモリのセット動作を説明するためのフローチャートである。
本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、N≧2の場合に、ループの繰返し回数(N)が一つ増える毎に、パルス電圧(リセットパルス)P2,P3,・・・の最大電圧(V2<V3<・・・)が高くなることにある(ステップS4)。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a voltage used for the set operation of the resistance change type memory of the present embodiment. FIG. 10 is a flowchart for explaining the setting operation of the resistance change type memory of the present embodiment.
The difference between this embodiment and the first embodiment is that when N ≧ 2, the maximum pulse voltage (reset pulse) P2, P3, ... Is increased each time the loop repetition rate (N) is increased by one. The voltage (V 2 <V 3 <...) becomes high (step S4).
図7に示したように、ある一定の電圧以下であれば、リセットパルスであっても電圧が高い方がより低抵抗となっている。そのため、本実施形態によれば、1回のループで抵抗をより大きく下げることが可能となり、これによりループの回数(N)を少なくすることが可能となる。 As shown in FIG. 7, if the voltage is a certain value or less, the higher the voltage is, the lower the resistance is even if it is a reset pulse. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to further reduce the resistance in one loop, and thereby it is possible to reduce the number of loops (N).
なお、リセットパルスの最大電圧の上昇幅は各ループで一定でなくとも構わない。
(第3の実施形態)
図11は、本実施形態の抵抗変化型メモリのセット動作に用いる電圧を示す図である。本実施形態の抵抗変化型メモリのセット動作のフローチャートは、N≧2の場合の書込み電圧がセットパルスであることを除いて、第2の実施形態のそれと同じである。
The increase width of the maximum voltage of the reset pulse does not have to be constant in each loop.
(Third embodiment)
FIG. 11 is a diagram showing a voltage used for the set operation of the resistance change type memory of the present embodiment. The flowchart of the set operation of the resistance change type memory of the present embodiment is the same as that of the second embodiment except that the write voltage when N ≧ 2 is a set pulse.
本実施形態が第2の実施形態と異なる点は、ステップS4のパルス電圧P2,P3,・・・としてセットパルスを用いていることにある。これにより、ステップS4でパルス電圧P2,P3,・・・の最大電圧を上げていった場合に、メモリセルMCが高抵抗状態になる可能性を小さくすることができる。 The difference between this embodiment and the second embodiment is that a set pulse is used as the pulse voltages P2, P3, ... In step S4. This makes it possible to reduce the possibility that the memory cell MC will be in a high resistance state when the maximum voltage of the pulse voltages P2, P3, ... Is increased in step S4.
また、本実施形態では、パルス電圧P1,P2,P3,・・・は同種の波形を有することになるので、パルス電圧を発生する回路の構成を簡略化することが可能となる。
なお、パルス電圧(セットパルス)P2,P3,・・・の最大電圧の上昇幅は各ループで一定でなくとも構わない。また、N≧3において、パルス電圧P1よりも最大電圧が高いセットパルスを印加しても構わない。
Further, in the present embodiment, since the pulse voltages P1, P2, P3, ... Have the same type of waveform, it is possible to simplify the configuration of the circuit that generates the pulse voltage.
The increase width of the maximum voltage of the pulse voltage (set pulse) P2, P3, ... Does not have to be constant in each loop. Further, when N ≧ 3, a set pulse having a maximum voltage higher than the pulse voltage P1 may be applied.
以上述べた第1乃至3の実施形態において、パルス電圧PNのうちセットパルスであるものは、図12に示すように、最大電圧VNから階段状に緩やかに立ち下がる波形を含んでいても構わない。
また、上述した実施形態では、メモリセルMCの構成として、1つの抵抗変化記憶素子と1つの選択素子からなる例を用いて説明したが、異なる構成であっても構わない。例えば、抵抗変化記憶素子のみから構成を採用しても構わない。また、抵抗素子など選択素子以外の構成要素を用いても構わない。さらに、複数の抵抗変化記憶素子や選択素子を直列もしくは並列に接続した構成を採用しても構わない。
In the first to third embodiments described above, those which are set pulse of the pulse voltage P N, as shown in FIG. 12, also include a gradually drops waveform stepwise the maximum voltage V N I do not care.
