[发明专利]半导体存储装置

权利要求书

1.一种半导体存储装置，其中，

具有：存储单元阵列，该存储单元阵列在行方向和列方向分别排列多个存储单元而成，该存储单元具备可变电阻元件和与所述可变电阻元件的一端的电极连接的电流限制元件而成，该可变电阻元件在可变电阻体的两端担载电极，在该两端之间给予电应力，由此由该两端间的电阻特性规定的电阻状态在二个以上不同的电阻状态间转变，将该转变后的一个电阻状态用于信息的存储，

所述可变电阻元件具有随着使施加的电压脉冲的电压振幅上升而依次呈现以下电阻变化的可变电阻特性：第一电阻变化，在该电压振幅处于第一电压范围时电阻值未从低电阻状态较大地变化而是大致固定；第二电阻变化，在该电压振幅处于第二电压范围时电阻值朝向规定的峰值上升；以及第三电阻变化，在该电压振幅处于第三电压范围时电阻值从所述峰值朝向所述低电阻状态的电阻值减少，

所述半导体存储装置具备控制电路，该控制电路控制以下动作：

编码动作，对具有多个位的信息位实施纠错编码，生成位长度比所述信息位长的编码数据；

第一重写动作，对与所述编码数据的第一逻辑值的位对应的被选择出的所述存储单元的所述可变电阻元件的两端的电极施加第一极性的重写电压脉冲，使所述可变电阻元件转变成所述低电阻状态；

第二重写动作，对与所述编码数据的第二逻辑值的位对应的被选择出的所述存储单元的所述可变电阻元件的两端的电极，施加极性与所述第一极性相反、电压振幅处于所述第二电压范围内的重写电压脉冲，使所述可变电阻元件转变成高电阻状态；

读出动作，对与所述编码数据对应的多个被选择出的所述存储单元的所述可变电阻元件的两端的电极施加读出电压脉冲，读出该选择出的所述存储单元的所述电阻状态，作为所述编码数据读出；以及，

译码动作，对由所述读出动作读出的所述编码数据的错误进行检测，纠正检测出错误的位，

所述控制电路在所述译码动作中检测到读出的编码数据的错误的情况下，选择与该错误的错误位置对应的所述存储单元，对与该错误位置对应的全部的所述存储单元执行所述第一重写动作，控制对所述存储单元阵列中存储的所述编码数据的纠正写入动作。

2.根据权利要求1所述的半导体存储装置，其中，所述可变电阻元件具有：在施加了电压振幅处于所述第二电压范围内的重写电压脉冲的情况下转变后的高电阻状态的电阻值随着时间的经过而上升的保持特性。

3.根据权利要求1所述的半导体存储装置，其中，在所述纠正写入动作中，在执行所述第一重写动作之前，对与所述错误位置对应的全部的所述存储单元执行所述第二重写动作。

4.根据权利要求1所述的半导体存储装置，其中，所述控制电路在所述译码动作中检测到读出的编码数据的错误的情况下，将与该错误的错误位置对应的全部的所述存储单元的所述可变电阻元件的电阻状态设定为所述低电阻状态，与所述纠正写入动作的执行并行地对输出纠错后的译码了的数据的读出输出动作的执行进行控制。

5.根据权利要求1～4的任一项所述的半导体存储装置，其中，

具备：信号产生电路，生成设定的周期的刷新请求信号，

所述控制电路以与所述刷新请求信号同步地执行所述读出动作、所述译码动作、以及所述纠正写入动作的方式进行控制。

6.根据权利要求5所述的半导体存储装置，其中，

具备：模式寄存器，保持与感测到的温度对应的动作模式，

根据所述动作模式，变更所述刷新请求信号的设定周期。

7.根据权利要求5所述的半导体存储装置，其中，所述刷新请求信号的周期以伴随着温度上升而单调地减少的方式进行设定。

8.根据权利要求1～4的任一项所述的半导体存储装置，其中，

所述编码数据是对所述信息位附加校验位而成，

在所述读出动作之后、所述译码动作之前，

所述控制电路控制以下动作：

第二编码动作，对在所述读出动作中读出的所述编码数据中的所述信息位实施所述纠错编码，生成所述校验位；以及

比较动作，将在所述读出动作中读出的所述编码数据中的所述校验位和由所述第二编码动作生成的所述校验位进行比较，

在双方的所述校验位一致的情况下，判定为没有所述编码数据的错误，不进行所述译码动作。

9.根据权利要求1～4的任一项所述的半导体存储装置，其中，所述可变电阻体包含Al、Hf、Ni、Co、Ta、Zr、W、Ti、Cu、V、Zn、Nb的至少任一种金属的氧化物或氧氮化物而成。