DE102006011462B4 - Memory circuit and method for operating a memory circuit - Google Patents
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Abstract
Speicherschaltung
(1) mit
einem Widerstandsspeicherelement (3),
einer Bitleitung
(4),
einem zwischen dem Widerstandsspeicherelement (3) und der
Bitleitung (4) angeordneten Auswahltransistor (2), der in einem
Ruhezustand nicht-leitend ist, um das Widerstandsspeicherelement
(3) von der Bitleitung zu trennen, und der zu einem Adressieren
des Widerstandsspeicherelementes leitend ist, um das Widerstandsspeicherelement (3)
mit der Bitleitung zu verbinden, und einem weiteren Transistor (7),
dadurch
gekennzeichnet, dass
der weitere Transistor (7) mit einem Knoten
(N) zwischen dem Widerstandsspeicherelement (3) und dem Auswahltransistor
(2) verbunden ist, und
der Auswahltransistor (2) und der weitere
Transistor ausgelegt sind, dass im Ruhezustand, um ein vorbestimmtes
Potential über
den weiteren Transistor (7) an dem Widerstandsspeicherelement (3)
anzulegen, der Auswahltransistor (2) nicht-leitend und der weitere
Transistor (7) leitend ist, und dass zum Adressieren des Widerstandsspeicherelementes
der Auswahltransistor (2) leitend und der weitere Transistor (7)
nicht-leitend ist.Memory circuit (1) with
a resistance memory element (3),
a bit line (4),
a select transistor (2) disposed between the resistive memory element (3) and the bit line (4), non-conductive in an idle state to disconnect the resistive memory element (3) from the bit line and conducting to address the resistive memory element, to connect the resistive memory element (3) to the bit line, and another transistor (7),
characterized in that
the further transistor (7) is connected to a node (N) between the resistance memory element (3) and the selection transistor (2), and
the selection transistor (2) and the further transistor are designed such that in the idle state, in order to apply a predetermined potential via the further transistor (7) to the resistance memory element (3), the selection transistor (2) is nonconductive and the further transistor (7) is conductive, and that for addressing the resistance memory element of the selection transistor (2) is conductive and the further transistor (7) is non-conductive.
Description
Die Erfindung betrifft eine Speicherschaltung mit einem Widerstandsspeicherelement und ein Verfahren zum. Betreiben einer solchen Speicherschaltung.The The invention relates to a memory circuit having a resistance memory element and a method for. Operating such a memory circuit.
Speichereinrichtungen können Widerstandsspeicherelemente zum Speichern einer Information aufweisen. Das Widerstandsspeicherelement kann dazu verschiedene Widerstandszustände annehmen, von denen jeder einem logischen Zustand zugeordnet werden kann. Widerstandsspeicherelemente werden häufig als CBRAM-Speicherelemente (CBRAM: Conductive Bridging RAM), PMC-Speicherelemente (PMC: Programmable Metallization Cell) bezeichnet. Ein Widerstandsspeicherelement umfasst nach dem Verständnis der vorliegenden Erfindung einen Festkörperelektrolyten, der zwischen einer Anode aus einem leitfähigen migrierenden Material und einer inerten Kathode angeordnet ist. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes an dem Festkörperelektrolyten wandert das migrierende Material der Anode in den Festkörperelektrolyten, wodurch das Widerstandsspeicherelement leitfähig wird (es nimmt einen niedrigen Widerstand ein) und durch Anlegen eines invertierten elektrischen Feldes wird das migrierende Material zurück zur Anode gedrängt, wodurch sich der Widerstand des Widerstandsspeicherelements erhöht (es nimmt einen hohen Widerstand ein).memory devices can Resistive memory elements for storing information. The resistance memory element can assume different resistance states for this purpose, each of which can be assigned to a logical state. Resistive memory elements are often called CBRAM memory elements (CBRAM: Conductive bridging RAM), PMC memory elements (PMC: Programmable Metallization Cell). A resistive memory element comprises after understanding the present invention, a solid state electrolyte, between a Anode of a conductive migrating material and an inert cathode is arranged. By Applying an electric field to the solid electrolyte migrates the migrating material of the anode in the solid state electrolyte, causing the Resistive memory element conductive becomes (it takes a low resistance) and by mooring an inverted electric field becomes the migrating material back pushed to the anode, causing the resistance of the resistive memory element increases (it decreases a high resistance).
