[发明专利]非易失性相变存储器装置及相关行解码方法

说明书

本公开的实施例涉及非易失性相变存储器装置及相关行解码方法。在一个实施例中，非易失性存储器装置包括存储阵列，该存储阵列包括多个存储部分，每个存储部分具有相应的多个按行和列布置的存储器单元，其中存储器部分布置成组，存储器部分的每个组具有布置为行的多个相应存储器部分和延伸穿过相应存储器部分的多个相应字线，其中存储器部分的组的所述存储器单元耦合到相应字线和行解码器，行解码器包括被配置为执行选择的预解码级，在预解码级中，行解码器选择延伸穿过存储器部分的组的字线，并且取消选择延伸穿过存储器部分的组的其他字线，以及随后的取消选择，在该取消选择中，行解码器取消选择延穿过存储器部分的组的所有字线。

相关申请

本申请要求2021年3月3日提交的意大利专利申请No.102021000004973的优先权，该申请在此通过参考并入本文。

技术领域

本发明涉及一种非易失性相变存储器装置，其包括具有n沟道MOSFET晶体管的分布式行解码器；此外，本发明涉及对应的行解码方法。

背景技术

众所周知，在相变类型的非易失性存储器(所谓的PCM或ePCM，嵌入式相变存储器)中，通过利用相变材料来存储信息，所述相变材料具有能够在具有相当不同的电阻率值的相之间切换的特性。特别地，这些材料可以在具有高电阻率的非晶相和具有低电阻率的晶相或多晶相之间切换。因此，在相变存储器单元中，对于相应相变存储器元件的每个相(非晶或结晶)，能够关联存储在单元中的数据项的不同值。

例如，能够使用周期表的VI族元素作为相变存储元件，例如碲(Te)，硒(Se)或锑(Sb)，它们被称为硫族化物或硫族化物材料。由锗(Ge)，锑(Sb)和碲(Te)组成的合金，称为GST(具有化学组成Ge₂Sb₂Te₅)，目前广泛用于这些存储元件。

存储器元件中的相位切换可以通过局部地增加相变材料区域的温度来获得，例如通过使电编程电流通过布置为与相变材料区域接触的电阻电极(通常称为加热器)。该电流通过焦耳效应生成相变所需的温度分布。

特别地，当相变材料处于高电阻率非晶态(所谓的复位状态)时，需要施加第一电流脉冲(所谓的置位脉冲)，其具有允许材料缓慢冷却的持续时间和幅度。当经受这种处理时，相变材料改变其状态并从高电阻率状态切换到低电阻率结晶状态(所谓的置位状态)。相对地，当相变材料处于置位状态时，需要施加具有高振幅和短持续时间的第二电流脉冲(复位脉冲)，以便使材料返回到高电阻率非晶态。

存储在存储器单元中的数据项的读取可以通过向相变材料的存储元件施加足够低的电压以不引起其相当大的发热，然后通过读取在存储器单元中流动的电流值来执行。假定电流与相变材料的电导率成比例，则可以确定材料处于哪一相，从而推导出存储在存储器单元中的数据项。

特别地，用于差分类型的PCM存储器装置的读取结构是已知的，其中两个相对状态的存储器单元与要读取的字的每个位相关联(以已知方式由适当数目的位构成)。举例来说，如果与所述位相关联的第一存储器单元(所谓的直接单元)和第二存储器单元(所谓的互补单元)分别处于置位状态和复位状态，那么所述位具有值“1”，并且如果第一存储器单元和第二存储器单元分别处于复位状态和置位状态，那么所述位具有值“0”。就以冗余方式存储数据项而言，差分类型的读取体系结构在可靠性方面提供了优点，而且就简单地通过比较在与相同位相关联的单元中流动的相应电流来执行读取而言，不需要产生参考电流。

存储器单元组织成存储器阵列，并且特定来说布置成由字线形成的行和由位线(BL)形成的列。

如图1中示意性示出的，每个存储器单元2包括相变元件2a和选择器元件2b，例如MOSFET晶体管或(如图1所示)BJT晶体管，其电连接到与相变元件2a(未示出)相关联的加热器，以便选择性地允许电编程或读取电流通过。