[发明专利]阻变式存储单元和阻变式存储器

说明书

本发明提出一种阻变式存储单元和阻变式存储器，其中，存储单元包括：第一至第四晶体管；第五至第八晶体管；第一至十六阻变元件；位线端口、源线端口及第一至第八字线端口；第一至第四晶体管的一端分别与位线端口连接，第一至第四晶体管的另一端通过一个阻变元件分别与第五至第八晶体管的一端连接，第五至第八晶体管的另一端分别与源线端口连接，第一至第八晶体管的控制端分别与第一至第八字线端口连接。由此，该存储单元能够在存储16位数据的前提下，减小平均每位数据占据的存储单元面积，减少字线及其字线驱动电路，缩小位线驱动电路和源线驱动电路，减小读操作时位线漏电流，从而提高存储单元构成的阻变式存储器的存储密度和可靠性。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，尤其涉及一种阻变式存储单元和阻变式存储器。

背景技术

近年来，新型存储器领域的研究获得了非常大的关注，当前出现的新型存储器有阻变式随机存储器(RRAM，Resistive Random Access Memory)、磁性随机存储器(MMRAM，Magnetic Random Access Memory)、相变随机存储器(PCRAM，Phase change RandomAccess Memory)等；其中，RRAM采用忆阻器来做存储，通过在材料中形成和断开导电细丝来形成低、高电阻态，通过高低电阻态来存储数据‘0’和数据‘1’；MRAM以磁电阻性质来存储数据，根据采用磁化的方向不同所导致的磁电阻不同来区分数据‘0’和数据‘1’；PCRAM利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据‘0’和数据‘1’。可见，这几种新型存储器均是根据电阻的差异来存储数据，故将其均归类于阻变式存储器。

相关技术中，阻变式存储器常用的存储单元结构是1T1R(1Transistor1Resistor)阻变式结构，1T1R存储单元包含一个开关晶体管和一个相应的阻变元件。然而，该存储单元面积受其开关晶体管的面积限制，且所需的字线(Word Line，简称WL)驱动电路、位线(Bit Line，简称BL)和源线(Source Line，简称SL)驱动电路均较大，所以1T1R存储单元构成的存储器，存储密度较低；读操作时位线漏电流较大。从而导致存储器的可靠性较低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种阻变式存储单元，以在能够存储16位数据的前提下，优化晶体管对存储单元的面积限制，减少平均每位数据占据的存储器单元面积，减少字线及其字线驱动电路，缩小位线驱动电路和源线驱动电路，减小读操作时的位线漏电流，从而提高存储单元构成的存储器的存储密度和可靠性。

本发明的第二个目的在于提出一种阻变式存储器。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种阻变式存储单元，包括：包含第一至第四晶体管的第一晶体管阵列；包含第五至第八晶体管的第二晶体管阵列；包含第一至第十六阻变元件的阻变元件阵列；位线端口、源线端口及第一至第八字线端口，其中，所述第一至第四晶体管的一端分别与所述位线端口连接，所述第一至第四晶体管的另一端通过所述阻变元件阵列中的一个阻变元件分别与所述第二晶体管阵列中的第五至第八晶体管的一端连接，所述第五至第八晶体管的另一端分别与所述源线输端口连接，所述第一至第八晶体管的控制端分别与所述第一至第八字线端口连接。

根据本发明实施例的阻变式存储单元，包括八个晶体管和十六个阻变元件，且第一至第四晶体管的另一端通过阻变元件阵列中的一个阻变元件分别与第二晶体管阵列中的第五至第八晶体管的一端连接。由此，该阻变式存储单元包括八个晶体管和十六个阻变元件，能够存储16位数据，优化了晶体管对存储单元的面积限制，减少了字线及其字线驱动电路，缩小了位线驱动电路和源线驱动电路，从而提高存储单元构成存储器了存储密度。进一步的，减小了读操作时位线漏电流，从而提高存储单元构成存储器的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的阻变式存储单元还可以具有如下附加的技术特征：