Üblicherweise weist eine solche Speichereinrichtung Speicherzellen auf, die einen Auswahltransistor und das Widerstandsspeicherelement umfassen, die in Reihe zwischen einem Plattenelement, das ein festgelegtes Potenzial bereitstellt, und einer Bitleitung angeschlossen sind. Durch Aktivieren (leitfähig machen) des Auswahltransistors kann die Widerstandsspeicherzelle adressiert werden und auf das Widerstandsspei cherelement kann z. B. durch Anlegen einer Spannung zwischen der Bitleitung und dem Plattenelement zugegriffen werden.Usually has such a memory device on memory cells having a Comprise selection transistor and the resistance memory element, the in series between a panel element that has a set potential and are connected to a bit line. By activating (conductive make) of the selection transistor, the resistance memory cell be addressed and cherelement on the Widerstandsspei can z. B. by applying a voltage between the bit line and the Plate element to be accessed.
In einem Fall, bei dem der Auswahltransistor nicht leitend ist und das Widerstandsspeicherelement sich in einem Hoch-Widerstandszustand (Zustand mit hohem Widerstand) befindet, floatet ein Knoten zwischen dem Auswahltransistor und dem Widerstandsspeicherelement, d. h. er ist mit keinem festen Potenzial verbunden. Dadurch ist dieser empfindlich gegenüber induzierten Störungen, die ein Ergebnis von Pegelübergängen eines Signals sein können, das in geringer Entfernung zum Knoten geführt ist, wie beispielsweise ein Aktivierungssignal auf einer Wortleitung, durch den der entsprechende Auswahltransistor gesteuert wird. Solche Störungen können zu einem unerwünschten Spannungsabfall über dem Widerstandsspeicherelement führen, der den Widerstand des Widerstandsspeicherelementes reduzieren kann. Eine Änderung des Widerstands des Widerstandsspeicherelementes kann weiterhin dazu führen, dass der logische Zustand, dem der Widerstandszustand zugeordnet ist, nicht korrekt detektiert werden kann. Sogar, wenn der Spannungsabfall über dem Widerstandsspeicherelement nicht ausreichend ist, um das Widerstandsspeicherelement auf einen Niedrig-Widerstandszustand (Zustand mit niedrigem Widerstand) zu programmieren, kann das wiederholte Auftreten von Spannungsabfällen über dem Widerstandsspeicherelement zu einer Änderung des Widerstands führen, so dass nach mehreren Zugriffen auf die entsprechende Speicherzelle die gespeicherte Information nicht mehr korrekt detektiert werden kann. Folglich hängt die Datenhaltezeit von der Anzahl der Zugriffe ab. Sogar, wenn die gespeicherte Information korrekt nach einer Änderung des Widerstands des Widerstandsspeicherelementes detektiert werden kann, kann eine solche Reduktion des Widerstandes weiterhin zu einer Verlängerung der Zugriffszeit auf die Speicherzelle führen.In a case where the selection transistor is nonconductive and the resistive memory element is in a high resistance state (High resistance state), a node floats between the selection transistor and the resistive memory element, d. H. he has no fixed potential. This is this sensitive to induced disturbances, which is a result of level transitions of a Can be signals which is guided at a short distance to the node, such as an activation signal on a word line through which the corresponding one Selection transistor is controlled. Such disorders can become an undesirable Voltage drop across the Lead resistance memory element, which can reduce the resistance of the resistive memory element. A change the resistance of the resistance memory element can continue cause that the logical state associated with the resistance state is, can not be detected correctly. Even if the voltage drop across the Resistor memory element is not sufficient to the resistive memory element to a low resistance state (low resistance state) To program, the repeated occurrence of voltage drops above the Resistor storage element lead to a change in resistance, so that after several accesses to the appropriate memory cell the stored information can no longer be detected correctly. Consequently, depends the data retention time from the number of accesses. Even if the stored information correctly after a change in the resistance of the Resistor memory element can be detected, such Reduction of resistance continues to be an extension the access time to the memory cell lead.