Further, in the above-described embodiment, the configuration of the memory cell MC has been described by using an example including one resistance change storage element and one selection element, but different configurations may be used. For example, the configuration may be adopted from only the resistance change storage element. Further, a component other than the selection element such as a resistance element may be used. Further, a configuration in which a plurality of resistance change storage elements and selection elements are connected in series or in parallel may be adopted.
上述した実施形態の上位概念、中位概念及び下位概念の一部又は全て、及び、上述していないその他の実施形態は、例えば、以下の付記1−15、及び、付記1−15の任意の組合せ(明らかに矛盾する組合せは除く)で表現できる。
[付記1]
第1の抵抗状態と当該第1の抵抗状態よりも高い抵抗を有する第2の抵抗状態との間を可逆的に変化可能であるメモリセルと、
前記メモリセルを駆動する駆動部とを具備し、
前記駆動部は、前記メモリセルを前記第1の抵抗状態にするために第1のパルス状の電圧を印加し、
前記駆動部は、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧を印加した後、前記メモリセルが前記第1の抵抗状態であるか否かを判断し、前記第1の抵抗状態でないと判断した場合、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧よりも最大電圧が低い第2のパルス状の電圧を印加する抵抗変化型メモリ。
[付記2]
前記第1のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第1のパルス状の電圧の立上がり時間よりも長く、
前記第2のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第1のパルス状の電圧の立下がり時間より短い付記1に記載の抵抗変化型メモリ。
[付記3]
前記第1のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第1のパルス状の電圧の立上がり時間よりも長く、
前記第2のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第2のパルス状の電圧の立上がり時間よりも長い付記1に記載の抵抗変化型メモリ。
[付記4]
前記メモリセルに前記第2のパルス状の電圧を印加している期間は、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧を印加している期間よりも短い付記1乃至3のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記5]
前記駆動部は、前記メモリセルに前記第2のパルス状の電圧を印加した後、前記メモリセルが前記第2の抵抗状態でないと判断した場合、前記メモリセルに前記第2のパルス状の電圧と最大電圧がほぼ同じかもしくはより最大電圧が高い第3のパルス状の電圧を印加する付記1乃至4のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記6]
前記第3のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第1のパルス状の電圧の立下がり時間よりも短い付記5に記載の抵抗変化型メモリ。
[付記7]
前記第3のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第3のパルス状の電圧の立上がり時間よりも長い付記5に記載の抵抗変化型メモリ。
[付記8]
前記第2のパルス状の電圧及び前記第3のパルス状の電圧は略同じ最大電圧を有する付記5乃至7のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記9]
前記第3のパルス状の電圧は前記第2のパルス状の電圧よりも高い最大電圧を有する付記5乃至7のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記10]
前記メモリセルに前記第3のパルス状の電圧を印加している期間は、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧を印加している期間よりも短い付記5乃至9のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記11]
前記駆動部は、パルス状の電圧を発生する電圧発生部と、前記メモリセルが前記第1の抵抗状態であるか否かを判断する判断部とを含む付記1乃至10のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記12]
前記メモリセルは、抵抗変化膜を含む付記1乃至11のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記13]
前記抵抗変化膜は、GeSbTe、又は、GeTe及びSbTeを積層した超格子を含む付記12に記載の抵抗変化型メモリ。
[付記14]
前記メモリセルは、選択素子を含む付記1乃至13のいずれかに記載の抵抗変化型メモリ。
[付記15]
前記選択素子は、ダイオード又は双方向ダイオードを含む付記14に記載の抵抗変化型メモリ。
Some or all of the superordinate concepts, intermediate concepts and subordinate concepts of the above-described embodiments, and other embodiments not described above are, for example, any of the following appendices 1-15 and 1-15. It can be expressed as a combination (excluding combinations that are clearly inconsistent).
[Appendix 1]
A memory cell that can reversibly change between a first resistance state and a second resistance state having a higher resistance than the first resistance state.
A drive unit for driving the memory cell is provided.
