電阻型存儲器裝置和電阻型存儲器裝置的操作方法
【專利說明】電阻型存儲器裝置和電阻型存儲器裝置的操作方法
[0001]本申請要求于2014年7月7日提交的第10-2014-0084618號韓國專利申請的權益，該韓國專利申請的主題通過引用包含于此。
技術領域
[0002]發明構思涉及電阻型存儲器裝置和電阻型存儲器裝置的操作方法。更具體地，發明構思涉及管理漏電流的電阻型存儲器裝置和管理漏電流的電阻型存儲器裝置的操作方法。
【背景技術】
[0003]對于提供非易失性數據存儲、較高數據存儲能力和較低功耗的存儲器裝置的持續市場需求催生了對某些下一代存儲器裝置的研究。理想地，下一代存儲器裝置將提供動態隨機存取存儲器(DRAM)的高存儲器單元集成密度、閃速存儲器的非易失性數據存儲能力和靜態RAM(SRAM)的數據存取速度。當前在開發的下一代存儲器裝置的示例包括相變RAM (PRAM)、納米浮柵存儲器(NFGM)、聚合物 RAM (PoRAM)、磁性 RAM (MRAM)、鐵電 RAM (FeRAM)和電阻型RAM(RRAM)。
【發明內容】
[0004]根據發明構思的一方面，提供了一種電阻型存儲器裝置的操作方法，所述操作方法包括以下操作:向存儲器單元陣列提供至少一個禁止電壓；對基于至少一個禁止電壓而在存儲器單元陣列中出現的漏電流進行測量；反饋基于測量結果產生的控制信號；基于控制信號來調節至少一個禁止電壓的電平。
[0005]操作方法還可包括存儲與調節至少一個禁止電壓的電平相關的信息的操作。
[0006]操作方法還可包括進入測試模式或通電模式的操作，其中，在測試模式或通電模式期間測量漏電流。
[0007]操作方法還可包括接收用于正常存儲器操作的請求的操作，其中，在正常存儲器操作期間周期性或偶爾地測量漏電流。
[0008]測量的操作可包括:通過使用與存儲器單元陣列的至少一條第一線連接的測量儀器，測量正向漏電流；通過使用與存儲器單元陣列的至少一條第二線連接的測量儀器，測量反向漏電流。
[0009]反饋的操作可包括根據對正向漏電流的值和反向漏電流的值的分析來產生控制信號的操作。
[0010]可基于對正向漏電流和反向漏電流的增大模式和減小模式的分析，產生控制信號。
[0011]根據對增大模式和減小模式的分析，可調節至少一個禁止電壓的電平，以減小正向漏電流的值和反向漏電流的值中的一個。
[0012]可通過存取包括與正向漏電流和反向漏電流對應的控制信息的查詢表來產生控制信號。
[0013]提供的操作可包括為存儲器單元陣列提供多個禁止電壓的操作，這些禁止電壓具有在不顧及正常存儲器操作的情況下被隨機設置的電平。
[0014]提供的操作可包括為存儲器單元陣列提供多個禁止電壓的操作，這些禁止電壓具有根據存儲器操作而設置的電平。
[0015]存儲器單元陣列可包括多個單元區，所述多個單元區中的每個單元區的單元可測量漏電流，并且根據測量結果，具有不同電平的多個禁止電壓可被分別提供到多個單元區。
[0016]存儲器單元陣列可包括多條字線和多條位線，可基于控制信號來調節被提供到多條字線的第一禁止電壓和被提供到多條位線的第二禁止電壓中的至少一個的電平。
[0017]根據發明構思的另一方面，提供了一種電阻型存儲器裝置的操作方法，所述操作方法包括以下操作:向選擇的字線提供第一電壓并且向未選擇的字線提供第一禁止電壓；向選擇的位線提供第二電壓并且向未選擇的位線提供第二禁止電壓；借助字線和位線中的至少一條來測量漏電流；根據測得的漏電流，調節第一禁止電壓和第二禁止電壓中的至少一個的電平。
