[发明专利]带有余量电流相加的PCM存储器以及相关方法

说明书

本公开涉及带有余量电流相加的PCM存储器以及相关方法。例如，一种差分PCM存储器可以包括第一和第二PCM元件以及感测放大器电路，该感测放大器电路被配置成用于在感测操作期间对分别通过该第一和第二PCM元件的第一与第二感测电流之间的差异进行感测。该差分PCM存储器可以包括：第一余量电流分支，该第一余量电流分支与该第一PCM元件并联耦合并且被配置成用于选择性地将第一余量电流添加到该第一感测电流；以及第二余量电流分支，该第二余量电流分支与该第二PCM元件并联耦合并且被配置成用于选择性地将第二余量电流添加到该第二感测电流。

技术领域

本公开涉及存储器领域，并且更具体地涉及相变存储器以及相关方法。

背景技术

固态存储器器件由于相较于典型有源存储器器件而言的若干优点，已经变得很流行。首先，固态存储器器件不包括活动部件，因此它消耗更少功率并且提供稳健的可靠性。另外，固态存储器器件耐受机械应力，诸如冲击和振动。

用于固态存储器器件的一类存储器是闪存器件。闪存器件可以基于例如NAND或者N0R逻辑门。例如Nakamura的公开号为2009/0080236的美国专利申请公开了一种存储器器件。该存储器器件包括多个存储器单元以及耦合到每个存储器单元的位线。存储器器件经由位线向存储器单元中的每个存储器单元提供电源电压。

另一种固态存储器方式是相变存储器。这些器件使用硫族化物玻璃来存储数据，而不是使用闪存的浮置栅极方式。具体而言，可以通过使硫族化物玻璃暴露于指定水平的热度，来迫使它采用非晶态或者晶态形式。通过检测基于硫族化物玻璃的电阻率来检测当前状态，该电阻率可预测地基于硫族化物玻璃的形式变化。

发明内容

一般来说，一种差分相变材料(PCM)存储器可以包括第一和第二PCM元件以及感测放大器电路，该感测放大器电路被配置成用于在感测操作期间分别通过该第一和第二PCM元件对第一与第二感测电流之间的差异进行感测。该差分PCM存储器可以包括：第一余量电流分支，该第一余量电流分支与该第一PCM元件并联耦合并且被配置成用于选择性地将第一余量电流添加到该第一感测电流；以及第二余量电流分支，该第二余量电流分支与该第二PCM元件并联耦合并且被配置成用于选择性地将第二余量电流添加到该第二感测电流。

一般来说，该第一和第二余量电流分支中的每一个可以包括控制开关，该控制开关被耦合到该感测放大器电路并且被配置成用于控制该第一和第二余量电流的流动。该第一余量电流分支的该控制开关可以被配置成用于通过在该感测操作期间将该第一余量电流添加到该第一感测电流来对该第一PCM元件进行逻辑检查操作。该第二余量电流分支的该控制开关可以被配置成用于通过在该感测操作期间将该第二余量电流添加到该第二感测电流来对该第二PCM元件进行逻辑检查操作。

在一些实施例中，该差分PCM存储器可以进一步包括控制器，该控制器被配置成用于：在对该第一和第二余量电流进行相加时，当该感测操作具有不同的输出值时，用误差值对该第一和第二PCM元件进行标记。该第一和第二余量电流分支中的每一个可以包括多个电流源。该第一和第二余量电流分支中的每一个可以被配置成用于生成不同的余量电流。

另外，该感测放大器电路可以包括：第一级电流积分器电路，该第一级电流积分器电路被耦合至该第一和第二PCM元件；以及第二级比较器电路，该第二级比较器电路被耦合至该第一级电流积分器电路的下游。该感测放大器电路可以包括第三级锁存电路，该第三级锁存电路被耦合至该第二级比较器电路的下游并被配置成用于基于该第一与第二感测电流之间的该差异对输出信号进行输出。