The drive unit applies a first pulsed voltage to bring the memory cell into the first resistance state.
After applying the first pulsed voltage to the memory cell, the drive unit determines whether or not the memory cell is in the first resistance state, and determines that the memory cell is not in the first resistance state. If so, a resistance change type memory that applies a second pulsed voltage having a maximum voltage lower than that of the first pulsed voltage to the memory cell.
[Appendix 2]
The fall time of the first pulsed voltage is longer than the rise time of the first pulsed voltage.
The resistance change type memory according to
[Appendix 3]
The fall time of the first pulsed voltage is longer than the rise time of the first pulsed voltage.
The resistance change type memory according to
[Appendix 4]
The period during which the second pulse-shaped voltage is applied to the memory cell is described in any one of
[Appendix 5]
When the drive unit determines that the memory cell is not in the second resistance state after applying the second pulse-shaped voltage to the memory cell, the second pulse-shaped voltage is applied to the memory cell. The resistance change type memory according to any one of
[Appendix 6]
The resistance change type memory according to
[Appendix 7]
The resistance change type memory according to
[Appendix 8]
The resistance change type memory according to any one of
[Appendix 9]
The resistance change type memory according to any one of
[Appendix 10]
The period during which the third pulse-shaped voltage is applied to the memory cell is described in any one of
[Appendix 11]
13. Resistive random access memory.
[Appendix 12]
The resistance change type memory according to any one of
[Appendix 13]
The resistance-changing memory according to
[Appendix 14]
The resistance change type memory according to any one of
[Appendix 15]
The resistance change memory according to Appendix 14, wherein the selection element includes a diode or a bidirectional diode.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
MC…メモリセル、1…抵抗変化型メモリ、2…メモリセルアレイ、3…駆動部、11…抵抗変化膜、12…選択素子、21…アドレス選択回路、22…電圧発生回路、23…電圧印加回路、24…電流検出回路、25…コントローラ、31…カラムスイッチ、32…センスアンプ回路、33…BLドライバ回路、34…ロウデコーダ回路、35…WLドライバ回路、36a,36b…電圧発生回路、37…周辺回路。 MC ... Memory cell, 1 ... Resistance change type memory, 2 ... Memory cell array, 3 ... Drive unit, 11 ... Resistance change film, 12 ... Selection element, 21 ... Address selection circuit, 22 ... Voltage generation circuit, 23 ... Voltage application circuit , 24 ... Current detection circuit, 25 ... Controller, 31 ... Column switch, 32 ... Sense amplifier circuit, 33 ... BL driver circuit, 34 ... Low decoder circuit, 35 ... WL driver circuit, 36a, 36b ... Voltage generation circuit, 37 ... Peripheral circuit.
Claims (10)
前記メモリセルを駆動する駆動部とを具備し、
前記駆動部は、前記メモリセルを前記第1の抵抗状態にするために第1のパルス状の電圧を印加し、
前記駆動部は、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧を印加した後、前記メモリセルが前記第1の抵抗状態であるか否かを判断し、前記第1の抵抗状態でないと判断した場合、前記メモリセルに前記第1のパルス状の電圧よりも最大電圧が低い第2のパルス状の電圧を印加し、
前記第1のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第1のパルス状の電圧の立上がり時間よりも長く、
前記第2のパルス状の電圧の立下がり時間は前記第1のパルス状の電圧の立下がり時間より短い抵抗変化型メモリ。 A memory cell that can reversibly change between a first resistance state and a second resistance state having a higher resistance than the first resistance state.
A drive unit for driving the memory cell is provided.
The drive unit applies a first pulsed voltage to bring the memory cell into the first resistance state.
After applying the first pulsed voltage to the memory cell, the driving unit determines whether or not the memory cell is in the first resistance state, and determines that the memory cell is not in the first resistance state. If so, a second pulsed voltage having a maximum voltage lower than that of the first pulsed voltage is applied to the memory cell.
The fall time of the first pulsed voltage is longer than the rise time of the first pulsed voltage.
The resistance change type memory in which the falling time of the second pulsed voltage is shorter than the falling time of the first pulsed voltage.
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