KR20200053129A - Circuit element improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same - Google Patents
Circuit element improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200053129A KR20200053129A KR1020180136339A KR20180136339A KR20200053129A KR 20200053129 A KR20200053129 A KR 20200053129A KR 1020180136339 A KR1020180136339 A KR 1020180136339A KR 20180136339 A KR20180136339 A KR 20180136339A KR 20200053129 A KR20200053129 A KR 20200053129A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pmos
- phase change
- ots
- bit line
- diode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
- G11C13/0021—Auxiliary circuits
- G11C13/0033—Disturbance prevention or evaluation; Refreshing of disturbed memory data
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
- G11C13/0004—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements comprising amorphous/crystalline phase transition cells
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
- G11C13/0021—Auxiliary circuits
- G11C13/004—Reading or sensing circuits or methods
-
- H01L45/06—
-
- H01L45/122—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/20—Multistable switching devices, e.g. memristors
- H10N70/231—Multistable switching devices, e.g. memristors based on solid-state phase change, e.g. between amorphous and crystalline phases, Ovshinsky effect
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N70/00—Solid-state devices having no potential barriers, and specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching
- H10N70/801—Constructional details of multistable switching devices
- H10N70/821—Device geometry
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
아래의 실시예들은 상변화 메모리 소자에서 메모리 셀의 선택적 동작을 위한 스위칭 소자로 사용되는 OTS(Ovonic Threshold Switch)의 스냅 백(Snap-back) 현상을 개선하기 위한 것으로서, 회로적 보상 방법을 이용하는 기술이다.The following embodiments are for improving the snap-back phenomenon of an OTS (Ovonic Threshold Switch) used as a switching element for the selective operation of a memory cell in a phase-change memory element, a technique using a circuit compensation method to be.
상변화 메모리 소자에 OTS는 메모리 셀들 중 특정 메모리 셀을 선택하여 동작하도록 지원하는 스위칭 소자로 이용된다. 이러한 OTS는 비결정질 상태를 유지하며 임계값 이하의 전압에서 고 저항(High Resistance)으로 오프 상태(Off state)를 유지하고, 임계값 이상의 전압이 인가되면 저 저항(Low Resistance)으로 변하면서 온 상태(On state)가 된다.The OTS of the phase change memory device is used as a switching device that supports selecting and operating a specific memory cell among memory cells. The OTS maintains an amorphous state and maintains an off state with a high resistance at a voltage below a threshold, and an on state while changing to a low resistance when a voltage above a threshold is applied ( On state).
즉, OTS는 임계값 이상의 바이어스(Bias)가 인가될 때, 오프 상태로부터 온 상태로 변하게 되는데, 이 때 OTS에 대응하는 메모리 셀에는 스냅 백(Snap-back) 현상으로 순간적으로 매우 큰 전류가 발생하게 된다. Snap-back 현상은 상변화 메모리 소자의 판독(Read) 동작에 있어서 에러를 발생시킬 수 있으며, 순간적으로 매우 큰 전류가 흘러 셋(Set) 상태에서 결정질로 존재하는 상변화층을 비결정질로 변화시킬 수 있다.That is, when a bias (Bias) above a threshold value is applied, the OTS is changed from an off state to an on state. At this time, a very large current is instantaneously generated by a snap-back phenomenon in the memory cell corresponding to the OTS. Is done. The snap-back phenomenon can cause an error in the read operation of the phase change memory device, and a very large current flows instantaneously to change the phase change layer existing as crystalline in the set state to amorphous. have.
따라서, 이와 같은 스냅 백 현상을 완화시키고 개선하기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a need for a technique for alleviating and improving the snapback phenomenon.
일 실시예들은, OTS의 스냅 백 현상을 완화하고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는 회로 소자 및 이를 포함하는 상변화 메모리 소자를 제안한다.One embodiment proposes a circuit element that mitigates the snapback phenomenon of the OTS and prevents the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state, and a phase change memory device including the same.