Eine
gattungsgemäße Speicherschaltung und
eine gattungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer solchen Speicherschaltung ist in der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Speichereinrichtung mit einer Widerstandsspeicherzelle sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Speichereinrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei die Degradation des Widerstandszustandes, auf den das Widerstandsspeicherelement eingestellt ist, aufgrund von Störungen, die von benachbarten Signalleitungen induziert werden, vermieden werden kann.It It is an object of the present invention to provide a memory device with a resistive memory cell and a method of operation a memory device to provide, wherein the Degradation of the resistance state to which the resistive memory element is set, due to disturbances, which are induced by adjacent signal lines avoided can be.
Diese Aufgaben werden durch die Speicherschaltung und das Verfahren zum Betreiben der Speicherschaltung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.These Tasks are performed by the memory circuit and the method for Operating the memory circuit according to the independent claims solved.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Speicherschaltung vorgesehen, die ein Widerstandsspeicherelement, eine Bitleitung und einen Auswahltransistor aufweist, um das Widerstandsspeicherelement zu adressieren, wobei das Widerstandsspeicherelement über den Auswahltransistor mit der Bitleitung verbindbar ist. Ferner ist ein weiterer Transistor vorgesehen, der mit dem Widerstandsspeicherelement verbunden ist, um ein vorbestimmtes Potenzial an einen Knoten zwischen dem Auswahltransistor und dem Widerstandsspeicherelement anzulegen.According to the present Invention is provided a memory circuit comprising a resistive memory element, a bit line and a selection transistor to the resistive memory element to address, wherein the resistance memory element via the Selection transistor is connectable to the bit line. Further is another transistor provided with the resistive memory element is connected to a predetermined potential at a node between the selection transistor and the resistance memory element to create.
Der weitere Transistor ermöglicht es, den Knoten zwischen dem Auswahltransistor und dem Widerstandsspeicherelement mit ei nem festen Potential zu verbinden, um zu verhindern, dass der Knoten "floatet".Of the allows more transistor it, the node between the selection transistor and the resistive memory element with a fixed potential to connect, to prevent the node "floatet".
Vorzugsweise umfasst das Widerstandsspeicherelement eine programmierbare Metallisierungszelle.Preferably The resistance memory element comprises a programmable metallization cell.
Der Auswahltransistor kann ausgebildet sein, so dass dieser leitend wird, wenn ein erstes Potenzial angelegt ist und nicht leitend wird, wenn ein zweites Potenzial angelegt ist, wobei der weitere Transistor ausgebildet ist, so dass dieser leitend wird, wenn das zweite Potenzial angelegt ist und nicht leitend wird, wenn ein drittes Potenzial angelegt wird.Of the Selection transistor may be formed so that this conductive when a first potential is applied and does not become conductive, when a second potential is applied, the further transistor is formed so that this becomes conductive when the second potential is created and does not become conductive when a third potential is created.
Der Auswahltransistor kann weiterhin über eine erste Wortleitung gesteuert und der weitere Transistor über eine zweite Wortleitung gesteuert sein.Of the Selection transistor may further via a first word line controlled and the further transistor via a second word line be controlled.
Das dritte Potenzial kann so gewählt sein, dass der Auswahltransistor nicht leitend ist.The third potential can be chosen that way be that the selection transistor is not conductive.
Vorzugsweise ist der Auswahltransistor von einem Anreicherungstyp und der weitere Transistor von einem Verarmungstyp, wobei das erste Potenzial in einem Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Potenzial vorgesehen ist.Preferably the select transistor is of an enhancement type and the others Transistor of a depletion type, with the first potential in a range between the second and the third potential provided is.
Weiterhin kann eine Steuerschaltung vorgesehen sein, um das erste, zweite und dritte Potenzial an der ersten und zweiten Wortleitung und zumindest eines Schreib- und Lesepotenzials auf der Bitleitung anzulegen.Farther a control circuit may be provided to the first, second and third potential at the first and second word lines and at least one Write and read potential on the bit line create.
