[发明专利]电阻随机存取存储器（RERAM）单元的并行置位和复位电路

说明书

提出了一种能够并行复位和置位编程的电阻式随机存取存储器(ReRAM)阵列以及一种用于编程的方法。该ReRAM阵列包括布置成阵列的多个ReRAM单元，其中该阵列包括：多个行和多个列，其中阵列的至少两个ReRAM单元包括字，其中每个ReRAM单元包括具有控制端口、第一端口和第二端口的选择器件，以及电阻元件；以及多个控制器，其中所述多个控制器中的每一个的输出致使该多个ReRAM单元的列中、具有被启用的相应字线的ReRAM单元的复位编程或置位编程；从而使得复位编程和置位编程并行发生。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年3月3日提交的美国临时申请第63/156,077号的优先权，该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及电阻式随机存取存储器(ReRAM)阵列，并且更具体地涉及多个ReRAM单元的编程。

背景技术

与例如闪存单元不同，电阻随机存取存储器(ReRAM)是位可编程的。也就是说，阵列的每一位都可以与任何其他正在编程的位分开编程。在随机访问模式下使用时，允许改写，这意味着位可以从“0”翻转到“1”(置位)或从“1”翻转到“0”(复位)。例如，置位操作可以被认为是降低ReRAM单元的电阻元件的电阻，而复位操作可以被认为是增加ReRAM单元的电阻元件的电阻。为了执行ReRAM单元的编程，使用图1中描述的步骤。例如，一个字节的存储器包含“00110101”。现在可能希望将其更改为包含“01011100”。很明显，并非所有位都需要更改。从左边开始的第一位、第四位、第六位和第七位不需要更改。然而，其余位需要置位或复位操作，视情况而定。

因此，根据当前的解决方案，将发生以下步骤，如图1所示。首先，将新数据与旧数据进行比较，以确定需要更改哪些位。这必须在需要区分需要“置位”的位(例如，从“0”更改为“1”)和需要“重置”的位(例如，需要从“1”更改为“0”')。这需要创建掩蔽以允许对各个单元进行正确编程。此后，例如，“置位”过程发生，然后是验证，然后是“复位”过程，这也要被验证。在“置位”操作之后执行“复位”。

因此，对ReRAM字进行编程的总时间包括置位和复位所需的串行时间以及其他开销活动，例如创建掩码和验证。

因此，提供克服上述缺陷的解决方案和相应的电路将是有利的。

发明内容

以下是本公开的数个示例实施例的概述。提供本概述是为了方便读者提供对此类实施例的基本理解，并不完全限定本公开的范围。该概述不是对所有预期实施例的广泛概述，并且既不旨在确定所有实施例的关键或关键元件，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前序。为方便起见，本文可使用术语“一些实施例”或“某些实施例”来指代本公开的单个实施例或多个实施例。

本文公开的某些实施例包括能够并行复位和置位编程的电阻随机存取存储器(ReRAM)阵列。ReRAM阵列包括，布置成阵列的多个ReRAM单元，其中所述阵列包括多个行和多个列，其中阵列的至少两个ReRAM单元包括字，其中每个ReRAM单元包括，具有控制端口、第一端口和第二端口的选择器件，使得在施加到所述控制端口的信号的控制下，电流在所述第一端口和所述第二端口之间流动或不流动，以及包括顶部电极(TE)和底部电极(BE)的电阻元件，其中所述控制端口连接到字线，第一端口连接到源极线，TE连接到位线，所述第二端口连接到BE；多个控制器，其中所述多个控制器中的每一个的输出致使所述多个ReRAM单元的所述列中的、具有被启用的相应字线的ReRAM单元的复位编程或置位编程；从而使得复位编程和置位编程并行执行。