[发明专利]具有去耦的读/写路径的存储元件

说明书

技术领域

本发明涉半导体技术领域，更具体地，涉及一种具有去耦的读/写路径的存储元件。

背景技术

日益频繁需求具有更大存储容量的更小器件。作为一种在更小的空间创建更大存储容量的机制，已在电阻存储器领域中发起一些努力。电阻存储系统使用能够基于所施加的条件来改变并且维持其电阻值的电阻元件。例如，可使用高电阻状态表示逻辑“1”而使用低电阻状态来表示逻辑“0”。

这样的电阻存储元件经常构建为存储元件的阵列，并且每个元件被布置在交叉传导线上。为了设置或读出阵列中特定存储元件的状态，选择连接至该存储元件的传导线。所选择的线可具有各种所施加的电气条件以便设置或读出目标存储元件的电阻状态。

例如，可施加电压至适当的传导线以读出目标存储元件的状态。该电压导致电流流过目标存储元件。基于该电流值，能够确定存储元件的电阻状态。然而，电流也将流过传导线至未选择的存储元件，并会不利地影响对流过目标存储元件的电流值进行测量的感测操作。该电流通常被称作潜行电流(sneak current)。亟需设计避免潜行电流问题的存储元件和阵列结构。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种具有去耦的读/写路径的存储元件，所述存储元件包括：

开关，包括栅极、与第一线连接的第一端子以及与第二线连接的第二端子；

电阻开关装置，连接在所述开关的栅极和第三线之间；以及

传导路径，位于所述开关的栅极和所述第二线之间。

在可选实施例中，所述电阻开关装置包括金属-绝缘体-金属开关装置。

在可选实施例中，所述电阻开关装置包括磁阻式隧道结(MTJ)装置。

在可选实施例中，所述存储元件的读路径与所述存储元件的写路径取道所述存储元件中的不同路径。

在可选实施例中，所述存储元件进一步包括选择性地施加在所述第二线和所述第三线之间的电压源，使得电流流过所述传导路径但并不流过所述开关。

在可选实施例中，所述存储元件进一步包括选择性地施加在所述第一线和所述第三线之间的电压源，使得电流流过所述传导路径和所述开关。

在可选实施例中，所述第一线和所述第三线之间施加的电压值使得所述电阻开关装置的状态可被感测放大器读出。

根据本发明的另一方面，还提供了一种存储阵列，包括：

多条位线；

多条字线；

多条电源线；以及

多个存储元件，每个所述存储元件都包括：

开关，包括：栅极；与电源线连接的第一端子；和与字线连接的第二端子；

电阻开关装置，连接在所述开关的栅极和位线之间；以及

传导路径，位于所述开关的栅极和字线之间。

在可选实施例中，所述电阻开关装置包括金属-绝缘体-金属开关装置。

在可选实施例中所述电阻开关装置包括磁阻式隧道结(MTJ)装置。

在可选实施例中，所述存储元件的读路径与所述存储元件的写路径取道所述存储元件中的不同路径。

在可选实施例中，所述存储阵列进一步包括选择性地施加在字线和位线之间的电压源，使得电流流过所述传导路径而非所述字线和所述位线之间的交叉点处的存储元件的所述开关。

在可选实施例中，所述存储阵列进一步包括要选择性地施加在电源线和位线之间的电压源，使得电流流过所述传导路径以及所述位线和所述电源线之间的交叉点处的存储元件的所述开关。

在可选实施例中，所述电源线和所述位线之间施加的电压值使得所述电阻开关装置的状态能够被感测放大器读出。

在可选实施例中，所述存储阵列的结构使得：相比于流过被选择的存储元件的所述电阻开关装置的电流，由感测放大器所感测的因潜行电流产生的电流是微不足道的。

根据本发明的另一方面，还提供了一种操作具有去耦的读/写路径的存储元件的方法，所述方法包括：

为了对所述存储元件进行写入，在与所述存储元件中的电阻开关装置的第一端子连接的位线和与所述存储元件中的开关的第一端子连接的字线之间施加电压，所述开关的栅极连接至所述电阻开关装置的第二端子；以及

为了读出所述存储元件的状态，在所述位线和与所述开关的第二端子连接的所述电源线之间施加电压，

其中，所述存储元件包括位于所述电阻开关装置的第二端子和所述开关的第一端子之间的传导路径。