JP7290575B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
本開示の一実施の形態における第2の半導体装置は、メモリセルと、駆動制御部とを備えている。メモリセルは、第1の端子と、第2の端子と、第1の抵抗状態および第2の抵抗状態をとりうる記憶素子と、両端間の電圧差が所定の電圧差よりも大きいときにオン状態になる非線形素子とを有するものである。記憶素子および非線形素子は、第1の端子と第2の端子との間の経路上に設けられている。駆動制御部は、第1の端子の第1の電圧を第2の端子の第2の電圧よりも高くすることにより記憶素子の抵抗状態を第1の抵抗状態にする第1の動作と、第1の電圧を第2の電圧よりも低くすることにより記憶素子の抵抗状態を第2の抵抗状態にする第2の動作と、第1の電圧と第2の電圧とを互いに異ならせるとともに第1の端子と第2の端子との間に流れる電流の電流値を第1の電流値以下に制限することにより記憶素子の抵抗状態を判定する第3の動作と、第1の電圧と第2の電圧とを互いに異ならせるとともに電流値を第2の電流値以下に制限する第4の動作を行うものである。上記駆動制御部は、第1の動作、第2の動作、および第3の動作のそれぞれの前に第4の動作を行うものである。第1の動作、第2の動作、第3の動作、および第4の動作のそれぞれの時間長は互いに等しい。
本開示の一実施の形態における第2の半導体装置では、メモリセルの第1の端子と第2の端子との間に、記憶素子および非線形素子が設けられる。そして、この半導体装置では、第1の端子の第1の電圧を第2の端子の第2の電圧よりも高くすることにより記憶素子の抵抗状態を第1の抵抗状態にする第1の動作と、第1の電圧を第2の電圧よりも低くすることにより記憶素子の抵抗状態を第2の抵抗状態にする第2の動作と、第1の電圧と第2の電圧とを互いに異ならせるとともに第1の端子と第2の端子との間に流れる電流の電流値を第1の電流値以下に制限することにより記憶素子の抵抗状態を判定する第3の動作と、第1の電圧と第2の電圧とを互いに異ならせるとともに電流値を第2の電流値以下に制限する第4の動作とが行われる。この第4の動作は、第1の動作、第2の動作、および第3の動作のそれぞれの前に行われる。
本開示の一実施の形態における第2の半導体装置によれば、第1の動作、第2の動作、および第3の動作のそれぞれの前に第4の動作を行うようにしたので、安定した動作を実現することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。
[構成例]
図1は、一実施の形態に係る半導体装置(半導体装置1)の一構成例を表すものである。半導体装置1は、抵抗変化型の記憶素子を用いてデータを記憶する、不揮発性の半導体記憶装置である。半導体装置1は、メモリセルアレイ10と、駆動制御部20とを備えている。
続いて、本実施の形態の半導体装置1の動作および作用について説明する。
まず、図1を参照して、半導体装置1の全体動作概要を説明する。駆動制御部20の制御部21は、外部から供給された書込コマンド、書込データ、および読出コマンドに基づいて、行選択線駆動部30および列選択線駆動部40の動作を制御する。行選択線駆動部30は、制御部21からの指示に基づいて、行選択線RL0~RL3に対して選択的に電圧を印加するとともに、行選択線RL0~RL3の電圧に基づいてデータを読み出す。列選択線駆動部40は、制御部21からの指示に基づいて、列選択線CL0~CL3に対して選択的に電圧を印加する。メモリセルアレイ10では、例えば1つのメモリセルMCが選択され、そのメモリセルMCにデータが書き込まれ、またはそのメモリセルMCからデータが読み出される。
駆動制御部20の制御部21は、外部から供給された書込コマンドおよび書込データに基づいて、行選択線駆動部30および列選択線駆動部40がセット動作OPsetまたはリセット動作OPrstを行うように、行選択線駆動部30および列選択線駆動部40の動作を制御する。また、制御部21は、外部から供給された読出コマンドに基づいて、行選択線駆動部30および列選択線駆動部40がセンス動作OPsnsを行うように、行選択線駆動部30および列選択線駆動部40の動作を制御する。また、制御部21は、行選択線駆動部30および列選択線駆動部40が、セット動作OPset、リセット動作OPrst、およびセンス動作OPsnsの後に、準備動作OPpreを行うように、行選択線駆動部30および列選択線駆動部40の動作を制御する。
選択素子SEは、カルコゲン元素を含む材料を用いて構成することにより、両端間に印加される電圧の電圧差の絶対値が所定の電圧差(しきい値電圧Vth)よりも大きくすると、急激に電流を増加させることができる。しかしながら、この場合には、以下に説明するように、選択素子SEのしきい値電圧Vthが、一つ前の動作において選択素子SEに流れた電流に応じて変化するおそれがある。そこで、半導体装置1では、セット動作OPset、リセット動作OPrst、およびセンス動作OPsnsの後に、準備動作OPpreを行うことにより、選択素子SEのしきい値電圧Vthが変化するおそれを低減するようにした。以下に、いくつか例を挙げて、本実施の形態の作用を説明する。