특히, 일 실시예들은, OTS의 스냅 백 현상을 완화하고 셋 상태에서 결정질의 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는 동시에, 3차원 아키텍처의 상변화 메모리에 적용 가능한 회로 소자를 제안한다.In particular, one embodiment proposes a circuit element applicable to a phase change memory of a three-dimensional architecture while alleviating the snapback phenomenon of the OTS and preventing the crystalline phase change layer from being changed to an amorphous state in the set state.
일 실시예에 따르면, OTS(Ovonic Threshold Switch)의 스냅 백(Snap-back) 현상을 개선하는 상변화 메모리 소자는, 비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS; 상기 비트라인 PMOS의 하단에 배치되는 OTS(Ovonic Threshold Switch); 상기 OTS의 하단에 배치되는 상변화층; 상기 상변화층의 하단에 배치되어 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS; 및 상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)를 포함한다.According to an embodiment, a phase-change memory device that improves a snap-back phenomenon of an OTS (Ovonic Threshold Switch) includes: a bit line PMOS serving as a switch for a bit line; An OTS (Ovonic Threshold Switch) disposed under the bit line PMOS; A phase change layer disposed under the OTS; A source line NMOS disposed at the bottom of the phase change layer and serving as a switch for the source line; And a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) disposed between the bit line PMOS and the OTS to serve as a variable resistor.
일 측면에 따르면, 상기 PMOS Diode는, 상기 OTS가 턴 온(Turn-on)됨에 응답하여 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류가 증가하고 게이트 전압이 증가함에 따라, 저항값이 증가되어 흐르는 전류의 양을 감소시킬 수 있다.According to one aspect, the PMOS Diode, the amount of current flowing through the resistance value increases as the current flowing through the phase change memory element increases and the gate voltage increases in response to the OTS being turned on. Can be reduced.
다른 측면에 따르면, 상기 PMOS Diode는, 상기 흐르는 전류의 양을 감소시킴으로써, 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지할 수 있다.According to another aspect, the PMOS diode, by reducing the amount of the current flowing, alleviates the snap-back phenomenon and prevents the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state. Can be.
일 실시예에 따르면, 비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS, OTS(Ovonic Threshold Switch), 상변화층 및 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS를 포함하는 상변화 메모리 소자에서 사용되는 회로 소자는, 상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)로 형성된다.According to an embodiment, a bit line PMOS serving as a switch for a bit line, an OTS (Ovonic Threshold Switch), a phase change layer and a source line NMOS serving as a switch for the source line are used in the phase change memory device. The circuit element is formed of a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) disposed between the bit line PMOS and the OTS and serving as a variable resistor.
일 측면에 따르면, 상기 회로소자는, 상기 OTS가 턴 온(Turn-on)됨에 응답하여 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류가 증가하고 상기 PMOS Diode의 게이트 전압이 증가함에 따라, 상기 PMOS Diode의 저항값이 증가되어 상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시킬 수 있다.According to one aspect, the circuit element, as the current flowing through the phase change memory element in response to the OTS is turned on (Turn-on) increases and the gate voltage of the PMOS Diode increases, the resistance of the PMOS Diode The value is increased to reduce the amount of current flowing through the PMOS diode.
다른 측면에 따르면, 상기 회로소자는, 상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시킴으로써, 상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지할 수 있다.According to another aspect, the circuit element, by reducing the amount of current flowing through the PMOS Diode, alleviates the snap-back phenomenon of the OTS and the crystalline phase change layer in the set state is amorphous To prevent it from being changed.