Die Steuerschaltung kann ausgebildet sein, um das zweite Potenzial an der ersten und zweiten Wortleitung in einem Ruhezustand der Speicherschaltung anzulegen, so dass der Auswahltransistor nicht-leitend und der weitere Transistor leitend ist, um das vorbestimmte Potenzial an dem Widerstandsspeicherelement anzulegen; und um zum Adressieren des Widerstandsspeicherelementes das erste Potenzial an der ersten Wortleitung anzulegen, so dass der Auswahltransistor leitend wird, ein Bitleitungspotenzial an das Widerstandsspeicherelement anzulegen und das dritte Potenzial an der zweiten Wortleitung anzulegen, so dass der weitere Transistor nicht leitend wird.The Control circuitry may be configured to apply the second potential the first and second word lines in an idle state of the memory circuit so that the selection transistor is nonconductive and the other Transistor is conductive to the predetermined potential at the resistance storage element to apply; and for addressing the resistive memory element to apply the first potential to the first word line so that the selection transistor becomes conductive, a bit line potential to apply the resistive memory element and the third potential to be applied to the second word line, so that the further transistor does not become conductive.
Die Steuerschaltung kann ausgebildet sein, um das dritte Potenzial an der zweiten Wortleitung anzulegen, entweder gleichzeitig oder nachdem das erste Potenzial an die erste Wortleitung angelegt worden ist.The Control circuitry may be configured to apply the third potential to apply the second word line, either simultaneously or after the first potential has been applied to the first word line.
Vorzugsweise ist ein erster Anschluss des Widerstandsspeicherelementes mit einem ersten Anschluss des Auswahltransistors und ein Plattenelement mit einem zweiten Anschluss des Widerstandsspeicherelementes verbunden, um ein Plattenpotenzial anzulegen, wobei ein zweiter Anschluss des Auswahltransistors mit der Bitleitung verbunden ist, wobei der weitere Transistor einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Anschluss des Widerstandsspeicherelementes verbunden ist und einen zweiten Anschluss, an dem ein vorbestimmtes Potenzial angelegt ist, aufweist.Preferably is a first terminal of the resistor memory element with a first terminal of the selection transistor and a plate element with connected to a second terminal of the resistance memory element, to create a plate potential, wherein a second terminal of the Selection transistor is connected to the bit line, wherein the other Transistor has a first terminal connected to the first terminal the resistance memory element is connected and a second Terminal, on which a predetermined potential is applied has.
Der zweite Anschluss des weiteren Transistors kann mit dem Plattenelement verbunden sein.Of the second terminal of the further transistor may be connected to the plate element be connected.
Ein Gate-Anschluss des weiteren Transistors kann mit der zweiten Wortleitung und ein Gate-Anschluss des Auswahltransistors mit der ersten Wortleitung verbunden sein.One Gate terminal of the further transistor may be connected to the second word line and a gate terminal of the selection transistor with the first word line be connected.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Speicherschaltung das erste und ein zweites Widerstandsspeicherelement, die erste und eine zweite Bitleitung, den ersten Auswahltransistor, um das erste Widerstandsspeicherelement zu adressieren, wobei das erste Widerstandsspeicherelement mit der ersten Bitleitung verbindbar ist, und einen zweiten Auswahltransistor, um das zweite Widerstandsspeicherelement zu adressieren, wobei das zweite Widerstandsspeicher element mit der zweiten Bitleitung verbindbar ist. Weiterhin umfasst die Speicherschaltung den ersten weiteren Transistor, der mit dem ersten Widerstandsspeicherelement verbunden ist, um ein vorbestimmtes Potenzial an einem ersten Knoten zwischen dem ersten Auswahltransistor und dem ersten Widerstandsspeicherelement anzulegen, und einen zweiten weiteren Transistor, der mit dem zweiten Widerstandsspeicherelement verbunden ist, um ein vorbestimmtes Potenzial an einem zweiten Knoten zwischen dem zweiten Auswahltransistor und dem zweiten Widerstandsspeicherelement anzulegen. Bei dieser Ausführungsform können benachbarte Wortleitungen verwendet werden, um den weiteren Transistor zu steuern.According to one another embodiment According to the invention, the memory circuit comprises the first and a second Resistive memory element, the first and a second bit line, the first selection transistor, around the first resistive memory element to address, wherein the first resistance memory element with the first bit line connectable, and a second selection transistor, to address the second resistive memory element, wherein the second resistive memory element connectable to the second bit line is. Furthermore, the memory circuit comprises the first further transistor, which is connected to the first resistive memory element to a predetermined potential at a first node between the first selection transistor and the first resistance storage element and a second further transistor connected to the second Resistor storage element is connected to a predetermined potential at a second node between the second selection transistor and to apply the second resistance memory element. In this embodiment can adjacent word lines are used to connect the further transistor to control.
