[发明专利]非易失性存储单元数据读取方法及存内计算数据读取方法

说明书

本申请实施例提供一种非易失性存储单元数据读取方法及存内计算数据读取方法，属于半导体技术领域。方法包括：响应于第一数据读取指令，向非易失性存储器件与位线连接的一端施加第一电压，并向三端开关元件与源线连接的一端施加第二电压，第二电压低于第一电压，且第一电压与第二电压的差值大于三端开关元件的阈值电压；通过非易失性存储器件与位线连接的一端获取非易失性存储器件的存储数据。本申请能有效避免了现有的反向读取过程中需对与非易失性存储器件连接的源线施加高电压，导致开关元件产生衬偏效应，进而导致开关元件阈值电压变化，影响存储单元的读取速度和裕度的问题。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种非易失性存储单元数据读取方法及一种存内计算数据读取方法。

背景技术

随着人工智能、大数据等应用的发展，计算机要处理的数据量急剧膨胀，在传统的冯诺依曼计算机体系结构下，处理器与存储器的运算速度差异较大，大量的数据交换导致计算延时和能耗占比越来越高，该现象被称为存储墙。存内计算是解决存储墙问题的关键技术，但是，现有的存内计算中，在对存储器阵列中的存储单元进行数据读取时，需要对与存储单元连接的源线施加高电压，导致开关元件产生衬偏效应，进而导致开关元件阈值电压变化，造成反向读取时间长，且反向读取裕度低的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种非易失性存储单元数据读取方法及一种存内计算数据读取方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种非易失性存储单元数据读取方法，所述非易失性存储单元包括串联连接的非易失性存储器件及三端开关元件，所述读取方法包括：

响应于第一数据读取指令，向所述非易失性存储器件与位线连接的一端施加第一电压，并向所述三端开关元件与源线连接的一端施加第二电压，所述第二电压低于所述第一电压，且所述第一电压与所述第二电压的差值大于所述三端开关元件的阈值电压；

通过所述非易失性存储器件与位线连接的一端获取所述非易失性存储器件的存储数据。

可选地，所述读取方法还包括：

响应于第二数据读取指令，向所述三端开关元件与源线连接的一端施加第三电压，并向所述非易失性存储器件与位线连接的一端施加第四电压，所述第三电压低于所述第四电压，且所述第三电压与所述第四电压的差值大于所述三端开关元件的阈值电压；

通过所述三端开关元件与源线连接的一端获取所述非易失性存储器件的存储数据。

可选地，所述非易失性存储器件的一端与位线连接，另一端与所述三端开关元件的第一端连接，所述三端开关元件的第二端与字线连接，所述三端开关元件的第三端与源线连接；

所述字线用于向所述三端开关元件提供电源电压，所述位线用于向所述非易失性存储器件与位线连接的一端施加第一电压或第四电压，所述源线用于向所述三端开关元件与源线连接的一端施加第二电压或第三电压。

可选地，所述存储数据为所述非易失性存储器件的当前阻值状态在位线电压为第一电压且源线电压为第二电压的情况下，所述位线上的电流值的映射；或者，所述存储数据为所述非易失性存储器件的当前阻值状态在源线电压为第三电压且位线电压为第四电压的情况下，所述源线上的电流值的映射。

可选地，所述第一电压与所述第四电压相等。

可选地，所述第二电压与所述第三电压相等。

可选地，所述非易失性存储单元为阻变存储器。

可选地，所述阻变存储器为1T1R的阻变存储器。

本申请第二方面提供一种存内计算数据读取方法，应用于存内计算系统，所述存内计算系统包括由多个阵列排布的非易失性存储单元构成的非易失性存储单元阵列，所述非易失性存储单元包括串联连接的非易失性存储器件及三端开关元件，所述读取方法包括：