일 실시예에 따르면, 비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS, 상기 비트라인 PMOS의 하단에 배치되는 OTS(Ovonic Threshold Switch), 상기 OTS의 하단에 배치되는 상변화층, 상기 상변화층의 하단에 배치되어 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS 및 상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)를 포함하는 상변화 메모리 소자에서 스냅 백 현상을 개선하기 위한 동작 방법은, 상기 OTS가 턴 온(Turn-on)됨에 응답하여 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류가 증가됨에 따라, 상기 PMOS Diode의 게이트 전압을 증가시키는 단계; 및 상기 PMOS Diode의 게이트 전압을 증가시켜 상기 PMOS Diode의 저항값이 증가됨에 따라, 상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시키는 단계를 포함한다.According to an embodiment, a bit line PMOS serving as a switch for a bit line, an OTS (Ovonic Threshold Switch) disposed under the bit line PMOS, a phase change layer disposed under the OTS, and a phase change layer Snap in a phase-change memory device including a source line NMOS that is disposed at the bottom and serves as a switch to the source line, and a PMOS diode (Diode Connected PMOS) that is disposed between the bit line PMOS and the OTS to serve as a variable resistor. An operation method for improving the back phenomenon may include increasing a gate voltage of the PMOS diode as the current flowing through the phase change memory element increases in response to the OTS being turned on; And increasing the gate voltage of the PMOS diode to decrease the amount of current flowing through the PMOS diode as the resistance value of the PMOS diode increases.
일 측면에 따르면, 상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시키는 단계는, 상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는 단계일 수 있다.According to one aspect, the step of reducing the amount of current flowing through the PMOS diode mitigates the snap-back phenomenon of the OTS and changes the crystalline phase change layer to amorphous in a set state. It may be a step to prevent.
일 실시예에 따르면, OTS(Ovonic Threshold Switch)의 스냅 백(Snap-back) 현상을 개선하는 상변화 메모리 소자는, 비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS; 상기 비트라인 PMOS의 하단에 배치되는 OTS(Ovonic Threshold Switch); 상기 OTS의 하단에 배치되는 상변화층; 상기 상변화층의 하단에 배치되어 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS; 및 상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하고자, 상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류에 따라 저항값이 변화되는 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)를 포함한다.According to an embodiment, a phase-change memory device that improves a snap-back phenomenon of an OTS (Ovonic Threshold Switch) includes: a bit line PMOS serving as a switch for a bit line; An OTS (Ovonic Threshold Switch) disposed under the bit line PMOS; A phase change layer disposed under the OTS; A source line NMOS disposed at the bottom of the phase change layer and serving as a switch for the source line; And in order to mitigate the snap-back phenomenon of the OTS and prevent the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state, disposed between the bit line PMOS and the OTS to form the phase. It includes a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) that serves as a variable resistor whose resistance value changes according to the current flowing through the change memory element.
일 실시예에 따르면, 비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS, OTS(Ovonic Threshold Switch), 상변화층 및 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS를 포함하는 상변화 메모리 소자에서 사용되는 회로 소자는, 상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하고자, 상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류에 따라 저항값이 변화되는 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)로 형성된다.According to an embodiment, a bit line PMOS serving as a switch for a bit line, an OTS (Ovonic Threshold Switch), a phase change layer and a source line NMOS serving as a switch for the source line are used in the phase change memory device. The circuit element is disposed between the bit line PMOS and the OTS to mitigate the snap-back phenomenon of the OTS and prevent the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state. It is formed of a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) that serves as a variable resistor whose resistance value changes according to the current flowing through the phase change memory element.
일 실시예들은, OTS의 스냅 백 현상을 완화하고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는 회로 소자 및 이를 포함하는 상변화 메모리 소자를 제안할 수 있다.One embodiment may propose a circuit element that mitigates the snapback phenomenon of the OTS and prevents the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state, and a phase change memory device including the same.
특히, 일 실시예들은, OTS의 스냅 백 현상을 완화하고 셋 상태에서 결정질의 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는 동시에, 3차원 아키텍처의 상변화 메모리에 적용 가능한 회로 소자를 제안할 수 있다.Particularly, one embodiment may propose a circuit element applicable to a phase change memory of a 3D architecture while alleviating the snapback phenomenon of the OTS and preventing the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in the set state. .
도 1은 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자가 종래 OTS의 스냅 백 현상을 완화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자에서 스냅 백 현상을 개선하기 위한 동작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.1 is a diagram illustrating a phase change memory device according to an embodiment.
2 is a view for explaining that the phase change memory device according to an embodiment alleviates the snapback phenomenon of the conventional OTS.
