[发明专利]一种CRS阻变存储器的混合可重配方法

说明书

本发明公开了一种CRS阻变存储器的混合可重配方法，属于信息存储技术领域。本发明属于信息存储技术领域。本发明方法包括：使CRS阻变存储器的交叉点阵列中，每条字线只包含一个MEM单元，或每条位线只包含一个MEM单元；采用直接映射法存储MEM单元的模式标志位，构建单元模式记录表；CRS阻变存储器采用1TnR结构；动态切换储存单元的工作模式，保证最常被访问的单元处于MEM模式。本发明方法结合CRS单元的两种工作模式，互补对方的缺点，在对操作系统透明的情况下，以较小的开销下做到阵列单元可重配。从而达到抑制存储阵列潜行电流、提升可靠性和降低能耗的同时，尽可能减少CRS单元的恢复写操作，以此获得更低的延时和更长的使用寿命。

技术领域

本发明属于信息存储技术领域，更具体地，涉及一种CRS阻变存储器的混合可重配方法。

背景技术

新型非易失存储器——阻变存储器(ReRAM，Resistive Random-Access Memory)是一种无源的双端存储器件，由特定的阻变材料组成(例如，一些金属氧化物)，以单元阻值的高低来表示存储的信息。一般以单元呈现高阻态代表逻辑0，而单元呈现低阻态代表逻辑1。单元状态从逻辑0到逻辑1的转变称为置位操作(SET)，而单元状态从逻辑1到逻辑0的转变则称为复位操作(RESET)。

如图1a所示，ReRAM可以通过交叉点阵列的方式(cross-point array)组织起来构建存储阵列，其中ReRAM器件直接包夹在字线和位线之间。其ReRAM单元面积可以达到理论最小值4F²(F是特征尺寸)，是构建大容量高密度存储的有效方法。

如图1b所示，一般采用电压半偏置方案对交叉点阵列的目标单元进行写入。然而，对目标单元的写入操作会使得同行同列的单元处于半选择状态，这些半选择单元带来了极大的能耗浪费，占据操作总能耗的主要部分。同时阵列中潜行电流通过导线带来电压降问题，使得目标单元两端有效电压降低，特别是阵列中低阻单元较多时，电压降更为严重，带来可靠性问题。

如图1c所示，对交叉点阵列采用传统双端浮空的读策略即与目标单元不同行不同列字线和位线均浮空，通过V_o的大小判断或目标单元位线上的电流大小对目标单元的阻态进行分辨(图中所示为采用电压V_o的判断方式)。这种读策略优势在于能耗低，但受到潜行电流的影响较大。最坏情况下，阵列中除了读取的目标单元，其他单元均处于低阻态，如图中画出的与目标单元形成3-长度潜行路径上的低阻单元(白色单元)。这些低阻态单元和目标单元为并联关系，无论目标单元处于低阻态还是高阻态，并联后的电阻均为较低的阻值，使得读取目标单元存储的信息可能出现误读现象。