[0018]根據發明構思的另一方面，提供了一種電阻型存儲器裝置，包括:存儲器單元陣列，包括多條第一線和多條第二線；電力發生器，產生被提供到存儲器單元陣列的一個或更多個禁止電壓；測量和分析單元，連接到一條或更多條線，測量存儲器單元陣列中出現的漏電流，并且基于對漏電流的分析，產生用于調節一個或更多個禁止電壓的電平的控制信號。
[0019]根據發明構思的另一方面，提供了一種電阻型存儲器系統，包括存儲器控制器和電阻型存儲器裝置，其中，所述存儲器控制器包括:命令輸出單元，輸出請求存儲器操作的命令；電力調節器，用于輸出用于調節電阻型存儲器裝置中使用的一個或更多個電壓的電平的控制信號；漏電流分析單元，從電阻型存儲器裝置接收漏電流測量結果，分析漏電流測量結果并且產生分析結果，其中，根據分析結果，電力調節器輸出控制信號，使得控制信號互不相同。
【附圖說明】
[0020]在附圖中的相關部分中示出了發明構思的某些實施例，在附圖中:
[0021]圖1是根據發明構思的實施例的包括電阻型存儲器裝置的存儲器系統的框圖；
[0022]圖2是根據發明構思的實施例的圖1的存儲器裝置的框圖；
[0023]圖3是示出圖2的存儲器單元陣列的示例的電路圖；
[0024]圖4A至圖4C是圖3的存儲器單元的修改示例的電路圖；
[0025]圖5A和圖5B是示出在數據寫操作期間會出現的漏電流的示例的電路圖；
[0026]圖6是示出在數據讀操作期間會出現的漏電流的示例的電路圖；
[0027]圖7是漏電流的電流-電壓特性的曲線圖；
[0028]圖8是根據發明構思的另一個實施例的包括測量單元和分析單元的存儲器裝置的框圖；
[0029]圖9是示出根據發明構思的實施例的圖8的存儲器裝置的操作的電路圖；
[0030]圖10是根據發明構思的實施例的圖8的漏電流分析單元的框圖；
[0031]圖11A和圖11B是列出根據各種狀況調節禁止電壓的電平的表；
[0032]圖12是總結根據發明構思的實施例的存儲器裝置的操作方法的流程圖；
[0033]圖13是總結根據發明構思的實施例的圖12中示出的方法的漏電流測量步驟和漏電流分析步驟的流程圖；
[0034]圖14是根據發明構思的另一個實施例的存儲器裝置的框圖；
[0035]圖15是根據發明構思的另一個實施例的存儲器裝置的框圖；
[0036]圖16和圖17是根據發明構思的實施例的存儲器裝置的框圖；
[0037]圖18是根據發明構思的另一個實施例的存儲器裝置的框圖；
[0038]圖19是根據發明構思的實施例的存儲器系統的框圖；
[0039]圖20是根據發明構思的實施例的可包含電阻型存儲器系統的存儲卡系統的框圖；
[0040]圖21示出了根據發明構思的實施例的電阻型存儲器模塊；
[0041]圖22是根據發明構思的實施例的包括電阻型存儲器系統的計算系統的框圖。
【具體實施方式】
[0042]現在，將參照附圖在某些方面額外詳細地描述發明構思的某些實施例。然而，可以以許多不同形式實施發明構思，并且發明構思不應被理解為僅限于示出的實施例。因此，發明構思可包括被包括在與本發明構思相關的構思和技術范圍內的所有修改形式、等同物或替代形式。在整個書面描述和附圖中，同樣的參考標號和標記用于指代同樣或相似的元件。
[0043]此外，這里敘述的所有示例和條件語言將被理解為不限于這些具體敘述的示例和條件。在整個說明書中，單數形式可包括復數形式，除非存在與之相反的特別描述。另外，諸如“包括”或“包含”的術語用于指明存在所述形式、數量、工序、操作、組件和/或它們的組，并沒有排除存在一個或更多個其它所述形式、一個或更多個其它數量、一個或更多個其它工序、一個或更多個其它操作、一個或更多個其它組件和/或它們的組。