3 is a flowchart illustrating an operation method for improving a snap back phenomenon in a phase change memory device according to an embodiment.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. In addition, the same reference numerals shown in each drawing denote the same members.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms used in the present specification (terminology) are terms used to properly represent a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to a user, an operator's intention, or customs in the field to which the present invention pertains. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 1은 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자를 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자가 종래 OTS의 스냅 백 현상을 완화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a phase change memory device according to an embodiment, and FIG. 2 is a view for explaining that the phase change memory device according to an embodiment mitigates the snapback phenomenon of a conventional OTS.
도 1 내지 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자(100)는, 비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS(110), 비트라인 PMOS(110)의 하단에 배치되는 OTS(Ovonic Threshold Switch)(120), OTS(120)의 하단에 배치되는 상변화층(Phase Change Material; PCM)(130), 상변화층(130)의 하단에 배치되어 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS(140) 및 비트라인 PMOS(110) 및 OTS(120)의 사이에 배치되는 회로 소자인 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)(150)를 포함한다.1 to 2, the phase change memory device 100 according to an embodiment includes a
여기서, OTS(120)는 상변화 메모리 소자(100)와 연결되는 비트라인 및 소스라인 사이에 인가되는 전압을 상변화층(130)에 선택적으로 스위칭하는 역할을 수행하는 구성부로서, 종래의 선택 소자인 OTS와 동일하게 구성되므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.Here, the
상변화층(130)은 메모리 셀의 데이터 저장 구성부로서, 비트라인 및 소스라인 사이에 인가되는 전압에 의해 결정 상태가 결정질(낮은 저항성을 갖는 셋 상태) 및 비결정질(높은 저항성을 갖는 리셋 상태) 사이에서 변화되며 셋 상태 및 리셋 상태에 따라 이진값 [1] 및 [0]의 메모리 상태를 나타낼 수 있다. 이러한 상변화층(130)은 종래의 상변화층과 동일하게 구성되므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.The
회로 소자인 PMOS Diode(150)는 PMOS에 다이오드가 연결된 구조로 형성되어, 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류에 따라 저항값이 변화되는 가변 저항의 역할을 한다.The circuit
예를 들어, 임계값 이상의 바이어스가 인가되어 OTS(120)가 턴 온(Turn-on)되면, 상변화 메모리 소자(100)에 흐르는 전류가 증가하게 된다. 이 때, 상변화 메모리 소자(100)에 흐르는 전류가 증가하면서 OTS(120) 상단의 전압이 증가하게 되고, PMOS Diode(150)의 게이트 전압이 증가하여 PMOS Diode(150)의 저항값이 증가되게 된다. 이에, PMOS Diode(150)에 흐르는 전류의 양이 감소되기 때문에, PMOS Diode(150)는 결과적으로 흐르는 전류의 양을 감소시킴으로써, 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상변화층(130)이 비결정질로 변화되는 것을 방지할 수 있다.For example, when a bias greater than or equal to a threshold value is applied and the
더 구체적인 예를 들면, 도 2의 좌측 그래프와 같이, 종래의 상변화 메모리 소자에서 비트라인에 임계값 이상의 바이어스가 인가될 시 종래의 상변화 메모리 소자(보다 정확하게는, OTS에 대응하는 메모리 셀)에는 순간적으로 매우 큰 전류가 발생하여 흐르는 것을 알 수 있다. 반면에, 도 2의 우측 그래프와 같이 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자(100)에서 비트라인에 임계값 이상의 바이어스가 인가될 시 PMOS Diode(150)의 저항값이 변화되며 흐르는 전류의 양을 감소시킴으로써, 상변화 메모리 소자(100)(보다 정확하게는, OTS(120)에 대응하는 메모리 셀)에는 종래보다 적은 양의 전류가 흐르게 될 수 있다. 따라서, 스냅 백 현상이 완화될 수 있으며, 셋(Set) 상태에서 결정질로 존재하는 상변화층(130)이 비결정질로 변화되는 것이 방지될 수 있다.For a more specific example, as shown in the graph on the left side of FIG. 2, when a bias over a threshold is applied to a bit line in a conventional phase change memory element, a conventional phase change memory element (more precisely, a memory cell corresponding to OTS) It can be seen that a very large current is generated and flows instantaneously. On the other hand, as shown in the graph on the right in FIG. 2, when a bias of a bit line or higher is applied to the bit line in the phase change memory device 100 according to an embodiment, the resistance value of the