Die erste Wortleitung kann vorgesehen sein, um den ersten Auswahltransistor und den zweiten weiteren Transistor zu steuern, und wobei eine zweite Wortleitung vorgesehen ist, um den zweiten Auswahltransistor und den ersten weiteren Transistor zu steuern.The first word line may be provided to the first selection transistor and control the second further transistor, and wherein a second Word line is provided to the second selection transistor and to control the first further transistor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Speicherschaltung vorgesehen, dass ein Widerstandsspeicherelement, eine Bitleitung und einen Auswahltransistor zum Adressieren des Widerstandsspeicherelementes umfasst, wobei das Widerstandsspeicherelement über den Auswahltransistor mit der Bitleitung verbindbar ist. Weiterhin ist ein weiterer Transistor vorgesehen, der mit dem Widerstandsspeicherelement verbunden ist, um ein vorbestimmtes Potenzial anzulegen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Öffnens des Auswahltransistors und Schließens des weiteren Transistors in einem Ruhezustand, um das vorbestimmte Potential über den weiteren Transistor an dem Widerstandsspeicherelement anzulegen, und des Schließens des Auswahltransistors und Öffnens des weiteren Transistors bei einem Adressieren des Widerstandsspeicherelements, um das Bitleitungspotential an das Widerstandsspeicherelement anzulegen.According to the present invention, there is provided a method of operating a memory circuit comprising a resistive memory element, a bitline, and a selection transistor for addressing the resistive memory element, the resistive memory element being connectable to the bitline via the selection transistor is. Furthermore, a further transistor is provided which is connected to the resistive memory element to apply a predetermined potential. The method includes the steps of opening the selection transistor and closing the further transistor in an idle state to apply the predetermined potential across the further transistor to the resistive memory element, and closing the selection transistor and opening the further transistor when addressing the resistive memory element to the bit line potential to apply to the resistive memory element.
Vorzugsweise wird der Auswahltransistor leitfähig, wenn ein erstes Potenzial angelegt wird und nicht leitend, wenn ein zweites Potenzial angelegt wird, wobei der weitere Transistor leitend wird, wenn das zweite Potenzial angelegt wird und nicht leitend wird, wenn ein drittes Potenzial angelegt wird, wobei das dritte Potenzial so gewählt ist, dass der Auswahltransistor nicht leitend ist.Preferably the selection transistor becomes conductive, if a first potential is applied and not conducting, if a second potential is applied, with the further transistor becomes conductive when the second potential is applied and not becomes conductive when a third potential is applied, the third potential chosen is that the selection transistor is not conducting.