図9は、実験例Aにおいて試作したテストデバイス90Aの一構成例を表すものである。テストデバイス90Aは、電極91と、OTS層92と、電極93とを有している。電極91は、窒化チタン(TiN)を用いて構成された電極であり、この例では、直径150nmの円形の電極である。この電極91は、周囲を絶縁膜99により囲まれている。この絶縁膜99は、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)-酸化ケイ素(SiO2)を用いて構成されている。電極91および絶縁膜99の上には、OTS層92が形成されている。OTS層92は、カルコゲン元素を含む材料を用いて構成されたものであり、本実施の形態に係る選択素子SE(図2,3)に対応するものである。このOTS層92の上には、電極93が形成されている。この電極93は、チタン(Ti)/アルミニウム(Al)を用いて構成されている。すなわち、電極93は、チタン層とアルミニウム層が積層されたものである。
実験例Aでは、テストデバイス90Aのしきい値電圧Vthが、一つ前の動作において選択素子SEに流れた電流に応じて変化する、いわゆるメモリ効果が確認された。実験例Bでは、このようなメモリ効果を回避するため、セット動作OPsetおよびセンス動作OPsnsのそれぞれの動作の後に、準備動作OPpreを行った。実験例Bにおける測定回路100Bは、測定回路100A(図10)と同様である。
実験例Cでは、選択素子SEに対応するOTS層に加え、記憶素子VRに対応する記憶層をも形成したテストデバイス90Cを試作し、実験例Bと同様の測定を行った。
実験例Dでは、OTS層95および記憶層96を有するテストデバイス90Cに対して、セット動作OPsetおよびリセット動作OPrstを行ったときのしきい値電圧Vthの測定を行った。
実験例Eでは、セット動作OPsetおよびリセット動作OPrstのそれぞれの動作の後に、準備動作OPpreを行った。実験例Eにおける測定回路100Eは、測定回路100D(図16)と同様である。
以上のように本実施の形態では、セット動作、リセット動作、およびセンス動作の後に、準備動作を行うようにしたので、安定した動作を実現することができる。
上記実施の形態では、図8に示したように、セット動作OPset、リセット動作OPrst、およびセンス動作OPsnsを行った後に、そのメモリセルMCに係る行選択線RLおよび列選択線CLに非選択電圧Vinhを印加したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、セット動作OPset、リセット動作OPrst、およびセンス動作OPsnsを行った後に、行選択線RLおよび列選択線CLに非選択電圧Vinhを印加せずに、準備動作OPpreを続けて行ってもよい。以下に、本変形例に係る半導体装置1Aについて詳細に説明する。半導体装置1Aは、駆動制御部20Aを備えている。駆動制御部20Aは、制御部21Aを有している。
上記実施の形態では、図8に示したように、行選択線RLおよび列選択線CLに非選択電圧Vinhを印加した後に、セット動作OPset、リセット動作OPrst、およびセンス動作OPsnsを行うようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、準備動作OPpreを行った後に、行選択線RLおよび列選択線CLに非選択電圧Vinhを印加せずに、セット動作OPset、リセット動作OPrst、およびセンス動作OPsnsを続けて行ってもよい。以下に、本変形例に係る半導体装置1Bについて詳細に説明する。半導体装置1Bは、駆動制御部20Bを備えている。駆動制御部20Bは、制御部21Bを有している。
上記実施の形態では、セット動作OPset、リセット動作OPrst、およびセンス動作OPsnsの後に、準備動作OPpreを行うようにした。この準備動作OPpreは、例えば、センス動作OPsnsと同じ動作であってもよい。この場合、準備動作OPpreとして機能するセンス動作OPsnsにおいて、メモリセルMCから読み出されたデータは、例えば破棄することが望ましい。
上記実施の形態では、行選択線駆動部30に、選択されたメモリセルMCに流れる電流の電流値を制限する電流制限回路32を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、行選択線駆動部30には電流制限回路32を設けずに、列選択線駆動部40に電流制限回路を設けてもよい。本変形例に係る半導体装置1Dは、駆動制御部20Dを備えている。駆動制御部20Dは、制御部21Dと、行選択線駆動部30Dと、列選択線駆動部40Dとを有している。
上記実施の形態では、図23Aに示すように、選択素子SEの上に記憶素子VRを形成したが、これに限定されるものではない。例えば、図23Bに示すように、記憶素子VRの上に選択素子SEを形成してもよい。また、例えば、図23Cに示すように、選択素子SEの上に中間電極ELを形成し、この中間電極ELの上に記憶素子VRを形成してもよい。また、例えば、図23Dに示すように、記憶素子VRの上に中間電極ELを形成し、この中間電極ELの上に選択素子SEを形成してもよい。
上記実施の形態では、基板面Sに垂直な方向に記憶素子VRおよび選択素子SEを並べて形成したが、これに限定されるものではなく、図24に示したように、基板面Sに並行な方向に記憶素子VRおよび選択素子SEを並べて形成してもよい。この例では、行選択線RLは、基板面Sに並行な方向に延伸するように形成され、列選択線CLは、基板面Sに垂直な方向に延伸するように形成される。
また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
前記第1の端子の第1の電圧を前記第2の端子の第2の電圧よりも高くすることにより前記記憶素子の抵抗状態を前記第1の抵抗状態にする第1の動作と、前記第1の電圧を前記第2の電圧よりも低くすることにより前記記憶素子の前記抵抗状態を前記第2の抵抗状態にする第2の動作と、前記第1の電圧と前記第2の電圧とを互いに異ならせるとともに前記第1の端子と前記第2の端子との間に流れる電流の電流値を第1の電流値以下に制限することにより前記記憶素子の前記抵抗状態を判定する第3の動作と、前記第1の電圧と前記第2の電圧とを互いに異ならせるとともに前記電流値を第2の電流値以下に制限する第4の動作を行う駆動制御部と