이처럼, 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자(100)는 흐르는 전류에 따라 저항값이 변화되는 가변 저항의 역할을 하는 회로 소자인 PMOS Diode(150)를 포함함으로써, OTS(120)가 턴 온 되는 경우에 PMOS Diode(150)에 흐르는 전류의 양을 감소시켜 OTS의 스냅 백 현상을 완화하고 셋 상태로 결정질의 상변화층(130)이 비결정질로 변화되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the phase-change memory device 100 according to an embodiment includes a
또한, 이와 같이 상술된 PMOS Diode(150)는 PMOS에 다이오드가 연결된 간결한 구조로 구현되기 때문에, PMOS Diode(150)를 포함하는 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자(100)는 고집적의 3차원 아키텍처의 상변화 메모리에 적용 가능하다.In addition, since the above-described PMOS Diode 150 is implemented in a concise structure in which a diode is connected to the PMOS, the phase change memory device 100 according to an embodiment including the
도 3은 일 실시예에 따른 상변화 메모리 소자에서 스냅 백 현상을 개선하기 위한 동작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.3 is a flowchart illustrating an operation method for improving a snap back phenomenon in a phase change memory device according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 동작 방법은, 도 1 내지 2를 참조하여 상술된 상변화 메모리 소자(100)에서 수행됨을 전제로 한다.Referring to FIG. 3, it is assumed that an operation method according to an embodiment is performed in the phase change memory device 100 described above with reference to FIGS. 1 to 2.
상변화 메모리 소자(100)는 단계(S310)에서 OTS(120)가 턴 온(Turn-on)됨에 응답하여 상변화 메모리 소자(100)에 흐르는 전류가 증가됨에 따라, PMOS Diode(150)의 게이트 전압을 증가시킨다.The phase change memory device 100 is gated of the
그 후, 단계(S320)에서 상변화 메모리 소자(100)는 PMOS Diode(150)의 게이트 전압을 증가시켜 PMOS Diode(150)의 저항값이 증가됨에 따라, PMOS Diode(150)에 흐르는 전류의 양을 감소시킨다.Thereafter, in step S320, the phase change memory element 100 increases the gate voltage of the
따라서, 단계(S320)를 통해, 상변화 메모리 소자(100)는 OTS(120)의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상변화층(130)이 비결정질로 변화되는 것을 방지할 수 있다.Thus, through step S320, the phase change memory element 100 mitigates the snap-back phenomenon of the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and / or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS;
상기 비트라인 PMOS의 하단에 배치되는 OTS(Ovonic Threshold Switch);
상기 OTS의 하단에 배치되는 상변화층;
상기 상변화층의 하단에 배치되어 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS; 및
상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)를 포함하는, 상변화 메모리 소자.In the phase change memory device to improve the snap-back phenomenon of the OTS (Ovonic Threshold Switch),
A bit line PMOS serving as a switch for the bit line;
An OTS (Ovonic Threshold Switch) disposed under the bit line PMOS;
A phase change layer disposed under the OTS;
A source line NMOS disposed at the bottom of the phase change layer and serving as a switch for the source line; And
And a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) disposed between the bit line PMOS and the OTS to serve as a variable resistor.
상기 PMOS Diode는,
상기 OTS가 턴 온(Turn-on)됨에 응답하여 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류가 증가하고 게이트 전압이 증가함에 따라, 저항값이 증가되어 흐르는 전류의 양을 감소시키는, 상변화 메모리 소자.According to claim 1,
The PMOS Diode,
In response to the OTS being turned on (Turn-on), as the current flowing through the phase change memory element increases and the gate voltage increases, a resistance value increases to decrease the amount of current flowing through the phase change memory element.
상기 PMOS Diode는,
상기 흐르는 전류의 양을 감소시킴으로써, 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는, 상변화 메모리 소자.According to claim 2,
The PMOS Diode,
By reducing the amount of the current flowing, the phase change memory device to alleviate the snap-back phenomenon and prevent the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state.