[0044]當術語“第一”和“第二”用于描述各種組件時，顯而易見的是，這些組件不限于術語“第一”和“第二”。術語“第一”和“第二”只用于將各組件之間區分開。例如，在不與發明構思發生沖突的情況下，第一組件可指示第二組件或者第二組件可指示第一組件。
[0045]除非另外明確描述，否則這里使用的所有術語(包括描述性術語或技術術語)應該被理解為具有對本領域普通技術人員顯而易見的意思。另外，在通用字典中定義的并且用在以下描述中的術語應該被理解為具有與相關描述中使用的意思等同的意思，并且除非這里另外明確描述，否則這些術語不應該被理解為是理想或過度正式的。
[0046]如這里使用的，術語“和/或”包括一個或更多個相關所列項的任何組合和全部組合。諸如“…中的至少一個/ 一種”的表述當在一列元件/元素之后時修飾的是整列元件/元素，而不是修飾該列中的個別元件/元素。
[0047]圖1是大體上包括電阻型存儲器裝置100和存儲器控制器101的電阻型存儲器系統10的框圖。為了簡明起見，電阻型存儲器裝置100將被簡稱為“存儲器裝置”100，并且在圖1的圖示實施例中包括具有電阻型存儲器單元的存儲器單元陣列110、寫/讀電路120、控制邏輯器130、測量和分析單元140。
[0048]響應于從主機接收的讀請求，存儲器控制器101將控制存儲器裝置100的操作，以檢索存儲在存儲器單元陣列110的選擇的電阻型存儲器單元中的“讀數據”。類似地，響應于從主機接收的寫請求，存儲器控制器101將控制存儲器裝置100的操作，以將“寫數據”存儲在存儲器單元陣列110的選擇的電阻型存儲器單元中。為了實現這兩個基本的存儲器系統操作，例如，存儲器控制器101將至少一個地址ADDR、至少一個命令CMD和一個或更多個控制信號CTRL提供到存儲器裝置100。這里，寫數據和/或讀數據在圖1中被統一或單獨標識為正在存儲器控制器101和存儲器裝置100之間交換的“DATA”。
[0049]存儲器控制器101可包括隨機存取存儲器(RAM)、處理單元、主機接口和存儲器接口，其中，處理單元可使用RAM作為操作存儲器。處理單元可控制存儲器控制器101的內部操作。可使用主機接口來實現一個或更多個數據通信協議，所述數據通信協議允許在主機和存儲器控制器101之間交換數據。例如，存儲器控制器101可使用一個或更多個傳統上理解的數據通信協議(諸如，USB, MMC、PC1-E、ATA、串行ATA、并行ATA、SCS1、ESDI和IDE)來與主機(或某個其它外部源)通信。
[0050]存儲器單元陣列110包括分別設置在第一信號線和第二信號線交叉的區域的多個電阻型存儲器單元。在下文中描述的圖示實施例中，假設第一信號線是位線，第二信號線是字線。
[0051]存儲器單元陣列110的電阻型存儲器單元可被構造成作為能夠每個存儲器單元存儲一比特數據的單層單元(SLC)和/或能夠每個存儲器單元存儲兩比特或更多比特數據的多層單元(MLC)。SLC按照兩個電阻層分布進行操作，而N比特MLC按照2N電阻層分布進行操作。
[0052]存儲器單元陣列110可被實現為二維(或水平)結構或三維(或垂直)結構。
[0053]存儲器單元陣列110可包括電阻型存儲器單元，電阻型存儲器單元包括具有可變電阻器的可變電阻器裝置(未示出)。對于一個示例，當由相變材料(例如，Ge-Sb-Te)形成的可變電阻器裝置的電阻根據溫度而變化時，電阻型存儲器裝置可以是相變RAM (PRAM)。對于