[发明专利]一种相变存储器的写入电路和写入方法

说明书

本发明公开一种相变存储器的写入电路及方法，电路包括：操作单元、逻辑控制单元和电压调整反馈单元；操作单元根据所接收的写入操作信号向相变存储器阵列基本单元执行相应的写入操作；电压调整反馈单元选择写入操作信号相应的阈值电压与端电压进行比较，当端电压大于阈值电压时，向逻辑控制单元输出断开开关控制信号；逻辑控制单元在接收到断开开关控制信号后，控制操作单元与相变存储器阵列基本单元断开。本发明保持了相变存储器写入数据的一致性。

技术领域

本发明涉及相变存储器相关技术领域，特别是一种相变存储器的写入电路和写入方法。

背景技术

相变存储器，具体为相变电阻(PCM)具有存储单元尺寸小，非挥发性，循环寿命长，稳定性好，功耗低和可嵌入功能强等优点，特别是在器件特征尺寸的微缩方面的优势尤为突出，业界认为在不久的将来会有越来越大的技术优势。因此它被认为是下一代非挥发存储技术的最佳解决方案之一，在低压，低功耗，高速，高密度和嵌入式存储方面有广阔的前景。

相变存储器主要是通过施加不同大小的特殊脉冲，导致相变材料局部区域因不同温度而产生非晶态(amorphous state)与晶态(crystalline state)变化。非晶态表示逻辑“1”，晶态表示逻辑“0”。

一般情况，将材料从非晶体到多晶体的转化过程称作置位(Set)，从多晶体到非晶体的转化过程称作重置(Reset)。对于重置操作，只需要将温度提升到熔化温度以上然后迅速的冷却便能够达到非晶体的状态，相对来说比较容易。然而对于置位操作，则需要将温度提升到结晶温度以上，熔化温度以下，然后缓慢的冷却结晶。

目前的相变存储器的数据写入方法主要是：采用写入结构在相变材料上加一个电流或者电压脉冲。其中，电流脉冲的示意图如图1a和1b所示，横坐标为时间，纵坐标为电流。图1a表示写入电路产生的重置(Reset)电流，作重置(Reset)操作时被加入到相变材料，使其发生晶态到非晶态的转变。图1b表示置位(Set)电流，作置位(Set)操作时被加入到相变材料，使其发生非晶态到晶态的转变。如果相变过程正确完成，则电流脉冲结束后，相变材料维持对应的状态直到下一次写入操作。

由于置位(Set)操作需要温度能够缓慢的下降以便于相变材料能够达到结晶的状态达到低电阻的电学特性，因此对于温度的下降时间有一定的要求。

由于相变存储工艺偏差和不成熟，相变材料在高阻状态和低阻状态时的具体值是未知的，每次数据写入做置位(Set)或重置(Reset)操作时，相变存储器呈现出来的阻值都不同，给写入数据和读取数据带来不确定性。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术相变存储器写入数据不准确的技术问题，提供一种相变存储器的写入电路和写入方法。

一种相变存储器的写入电路，包括：操作单元、逻辑控制单元和电压调整反馈单元；

所述操作单元，用于根据所接收的写入操作信号向包括所述相变存储器的相变存储器阵列基本单元执行相应的写入操作；

所述电压调整反馈单元，用于获取所述写入操作信号和所述相变存储器的端电压，选择与所述写入操作信号相应的阈值电压与所述端电压进行比较，当所述端电压大于所述阈值电压时，向所述逻辑控制单元输出断开开关控制信号；

所述逻辑控制单元，用于在接收到所述断开开关控制信号后，控制所述操作单元与所述相变存储器阵列基本单元断开。

一种相变存储器的写入方法，包括：

操作单元输出步骤，包括：根据所接收的写入操作信号向包括所述相变存储器的相变存储器阵列基本单元执行相应的写入操作；

电压反馈步骤，包括：获取写入操作信号和所述相变存储器的端电压，选择与所述写入操作信号相应的阈值电压与所述端电压进行比较，且：