を備え、
前記駆動制御部は、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のうちの少なくとも1つの後に前記第4の動作を行う
半導体装置。
(2)前記非線形素子は、カルコゲン元素を含む材料を用いて構成された
前記(1)に記載の半導体装置。
(3)前記駆動制御部は、前記第1の動作の後に前記第4の動作を行う
前記(1)または(2)に記載の半導体装置。
(4)前記駆動制御部は、前記第2の動作の後に前記第4の動作を行う
前記(1)から(3)のいずれかに記載の半導体装置。
(5)前記駆動制御部は、前記第3の動作の後に前記第4の動作を行う
前記(1)から(4)のいずれかに記載の半導体装置。
(6)前記駆動制御部は、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のうちの少なくとも1つの直後に前記第4の動作を続けて行う
前記(1)から(5)のいずれかに記載の半導体装置。
(7)前記駆動制御部は、前記第4の動作の後に、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のうちの1つを行う
前記(1)から(6)のいずれかに記載の半導体装置。
(8)前記駆動制御部は、前記第4の動作の直後に、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のうちの1つを続けて行う
前記(7)に記載の半導体装置。
(9)前記第2の電流値は、前記第1の電流値以下の電流値である
前記(1)から(8)のいずれかに記載の半導体装置。
(10)前記駆動制御部は、前記第3の動作において、前記第1の電圧を前記第2の電圧よりも高くする
前記(1)から(9)のいずれかに記載の半導体装置。
(11)前記駆動制御部は、前記第4の動作において、前記第1の電圧を前記第2の電圧よりも高くする
前記(1)から(10)のいずれかに記載の半導体装置。
Claims (11)
- 第1の端子と、第2の端子と、第1の抵抗状態および第2の抵抗状態をとりうる記憶素子と、両端間の電圧差が所定の電圧差よりも大きいときにオン状態になる非線形素子とを有し、前記記憶素子および前記非線形素子は、前記第1の端子と前記第2の端子との間の経路上に設けられたメモリセルと、
前記第1の端子の第1の電圧を前記第2の端子の第2の電圧よりも高くすることにより前記記憶素子の抵抗状態を前記第1の抵抗状態にする第1の動作と、前記第1の電圧を前記第2の電圧よりも低くすることにより前記記憶素子の前記抵抗状態を前記第2の抵抗状態にする第2の動作と、前記第1の電圧と前記第2の電圧とを互いに異ならせるとともに前記第1の端子と前記第2の端子との間に流れる電流の電流値を第1の電流値以下に制限することにより前記記憶素子の前記抵抗状態を判定する第3の動作と、前記第1の電圧と前記第2の電圧とを互いに異ならせるとともに前記電流値を第2の電流値以下に制限する第4の動作を行う駆動制御部と
を備え、
前記駆動制御部は、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のそれぞれの後に前記第4の動作を行い、
前記第1の動作、前記第2の動作、前記第3の動作、および前記第4の動作のそれぞれの時間長は互いに等しい
半導体装置。 - 前記非線形素子は、カルコゲン元素を含む材料を用いて構成された
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記駆動制御部は、前記第1の動作の後に前記第4の動作を行う
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 - 前記駆動制御部は、前記第2の動作の後に前記第4の動作を行う
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記駆動制御部は、前記第3の動作の後に前記第4の動作を行う
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記駆動制御部は、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のそれぞれの直後に前記第4の動作を続けて行う
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記第2の電流値は、前記第1の電流値以下の電流値である
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記駆動制御部は、前記第3の動作において、前記第1の電圧を前記第2の電圧よりも高くする
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記駆動制御部は、前記第4の動作において、前記第1の電圧を前記第2の電圧よりも高くする
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 第1の端子と、第2の端子と、第1の抵抗状態および第2の抵抗状態をとりうる記憶素子と、両端間の電圧差が所定の電圧差よりも大きいときにオン状態になる非線形素子とを有し、前記記憶素子および前記非線形素子は、前記第1の端子と前記第2の端子との間の経路上に設けられたメモリセルと、