상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)로 형성되는, 회로소자.A circuit device used in a phase change memory device including a bit line PMOS serving as a switch for a bit line, an OTS (Ovonic Threshold Switch), a phase change layer and a source line NMOS serving as a switch for the source line,
A circuit element formed between a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) serving as a variable resistor disposed between the bit line PMOS and the OTS.
상기 회로소자는,
상기 OTS가 턴 온(Turn-on)됨에 응답하여 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류가 증가하고 상기 PMOS Diode의 게이트 전압이 증가함에 따라, 상기 PMOS Diode의 저항값이 증가되어 상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시키는, 회로 소자.The method of claim 4,
The circuit element,
As the current flowing through the phase change memory element increases and the gate voltage of the PMOS diode increases in response to the OTS being turned on, the resistance value of the PMOS diode increases and the current flowing through the PMOS diode increases. Reducing the amount of, circuit elements.
상기 회로소자는,
상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시킴으로써, 상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는, 회로 소자.The method of claim 5,
The circuit element,
By reducing the amount of current flowing through the PMOS Diode, alleviating the snap-back phenomenon of the OTS and preventing the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state.
상기 OTS가 턴 온(Turn-on)됨에 응답하여 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류가 증가됨에 따라, 상기 PMOS Diode의 게이트 전압을 증가시키는 단계; 및
상기 PMOS Diode의 게이트 전압을 증가시켜 상기 PMOS Diode의 저항값이 증가됨에 따라, 상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시키는 단계
를 포함하는 상변화 메모리 소자에서 스냅 백 현상을 개선하기 위한 동작 방법.A bit line PMOS serving as a switch for a bit line, an OTS (Ovonic Threshold Switch) disposed under the bit line PMOS, a phase change layer disposed under the OTS, and a source line disposed under the phase change layer To improve the snapback phenomenon in a phase change memory device including a source line NMOS and a bit line PMOS and a PMOS diode (Diode Connected PMOS) that acts as a variable resistor between the bit line PMOS and the OTS. In the operation method,
Increasing the gate voltage of the PMOS diode as the current flowing through the phase change memory element increases in response to the OTS being turned on; And
Decreasing the amount of current flowing through the PMOS diode as the resistance value of the PMOS diode increases by increasing the gate voltage of the PMOS diode.
Method for improving the snapback phenomenon in the phase-change memory device comprising a.
상기 PMOS Diode에 흐르는 전류의 양을 감소시키는 단계는,
상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하는 단계인, 상변화 메모리 소자에서 스냅 백 현상을 개선하기 위한 동작 방법.The method of claim 7,
The step of reducing the amount of current flowing through the PMOS diode,
An operation for alleviating the snap-back phenomenon of the OTS and preventing the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state, to improve the snap back phenomenon in a phase change memory device Way.
비트라인에 대한 스위치 역할을 하는 비트라인 PMOS;
상기 비트라인 PMOS의 하단에 배치되는 OTS(Ovonic Threshold Switch);
상기 OTS의 하단에 배치되는 상변화층;
상기 상변화층의 하단에 배치되어 소스라인에 대한 스위치 역할을 하는 소스라인 NMOS; 및
상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하고자, 상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류에 따라 저항값이 변화되는 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)를 포함하는, 상변화 메모리 소자.In the phase change memory device to improve the snap-back phenomenon of the OTS (Ovonic Threshold Switch),
A bit line PMOS serving as a switch for the bit line;
An OTS (Ovonic Threshold Switch) disposed under the bit line PMOS;
A phase change layer disposed under the OTS;
A source line NMOS disposed at the bottom of the phase change layer and serving as a switch for the source line; And
In order to mitigate the snap-back phenomenon of the OTS and prevent the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state, it is disposed between the bit line PMOS and the OTS to change the phase. A phase change memory device comprising a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) serving as a variable resistor whose resistance value changes according to a current flowing through the memory device.
