[发明专利]可变电阻存储器件

说明书

一种可变电阻存储器件包括多个单元块和多个选择单元，所述多个单元块的每个包括：多个第一线，所述多个第一线沿着第一方向彼此平行地延伸；多个第二线，所述多个第二线沿着与第一方向交叉的第二方向彼此平行地延伸；以及多个存储器单元，所述多个存储器单元包括被布置在多个第一线和多个第二线的交叉处的可变电阻层。所述多个选择单元与多个第一线耦接，并且将两个相邻的单元块耦接。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月28日提交的申请号为10-2012-0157395的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种可变电阻存储器件及其操作方法，更具体而言，涉及一种具有交叉点单元阵列配置的可变电阻存储器件及其操作方法。

背景技术

可变电阻存储器件（或电阻可变存储器件）根据外部输入而在至少两种电阻状态之间改变其电阻值。可变电阻存储器件利用这种电阻改变属性来储存数据，包括阻变随机存取存储（ReRAM）器件、相变RAM（PCRAM）器件、自旋转移扭矩RAM（STT-RAM）器件等。因为各种可变电阻存储器件具有简单的结构和良好的非易失性属性，所以已经对这些可变电阻存储器件进行了许多研究。

在这些可变电阻存储器件之中，ReRAM器件可以包括上电极和下电极、以及被设置在上电极和下电极之间的可变电阻层，所述可变电阻层由例如钙钛矿基材料或过渡金属氧化物来形成。在ReRAM器件中，作为电流路径的细丝根据施加到上电极和下电极的电压电平而在可变电阻层中产生或从可变电阻层中去除。

当细丝产生时，可变电阻层处于低电阻状态。相反地，当没有细丝存在时，可变电阻层处于高电阻状态。从高电阻状态到低电阻状态的转换被称为‘设定’操作，而从低电阻状态到高电阻状态的转换被称为‘复位’操作。

图1A至图1C是说明传统的可变电阻存储器件的平面图。

参见图1A，可变电阻存储器件具有交叉点单元阵列配置，其中，存储器单元MC被布置在彼此平行地延伸的多个位线BL0～BL7与彼此平行地延伸的多个字线WL0～WL7相交的交叉点处。

通过将接地电压GND施加到选中的字线（例如，WL3）、将指定电压V施加到选中的位线（例如，BL0）、以及检测流经存储器单元SMC的电流来读取储存在指定存储器单元（例如，图1A中选中的存储器单元SMC）中的数据。流经存储器单元SMC的电流根据存储器单元SMC的电阻状态而改变。

在交叉点单元阵列配置中，可以将具有特定电平的电压（小于施加到选中的存储器单元SMC的指定电压V）施加到未选中的存储器单元。结果，电流可以经由如图1A中的虚箭头线所表示的未选中的存储器单元泄漏。

参见图1B，可变电阻存储器单元器件包括多个存储器单元阵列MCA0～MCA3，每个存储器单元阵列包括被布置成矩阵模式的存储器单元。在每个存储器单元阵列MCA0～MCA3的外围区中，可以提供用于可变电阻存储器件的操作所必需的多个核心电路CC。

随着每个存储器单元阵列MCA0～MCA3的尺寸增大，泄漏电流也增大，可变电阻存储器件的可靠性降低。另外，存储器单元阵列尺寸越大，被核心电路占据的面积越大。因而，会限制存储器单元阵列尺寸的增大。结果，难以增大存储器件的集成度。

参见图1C，提出了包括全局位线GBL0～GBL2和多个局部位线BL0～BL5的分层位线结构来抑制在交叉点单元阵列配置中产生的泄漏电流。（见A.Kawahara等人的“An8MbMulti-Layered Cross-Point ReRAM Macro with443MB/s Write Throughput”，Proc.ofISSCC，2012）