Der Auswahltransistor kann über eine erste Wortleitung und der weitere Transistor über eine zweite Wortleitung gesteuert werden.Of the Selection transistor can over a first word line and the further transistor via a second Word line to be controlled.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Speichereinrichtung vorgesehen, die ein Halbleitersubstrat mit einer ersten Speicherzelle, die eine Auswahltransistorstruktur und eine weitere Transistorstruktur umfasst, eine Signalisierungsschicht, die auf dem Halbleitersubstrat angeordnet ist und eine erste Bitleitung und eine erste und zweite Wortleitung umfasst, eine Speicherschicht., die auf der Signalisierungsschicht angeordnet ist und ein Festkörperelektrolytmaterial umfasst, und eine Plattenelementstruktur aufweist, die auf der Speicherschicht angeordnet ist.According to one embodiment According to the present invention, a storage device is provided, a semiconductor substrate having a first memory cell, the one Comprising select transistor structure and another transistor structure, a signaling layer disposed on the semiconductor substrate is and a first bit line and a first and second word line comprises a memory layer. On the signaling layer is arranged and a solid electrolyte material comprises, and a plate member structure, which on the storage layer is arranged.
Vorzugsweise weisen die Auswahltransistorstruktur und die weitere Transistorstruktur jeweils einen ersten Source-/Drain-Bereich auf, wobei ein Verbindungselement in der Signalisierungsschicht vorgesehen ist, das einen elektrischen Kontakt zwischen dem ersten Source-/Drain-Bereich und der Speicherschicht vorsieht.Preferably have the selection transistor structure and the further transistor structure each a first source / drain region on, wherein a connecting element in the signaling layer is provided, which is an electrical contact between the first Source / drain region and the memory layer provides.
Die weitere Transistorstruktur kann einen zweiten Source-/Drain-Bereich aufweisen, wobei ein weiteres Verbindungselement vorgesehen ist, das den zweiten Source-/Drain-Bereich und die Plattenelementstruktur miteinander verbindet.The another transistor structure may have a second source / drain region, wherein a further connecting element is provided, which is the second Source / drain region and the plate element structure with each other combines.
Die erste Wortleitung sind vorzugsweise mit einem Gate-Bereich der Auswahltransistorstruktur und die zweite Wortlei tung mit einem Gate-Bereich der weiteren Transistorstruktur verbunden.The first word lines are preferably connected to a gate region of the selection transistor structure and the second word line with a gate region of the further transistor structure connected.
Die erste Auswahltransistorstruktur kann einen dritten Source-/Drain-Bereich aufweisen, der mit der Bitleitung verbunden ist, wobei eine zweite Speicherzelle vorgesehen ist, wobei ein dritter Source-/Drain-Bereich einer zweiten Auswahltransistorstruktur als ein gemeinsamer dritter Source-/Drain-Bereich gemeinsam mit dem dritten Source-/Drain-Bereich der ersten Auswahltransistorstruktur vorgesehen ist.The first select transistor structure may include a third source / drain region which is connected to the bit line, wherein a second Memory cell is provided, wherein a third source / drain region a second selection transistor structure as a common third Source / drain region in common with the third source / drain region of the first selection transistor structure is provided.
Eine zweite Speicherzelle kann vorgesehen sein, wobei ein zweiter Source-/Drain-Bereich einer zweiten weiteren Transistorstruktur als ein gemeinsamer zweiter Source-/Drain-Bereich gemeinsam mit dem zweiten Source-/Drain-Bereich der ersten weiteren Transistorstruktur vorgesehen ist.A second memory cell may be provided, wherein a second source / drain region a second further transistor structure as a common second Source / drain region together with the second source / drain region the first further transistor structure is provided.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Auswahltransistorstruktur als eine Transistorstruktur vom Anreicherungstyp und die zweite Transistorstruktur vom Verarmungstyp vorgesehen, wobei die erste und zweite weitere Transistorstrukturen in einer Dotierwanne innerhalb des Halbleitersubstrats angeordnet sind, wobei die Dotierwanne eine zum Halbleitersubstrat verschiedene Dotierkonzentration aufweist.According to one another embodiment According to the invention, the selection transistor structure is a transistor structure of the enhancement type and the second depletion type transistor structure provided, wherein the first and second further transistor structures disposed in a doping well within the semiconductor substrate are, wherein the doping well a different to the semiconductor substrate Having doping concentration.
