相變存儲器掩碼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所描述的實施例通常涉及相變存儲器。
【背景技術(shù)】
[0002]相變存儲器使用相變材料(S卩，可以在非晶體的和晶體的狀態(tài)之間以電氣方式切換的材料)作為電子存儲器。一個類型的存儲器元件利用相變材料，在一個應(yīng)用中所述材料可以在大體上非晶體的和大體上晶體的局域有序之間或橫跨整個光譜在局域有序的可檢測狀態(tài)之間在完全非晶體的和完全晶體的狀態(tài)之間以電氣方式切換。
[0003]適合于這個應(yīng)用的典型的材料包含各種硫族化物元素。相變材料的狀態(tài)還是非易失性的。當存儲器被設(shè)置在代表電阻值的晶體的、半晶體的、非晶體的、或半非晶體的狀態(tài)時，該值被保留直到被重新編程，即使電源被移除。這是因為編程值代表(例如，晶體的或非晶體的)材料的相或物理狀態(tài)。
[0004]相變材料的狀態(tài)還是非易失性的，因為當設(shè)置在代表電阻值的晶體的、半晶體的、非晶體的、或半非晶體的狀態(tài)時，該值被保留直到由另一編程事件改變，由于該值代表(例如，晶體的或非晶體的)材料的相或物理狀態(tài)。該狀態(tài)不受移除電源影響。
【附圖說明】
[0005]從結(jié)合附圖得到的下面的具體描述，將清楚本公開的特征和優(yōu)點，所述附圖以示例的方式一起圖解本公開的特征；并且其中:
圖1圖解根據(jù)示例的按位掩碼邏輯的表；
圖2圖解根據(jù)示例的存儲器陣列的方塊圖；
圖3圖解根據(jù)示例的存儲器接收器；
圖4圖解根據(jù)示例的存儲器系統(tǒng)圖；
圖5圖解根據(jù)示例應(yīng)用掩碼以在未被禁止的位上允許設(shè)置脈沖(set pulse)和重置脈沖(reset pulse)；
圖6圖解根據(jù)示例將數(shù)據(jù)寫入到相變存儲器陣列的方法的流程圖；以及圖7圖解根據(jù)示例的存儲器系統(tǒng)圖。
[0006]現(xiàn)將參考圖解的示例性實施例，并且本文將使用特定的語言對其進行描述。不過將理解，從而不旨在對該范圍或特定的發(fā)明實施例的限制。
【具體實施方式】
[0007]在公開和描述發(fā)明實施例之前，將理解不旨在限制本文所公開的特別的結(jié)構(gòu)、處理步驟、或材料，而是還包含如將由相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所承認的其等同物。還應(yīng)該理解，本文所采用的術(shù)語僅用于描述特別的示例的目的并且不旨在限制。在不同的附圖中的相同的參考數(shù)字代表相同的元件。在流程圖和過程中提供的數(shù)字是為了在圖解步驟和操作時的清楚起見而提供的，而未必指不特別的次序或順序。
[0008]示例實施例
以下提供技術(shù)實施例的初始的綜述并且然后進一步具體描述特定的技術(shù)實施例。該初始的總結(jié)旨在幫助讀者更快地理解本技術(shù)而不旨在識別本技術(shù)的關(guān)鍵或必要特征，也不旨在限制要求保護的主題的范圍。
[0009]諸如與NAND存儲器相比較，相變存儲器能夠進行相對快的位可更改寫入。然而，相變存儲器寫入速度可以比DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器，Dynamic Random-Access Memory)寫入速度慢。相變存儲器設(shè)計者的目標是:提供可以與DRAM可比較的讀取和寫入速度，同時維持與NAND可比較的面積/管芯尺寸，同時還保持能量適度低。例如，與NAND存儲器相比較，相變存儲器的相對快的寫入速度的成本是比在NAND技術(shù)中使用的更高的每位能量。
[0010]本技術(shù)的某些實施例提供針對相變存儲器的可編程寫入掩碼架構(gòu)，其允許期望的寫入行為的選擇的配置。例如，針對陣列中的每個位的寫入數(shù)據(jù)掩碼行為可以從中心位置被配置。不同的配置能夠用于不同的寫入算法，并且使用熔斷器，能夠硅后(post-silicon)重新配置行為。
[0011]參照圖1，根據(jù)本技術(shù)的示例，圖解包含按位掩碼邏輯的表100。根據(jù)圖1中的表100，輸入期望的數(shù)據(jù)與之前感測的數(shù)據(jù)的任何組合可以允許或禁止隨后的設(shè)置或重置脈沖。例如，順序控制器可以將掩碼邏輯發(fā)送給陣列中的單元。邏輯中不同的設(shè)定(諸如圖1的表中所圖解的8個設(shè)定)能夠被放置在針對個別單元的熔斷器、臨時寄存器、或其他儲存器中。注意到，圖1中的邏輯是示范性的，并且各種不同的配置可以被實施以當依據(jù)當前的掩碼接收輸入數(shù)據(jù)時允許在單元處的不同的操作。
[0012]圖1中的表圖解輸入和現(xiàn)有數(shù)據(jù)(分別示出為“數(shù)據(jù)輸入”和“舊數(shù)據(jù)”)的不同潛在組合。數(shù)據(jù)中的“ I”可以指示位被設(shè)置或?qū)⒈辉O(shè)置而數(shù)據(jù)中的“O”可以指示位被重置或?qū)⒈恢刂??；谄谕木幊谭椒ɑ蚧谳斎霐?shù)據(jù)如何與現(xiàn)有數(shù)據(jù)相比較，可以執(zhí)行各種操作。例如，在輸入數(shù)據(jù)與現(xiàn)有數(shù)據(jù)針對給定位是相同的(諸如輸入數(shù)據(jù)和現(xiàn)有數(shù)據(jù)都指示“ I”或“O”)情況下，在該位上可以不執(zhí)行編程。在現(xiàn)有數(shù)據(jù)是“ I”而輸入數(shù)據(jù)是“O”的情況下，位可以被重置。在現(xiàn)有數(shù)據(jù)是“O”而輸入數(shù)據(jù)是“I”的情況下，位可以被設(shè)置。