前記第1の端子の第1の電圧を前記第2の端子の第2の電圧よりも高くすることにより前記記憶素子の抵抗状態を前記第1の抵抗状態にする第1の動作と、前記第1の電圧を前記第2の電圧よりも低くすることにより前記記憶素子の前記抵抗状態を前記第2の抵抗状態にする第2の動作と、前記第1の電圧と前記第2の電圧とを互いに異ならせるとともに前記第1の端子と前記第2の端子との間に流れる電流の電流値を第1の電流値以下に制限することにより前記記憶素子の前記抵抗状態を判定する第3の動作と、前記第1の電圧と前記第2の電圧とを互いに異ならせるとともに前記電流値を第2の電流値以下に制限する第4の動作を行う駆動制御部と
を備え、
前記駆動制御部は、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のそれぞれの前に前記第4の動作を行い、
前記第1の動作、前記第2の動作、前記第3の動作、および前記第4の動作のそれぞれの時間長は互いに等しい
半導体装置。 - 前記駆動制御部は、前記第1の動作、前記第2の動作、および前記第3の動作のそれぞれの直前に前記第4の動作を行う
請求項10に記載の半導体装置。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010157316A (ja) | 2008-12-30 | 2010-07-15 | Stmicroelectronics Srl | オボニック閾値スイッチを有する不揮発性メモリ |
JP2014216047A (ja) | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置及びその制御方法 |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9287356B2 (en) * | 2005-05-09 | 2016-03-15 | Nantero Inc. | Nonvolatile nanotube diodes and nonvolatile nanotube blocks and systems using same and methods of making same |
KR20100041155A (ko) * | 2008-10-13 | 2010-04-22 | 삼성전자주식회사 | 저항성 메모리 소자 |
KR101477045B1 (ko) * | 2008-10-27 | 2014-12-30 | 삼성전자주식회사 | 커플링 노이즈를 차단하는 가변 저항 메모리 장치 |
US8502182B2 (en) * | 2009-02-06 | 2013-08-06 | Micron Technology, Inc. | Memory device having self-aligned cell structure |
JP5197512B2 (ja) * | 2009-07-02 | 2013-05-15 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
US7936585B2 (en) * | 2009-07-13 | 2011-05-03 | Seagate Technology Llc | Non-volatile memory cell with non-ohmic selection layer |
KR101614229B1 (ko) * | 2011-09-09 | 2016-04-20 | 인텔 코포레이션 | 메모리 장치에서의 경로 분리 |
US8681529B2 (en) * | 2011-11-10 | 2014-03-25 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and operation methods associated with resistive memory cell arrays with separate select lines |
WO2013121792A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | パナソニック株式会社 | 不揮発性記憶素子のデータ読み出し方法及び不揮発性記憶装置 |
JP2014038675A (ja) * | 2012-08-15 | 2014-02-27 | Sony Corp | 記憶装置および駆動方法 |
US8804402B2 (en) * | 2012-08-31 | 2014-08-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
US8841739B2 (en) * | 2012-09-08 | 2014-09-23 | The Regents Of The University Of California | Systems and methods for implementing magnetoelectric junctions |
US9437813B2 (en) * | 2013-02-14 | 2016-09-06 | Sandisk Technologies Llc | Method for forming resistance-switching memory cell with multiple electrodes using nano-particle hard mask |
US20150129829A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-14 | Crossbar, Inc. | One time programmable and multi-level, two-terminal memory cell |