Die erste und die zweite Speicherzelle können entlang der ersten Bitleitung angeordnet sein, wobei die zweite Bitleitung vorgesehen ist, die im Wesentlichen parallel zur ersten Bitleitung verläuft, wobei entlang der zweiten Bitleitung eine dritte und vierte Speicherzelle angeordnet sind, wobei in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zum Verlauf der Bitleitung die Auswahltransistorstrukturen und die weiteren Transistorstrukturen abwechselnd angeordnet sind.The first and second memory cells may be along the first bit line be arranged, wherein the second bit line is provided, the is substantially parallel to the first bit line, wherein along the second bit line, a third and fourth memory cell are arranged, wherein in a direction substantially at right angles for the course of the bit line, the selection transistor structures and the further transistor structures are arranged alternately.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden. Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Speichereinrichtung vorgesehen, das die Schritte des Vorsehens eines Halbleitersub strats mit einer ersten Speicherzelle, die eine Auswahltransistorstruktur und eine weitere Transistorstruktur umfasst, des Vorsehens einer Signalisierungsschicht auf dem Halbleitersubstrat, wobei die Signalisierungsschicht eine erste Bitleitung und eine erste und zweite Wortleitung umfasst, des Vorsehens einer Speicherschicht auf der Signalisierungsschicht, die ein Festkörperelektrolytmaterial umfasst und des Vorsehens einer Plattenstruktur auf der Speicherschicht umfasst.According to one embodiment the present. The invention is a method for producing a Storage device provided, which includes the steps of providing a Halbleitersub strats with a first memory cell having a selection transistor structure and another transistor structure, the provision of a Signaling layer on the semiconductor substrate, wherein the signaling layer comprises a first bit line and a first and second word line, the provision of a storage layer on the signaling layer, which is a solid electrolyte material comprising and providing a plate structure on the storage layer includes.
Die Auswahltransistorstruktur und die weitere Transistorstruktur kann jeweils mit einem ersten Source-/Drain-Bereich vorgesehen werden, wobei ein Verbindungselement in der Signalisierungsschicht vorgesehen wird, das einen elektrischen Kontakt zwischen den entsprechenden ersten Source-/Drain-Bereichen und der Speicherschicht zur Verfügung stellt.The Selection transistor structure and the further transistor structure can each provided with a first source / drain region, wherein a connector is provided in the signaling layer that will make an electrical contact between the corresponding ones first source / drain regions and the storage layer available provides.
Die
weitere Transistorstruktur kann mit einem zweiten Source-/Drain-Bereich vorgesehen
werden, wobei ein weiteres Verbindungselement (
Das Verbindungselement und das weitere Verbindungselement können in einem oder mehreren identischen Prozessschritten vorgesehen werden, wobei nach dem Vorsehen der Speicherschicht in zumindest der Region, die oberhalb des weiteren Verbindungselementes angeordnet ist, die Speicherschicht entfernt wird und nach einer Plattenstruktur so angeordnet wird, dass das weitere Verbindungselement in elektrischen Kontakt mit der Plattenstruktur gelangt.The Connecting element and the other connecting element can in one or more identical process steps are provided, wherein after providing the storage layer in at least the region, the is arranged above the further connecting element, the storage layer is removed and arranged according to a plate structure, that the further connecting element in electrical contact with the plate structure passes.
Nach dem Entfernen der Speicherschicht über dem weiteren Verbindungselement kann eine Seitenwand der Speicherschicht mit einer isolierenden Schicht versehen werden, bevor die Plattenstruktur aufgebracht wird.To the removal of the storage layer over the further connecting element can be a side wall of the storage layer with an insulating Layer are provided before the plate structure is applied.
Die erste Auswahltransistorstruktur kann mit einem dritten Source-/Drain-Bereich vorgesehen werden, der mit der Bitleitung verbunden ist, wobei eine zweite Speicherzelle vorgesehen ist, wobei ein dritter Source-/Drain-Bereich einer dritten Auswahltransistorstruktur als ein gemeinsamer dritter Source-/Drain-Bereich gemeinsam mit dem dritten Source-/Drain-Bereich der ersten weiteren Transistorstruktur vorgesehen wird.The first select transistor structure may be connected to a third source / drain region be provided, which is connected to the bit line, wherein a second memory cell is provided, wherein a third source / drain region a third selection transistor structure as a common third Source / drain region together with the third source / drain region of first further transistor structure is provided.