[0013]掩碼可以包含許多用于設(shè)置和/或重置位的配置。掩碼中的“I”可以指示禁止動作，諸如設(shè)置或重置動作。掩碼中的“O”可以指示允許動作。因此，設(shè)置掩碼設(shè)定可以例如包含:
s_pass_00=l (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，禁止設(shè)置); s_pass_01=l (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，禁止設(shè)置); s_pass_10=0 (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，允許設(shè)置)；和 s_pass_ll=l (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，禁止設(shè)置)。
[0014]類似地，重置掩碼設(shè)定可以例如包含: r_pass_00=l (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，禁止重置)； r_pass_01=0 (數(shù)據(jù)輸入=0，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，允許重置)； r_pass_10=l (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=0，禁止重置)；和 r_pass_l 1=1 (數(shù)據(jù)輸入=1，現(xiàn)有數(shù)據(jù)=1，禁止重置)。
[0015]圖1的表100可以是針對按位掩碼邏輯的可編程真值表，所述真值表可以被重新編程為與圖解的配置不同的配置以便基于期望的編程方法執(zhí)行不同的選項，所述編程方法的一些示例稍后被描述。此外，雖然圖1的表圖解8個掩碼設(shè)定(包含四個設(shè)置掩碼設(shè)定和四個重置掩碼設(shè)定)的使用，但是還可以使用不同數(shù)量的設(shè)定以實施本技術(shù)的各種實施例。
[0016]參照圖2，能夠看出由掩碼定義的設(shè)定可以被路由到陣列中的位或單元。例如，每個設(shè)定(r_pass_00到s_pass_ll)可以被路由到位210-213 (即，位O到位3)中的每個。雖然圖2圖解了陣列中的四個位，但是任何數(shù)量的位可以被包含在個別的陣列中，并且實際的實施方式可以包含比圖解的簡化示例更多得多的位。
[0017]陣列中的每個位可以包含保存從該陣列讀取的數(shù)據(jù)(S卩，如圖1中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)或“舊數(shù)據(jù)”)的感測放大器或感測鎖存器(即，“data_sense”)。單獨的data_in信號(data_in<0>到data_in〈3>)可以被路由到每個位。每個位能夠具有data_in和data_sense的4個組合(即，“ 00 ”，“ OI ”，“ 10 ”和“ 11 ”)的任一個。
[0018]參照圖3，在每個位之內(nèi)可以是用于接收掩碼配置的接收器300。接收器300可以評價連同8個全局掩碼信號r_pass_00/01/10/11和s_pass_00/01/10/ll —起的data_in和data_sense的組合。接收器300可以基于連同8個全局掩碼信號一起的data_in和data_sense的組合確定是否要禁止或阻止(即，“遮掩(mask out)”)設(shè)置脈沖或重置脈沖。用全局clkjnaskload信號，設(shè)置和重置掩碼可以被鎖存到接收器內(nèi)。當寫入操作開始時，寫入操作可以將設(shè)置和重置脈沖施加到具有用于設(shè)置或重置的清除或不受禁止的掩碼的位。換言之，允許設(shè)置操作的位將使設(shè)置寫入操作施加到其上，而允許重置操作的位將使重置寫入操作施加到其上。在圖解的示例中，接收器300包含針對設(shè)置和重置掩碼應(yīng)用的跟隨著反相器的一個或多個與或非(AND-0R-1NVERT)門。然而，還可以用不同的邏輯門實施接收器300 ο在實踐中，接收器300可以從被配置為定義或規(guī)定掩碼配置的順序控制器或其他裝置接收掩碼配置。接收器300可以與掩碼配置的接收并行地接收現(xiàn)有數(shù)據(jù)(S卩，data_sense)和輸入數(shù)據(jù)(S卩，data_in)。接收器300可以然后按照接收的掩碼配置評價現(xiàn)有和輸入數(shù)據(jù)以確定是否要允許或禁止設(shè)置動作并且是否要允許或禁止重置動作。
[0019]之前的技術(shù)已經(jīng)實施寫入掩蓋，但是寫入掩蓋已經(jīng)被硬連線到寫入電路內(nèi)。例如，一些NOR門存儲器設(shè)計可以使用單個的寫入掩碼位，所述寫入掩碼位允許編程或不允許編程。然而，相變存儲器技術(shù)不如NAND和DRAM技術(shù)那樣成熟，并且因此與NAND和DRAM的讀取和寫入算法相比較，可能必須對于如何實施讀取和寫入方法而言更靈活。本技術(shù)的實施例提供靈活性的示例，其中寫入掩蓋不是硬連線到寫入電路內(nèi)，而是改為可編程的且可重配