상기 OTS의 스냅 백(Snap-back) 현상을 완화시키고 셋(Set) 상태에서 결정질의 상기 상변화층이 비결정질로 변화되는 것을 방지하고자, 상기 비트라인 PMOS 및 상기 OTS의 사이에 배치되어 상기 상변화 메모리 소자에 흐르는 전류에 따라 저항값이 변화되는 가변 저항의 역할을 하는 PMOS Diode(Diode Connected PMOS)로 형성되는, 회로소자.A circuit device used in a phase change memory device including a bit line PMOS serving as a switch for a bit line, an OTS (Ovonic Threshold Switch), a phase change layer and a source line NMOS serving as a switch for the source line,
In order to mitigate the snap-back phenomenon of the OTS and prevent the crystalline phase change layer from being changed to amorphous in a set state, it is disposed between the bit line PMOS and the OTS to change the phase. A circuit element formed of a PMOS Diode (Diode Connected PMOS) that serves as a variable resistor whose resistance value changes according to a current flowing through the memory element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180136339A KR102144537B1 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Circuit element improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180136339A KR102144537B1 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Circuit element improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200053129A true KR20200053129A (en) | 2020-05-18 |
KR102144537B1 KR102144537B1 (en) | 2020-08-12 |
Family
ID=70912763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180136339A KR102144537B1 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Circuit element improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102144537B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060117019A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | 삼성전자주식회사 | Phase change memory device and word line driving method thereof |
KR20070024672A (en) * | 2004-06-30 | 2007-03-02 | 인텔 코포레이션 | Accessing phase change memories |
JP2009129471A (en) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Sharp Corp | Non volatile semiconductor storage device and processing method thereof |
-
2018
- 2018-11-08 KR KR1020180136339A patent/KR102144537B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070024672A (en) * | 2004-06-30 | 2007-03-02 | 인텔 코포레이션 | Accessing phase change memories |
KR20060117019A (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | 삼성전자주식회사 | Phase change memory device and word line driving method thereof |
JP2009129471A (en) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Sharp Corp | Non volatile semiconductor storage device and processing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102144537B1 (en) | 2020-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6885602B2 (en) | Programming method of controlling the amount of write current applied to phase change memory device and write driver circuit therefor | |
US6944050B2 (en) | Nonvolatile memory device | |
US11393508B2 (en) | Methods for accessing resistive change elements in resistive change element arrays | |
KR20100132975A (en) | Phase change memory adaptive programming | |
KR20170068559A (en) | Select device for memory cell applications | |
US10566045B2 (en) | Electronic device includes resistive storage cells and reference resistance transistor, a resistance adjustment block to adjust the resistance value depending on a temperature and a data sensing block to sense the resistive value of the resistive storage cell and the reference transistor resistance value | |
US20170271004A1 (en) | Determining a state of memristors in a crossbar array | |
US10290339B2 (en) | Operating method of a magnetic memory device | |
US10892000B2 (en) | Semiconductor memory device | |
WO2017217119A1 (en) | Circuit element, storage device, electronic device, method for writing information to circuit element, and method for reading information from circuit element | |
US10861525B2 (en) | Nonvolatile storage device | |
US20220262435A1 (en) | Storage and Computing Unit and Chip | |
US10109346B2 (en) | Apparatus having a memory cell and a shunt device | |
KR102171635B1 (en) | Latch discharging circuit improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same | |
KR102144537B1 (en) | Circuit element improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same | |
US8867265B1 (en) | Semiconductor memory apparatus | |
JP2018174333A (en) | Non-volatile memory with adjustable cell bit shape | |
KR102125731B1 (en) | Circuit element improving snap-back and phase change random access memory element comprising the same | |
KR101952968B1 (en) | Reading circuit of nonvolatile memory device | |
KR102214249B1 (en) | Rram circuit and method | |
KR102144536B1 (en) | Phase change random access memory element reducing leakage currnet | |
KR102144535B1 (en) | Phase change random access memory element using currnet mirror | |
Kwon et al. | A fast and reliable cross-point three-state/cell ReRAM | |
EP4297034A1 (en) | Magnetic memory device | |
KR102143998B1 (en) | Phase change random access memory element with normally off state and phase change random access memory with three dimension architecture based on the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |