发明名称 温度补偿之电阻式随机存取记忆体
摘要 本发明揭示一种温度补偿之电阻式随机存取记忆体感测电路,用以改良对于温度变化之RRAM可读性。该电路包含一温度相依型元件,用以控制一温度补偿电路之反应,以产生一温度相依型信号来补偿该等记忆体电组织电阻状态的温度变化。该温度相依型元件可以控制供应给该记忆体电阻之感测信号,使得该记忆体电阻之电阻状态系对于温度变化而受到补偿。该温度相依型元件控制供应给该比较电路之参考信号,使得该比较电路所提供之输出信号系对于温度变化而受到补偿。该温度相依型元件较佳地系由与该等记忆体电阻相同的材料及过程所制成。
申请公布号 TWI248088 申请公布日期 2006.01.21
申请号 TW093106324 申请日期 2004.03.10
申请人 夏普股份有限公司 发明人 许胜藤
分类号 G11C7/06 主分类号 G11C7/06
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种温度补偿RRAM感测电路,用以改良对于温度变 化之可读性,该电路包含: a)一温度依存记忆体电阻器阵列; b)一温度依存元件; c)一温度补偿控制电路,其系与该温度依存元件相 通讯,以提供至少一温度依存输出信号给该温度依 存记忆体电阻器,以补偿该记忆体电阻器之电阻的 温度变化。 2.如申请专利范围第1项之电路,其中该温度补偿控 制电路所发展之温度依存输出信号是一温度依存 电流源,该电流源之温度依存性系在该记忆体电阻 器之温度依存性的相反方向上,使得横跨该记忆体 电阻器之电压系对温度变化补偿。 3.如申请专利范围第1项之电路,其中该温度补偿控 制电路所发展之温度依存输出信号是一温度依存 电压源,该温度依存性系在与该记忆体电阻器之温 度依存性的相同方向上,使得横跨该记忆体电阻器 之电流系对温度变化补偿。 4.如申请专利范围第1项之电路,尚包含一感测放大 器,该感测放大器包含一反相器。 5.如申请专利范围第1项之电路,尚包含一感测放大 器,该感测放大器包含一比较电路。 6.如申请专利范围第1项之电路,其中该温度依存元 件是由与该记忆体电阻器相同的材料及制程所制 造。 7.如申请专利范围第6项之电路,其中该温度依存元 件是被程式化成该最低电阻状态。 8.如申请专利范围第1项之电路,其中该温度补偿控 制电路是一电流负载nMOS电路。 9.如申请专利范围第1项之电路,其中该温度补偿控 制电路是一电流负载pMOS电路。 10.如申请专利范围第1项之电路,其中该记忆体电 阻器是一1R1D交叉点记忆体阵列。 11.如申请专利范围第1项之电路,其中该记忆体电 阻器是一1R1T随机存取记忆体阵列。 12.如申请专利范围第1项之电路,尚包含一二极体, 其连接到该温度依存元件。 13.如申请专利范围第1项之电路,其中该记忆体电 阻器阵列储存两位元电阻状态。 14.如申请专利范围第1项之电路,其中该记忆体电 阻器阵列储存多位元电阻状态。 15.如申请专利范围第14项之电路,尚包含一多位感 测电路。 16.一种用以感测位在一RRAM装置内之选择记忆体电 阻器的电阻状态,以改良对温度变化之可读性之方 法,该方法包含以下步骤: a)提供一温度补偿控制电路,其包含一温度依存元 件; b)从该温度补偿控制电路发展至少一温度依存感 测信号; c)施加该至少一温度依存感测信号于该记忆体电 阻器,以补偿该记忆体电阻器之电阻的变化;及 d)感测该记忆体电阻器之补偿状态。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中该温度依存 感到信号是一电流源,而该记忆体电阻器之补偿状 态是横跨该记忆体电阻器之电压。 18.如申请专利范围第16项之方法,其中该温度依存 感测信号是一电压源,而该记忆体电阻器之补偿状 态是通过该记忆体电阻器之电流。 19.如申请专利范围第16项之方法,其中该温度依存 元件是由与该记忆体电阻器相同之材料及制程所 制造。 20.一种温度补偿RRAM感测电路,用以改良对温度变 化之可读性,该电路包含: a)一温度依存记忆体电阻器阵列; b)一温度依存元件; c)一温度补偿参考电路,其系与该温度依存元件相 通讯,以提供至少一温度依存参考信号;及 d)一比较电路,其系与该记忆体电阻器阵列及该温 度补偿参考电路相通讯,该比较电路系调适用以将 由至少一记忆体电阻器所发展之至少一感测信号 与由该温度补偿控制电路所发展之至少一参考信 号相比较,然后回应该比较,提供至少一输出信号 。 21.如申请专利范围第20项之电路,其中该温度补偿 参考电路所发展之温度依存参考信号是一温度依 存电流源,该电流源之温度依存性系在与该记忆体 电阻器之电阻状态之温度依存性相同的方向上,使 得该比较电路所提供之输出信号系对温度变化补 偿。 22.如申请专利范围第20项之电路,其中该温度补偿 参考电路所发展之温度依存参考信号是一温度依 存电压源,该电压源之温度依存性系在与该记忆体 电阻器之电阻状态之温度依存性相同的方向上,使 得该比较电路所提供之输出信号系对温度变化补 偿。 23.如申请专利范围第20项之电路,其中该温度依存 元件是由与该记忆体电阻器相同之材料及制程所 制造。 24.如申请专利范围第20项之电路,其中该感测信号 及该至少一参考信号是电压。 25.如申请专利范围第20项之电路,其中该感测信号 及该至少一参考信号是电流。 26.如申请专利范围第20项之电路,其中该输出信号 指示该记忆体电阻器之电阻状态。 27.一种用以感测位在一RRAM装置内之选择温度依存 记忆体电阻器的电阻状态,以改良对温度变化之可 读性之方法,该方法包含以下步骤: a)提供一温度补偿参考信号电路,其包含一温度依 存元件; b)藉由将一感测信号施加于该记忆体电阻器,发展 一感测信号; c)从该温度补偿参考信号电路,发展至少一温度依 存参考信号; d)将该感测信号与该至少一参考信号相比较;及 e)回应该比较步骤,提供一输出信号。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中该感测信号 是一电流源,而该感测信号及该至少一参考信号是 电压。 29.如申请专利范围第27项之方法,其中该感测信号 是一电压源,而该感测信号及该至少一参考信号是 电流。 30.如申请专利范围第27项之方法,其中该温度依存 元件是由与该记忆体电阻器相同之材料及制程所 制造。 图式简单说明: 图1是一先前技艺的基本读取电路,其使用一固定 电流架构; 图2a是一被程式化成高电阻状态之PCMO记忆体电阻 器的温度依存性; 图2b是一被程式化成低电阻状态之PCMO记忆体电阻 器的温度依存性; 图3是一用于1R1D RRAM之固定电流负载nMOS电晶体感 测电路; 图4是一偏压到低温领域之感测电路的输出反应; 图5是一偏压到高温领域之感测电路的输出反应; 图6是一用于1R1D RRAM之固定电流源pMOS电晶体感测 电路; 图7是一用于1R1T RRAM之固定电流负载nMOS电品体感 测电路; 图8是本发明使用一温度依存电源以补偿该记忆体 电阻器之电阻的变化的概念; 图9是本发明使用一温度依存参考信号以补偿该记 忆体电阻器之电阻的变化的概念; 图10显示本发明之一第一实施例的方块图; 图11显示根据该第一实施例使用电流负载nMOS之温 度补偿感测电路; 图12是图11中之温度补偿感测电路的输出反应; 图13是用于图11中之温度补偿感测电路之最佳化输 出反应的设计准则; 图14显示根据该第一实施例使用电流源pMOS之温度 补偿感测电路; 图15显示本发明之一第二实施例的方块图; 图16显示本发明之第二实施例使用一温度补偿参 考电压信号的实行; 图17显示本发明之一第三实施例的方块图; 图18显示一种根据本发明使用一温度补偿控制电 路之方法; 图19显示一种根据本发明使用一温度补偿参考信 号电路之方法; 图20显示一种根据本发明使用一温度补偿控制电 路还有一温度补偿参考信号电路之方法。
地址 日本