US9105343B2 (en) * | 2013-11-13 | 2015-08-11 | Avalanche Technology, Inc. | Multi-level cells and method for using the same |
US20160043137A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Qualcomm Incorporated | Resistive memory device with zero-transistor, one-resistor bit cells integrated with one-transistor, one-resistor bit cells on a die |
JP2016062627A (ja) | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路 |
US9502092B2 (en) * | 2014-12-22 | 2016-11-22 | Avalanche Technology, Inc. | Unipolar-switching perpendicular MRAM and method for using same |
US9455014B1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-27 | Qualcomm Incorporated | Adjusting resistive memory write driver strength based on write error rate (WER) to improve WER yield, and related methods and systems |
JP6734263B2 (ja) * | 2015-04-27 | 2020-08-05 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | メモリシステム |
JP6520576B2 (ja) * | 2015-08-27 | 2019-05-29 | ソニー株式会社 | メモリ、情報処理システムおよびメモリの制御方法 |
US10223254B1 (en) * | 2017-11-16 | 2019-03-05 | Micron Technology, Inc. | Namespace change propagation in non-volatile memory devices |
US11011223B2 (en) * | 2019-08-27 | 2021-05-18 | Micron Technology, Inc. | Memory sub-system grading and allocation |
US11069412B2 (en) * | 2019-12-13 | 2021-07-20 | Micron Technology, Inc. | Managing pre-programming of a memory device for a reflow process |
US11361825B2 (en) * | 2019-12-18 | 2022-06-14 | Micron Technology, Inc. | Dynamic program erase targeting with bit error rate |
KR20210079552A (ko) * | 2019-12-20 | 2021-06-30 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 메모리 시스템 및 메모리 컨트롤러 |
US11087846B1 (en) * | 2020-02-12 | 2021-08-10 | SK Hynix Inc. | Memory system with single decoder, multiple memory sets and method for decoding multiple codewords from memory sets using the single decoder |
KR20210105728A (ko) * | 2020-02-19 | 2021-08-27 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 메모리 장치 및 그 동작 방법 |
KR20210106778A (ko) * | 2020-02-21 | 2021-08-31 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 메모리 컨트롤러 및 그 동작 방법 |
KR20210106753A (ko) * | 2020-02-21 | 2021-08-31 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 반도체 메모리 장치 및 그 동작 방법 |
-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010157316A (ja) | 2008-12-30 | 2010-07-15 | Stmicroelectronics Srl | オボニック閾値スイッチを有する不揮発性メモリ |
JP2014216047A (ja) | 2013-04-25 | 2014-11-17 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置及びその制御方法 |
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