Vorzugsweise wird eine zweite Speicherzelle vorgesehen, wobei ein zweiter Source-/Drain-Bereich einer zweiten weiteren Transistorstruktur als ein gemeinsamer zweiter Source-/Drain-Bereich gemeinsam mit dem zweiten Source-/Drain-Bereich der ersten weiteren Transistorstruktur vorgesehen wird.Preferably a second memory cell is provided, wherein a second source / drain region a second further transistor structure as a common second Source / drain region together with the second source / drain region of the first further Transistor structure is provided.
Die erste und zweite Speicherzelle kann entlang der ersten Bitleitung angeordnet werden, wobei eine zweite Bitleitung vorgesehen wird, die im Wesentlichen parallel zur ersten Bitleitung verläuft, wobei entlang der zweiten Bitleitung eine dritte und vierte Speicherzelle angeordnet werden, wobei in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zum Verlauf der Bitleitungen die Auswahltransistorstrukturen und die weiteren Transistorstrukturen abwechselnd angeordnet werden.The first and second memory cell may be along the first bit line be arranged, wherein a second bit line is provided, which is substantially parallel to the first bit line, wherein along the second bit line, a third and fourth memory cell be arranged, wherein in a direction substantially at right angles for the course of the bit lines, the selection transistor structures and the further transistor structures are arranged alternately.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend ausführlich anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
In
Das
Widerstandsspeicherelement
Das
Widerstandsspeicherelement
Die
Störungen
an dem Knoten N können dazu
führen,
dass der Spannungsabfall über
dem Widerstandsspeicherelement
Wie
in dem Signal-Zeit-Diagramm der
In
der
An
der zweiten Bitleitung
In
Dadurch verbleibt ein Source-/Drain-Bereich, der weder für eine Kontaktierung mit einem entsprechenden Widerstandsspeicherelement noch für eine Kontaktierung mit der Bitleitung verwendet wird. Die zweite Bitleitung weist eine gleiche Konfiguration auf, wobei der Source-/Drain-Bereich, der mit der entsprechenden Bitleitung verbunden ist, zu einem benachbar ten Source-/Drain-Bereich, über den sich die benachbarte Bitleitung erstreckt, unbenutzt ist. Somit wird eine versetzte Anordnung der Speicherzellen in der Speicherzellenanordnung vorgesehen.Thereby remains a source / drain region, which is not for contacting with a corresponding Resistor memory element still for a contact with the Bit line is used. The second bit line has the same Configuration, wherein the source / drain region, with the corresponding bit line is connected to a neigh th source / drain region over which the adjacent bit line extends, is unused. Thus, will an offset arrangement of the memory cells in the memory cell array intended.
Um
das Problem bezüglich
der Störungen, die
in dem Knoten N induziert werden können, wenn der Auswahltransistor
nicht leitend ist und sich das Widerstandsspeicherelement
Es
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der weitere Transistor
das vorbestimmte Potenzial an dem Knoten N während der Zeitdauer verbindet,
während
der der Auswahltransistor nicht leitend ist. Es ist weiterhin bevorzugt,
den Knoten N mit dem vorbestimmten Potenzial mithilfe des weiteren
Transistors zu verbinden und den Knoten N von dem vorbestimmten
Potenzial zu trennen, nachdem der Auswahltransistor leitfähig geworden
ist. Dadurch kann erreicht werden, dass der Knoten N immer mit einem festgelegten
Potenzial verbunden ist. Um das Vorsehen eines weiteren vorbestimmten
Potenzials zu vermeiden, kann das Plattenpotenzial, das durch das Plattenelement
Im
Detail kann, wie in
In
dem angegebenen Beispiel kann zum Steuern des Auswahltransistors
Allgemein
kann der Auswahltransistor
Weiterhin wird der Auswahltransistor über eine erste Wortleitung und der weitere Transistor über eine zweite Wortleitung gesteuert. Das dritte Potenzial kann so gewählt werden, dass der Auswahltransistor nicht leitend ist. Dies ermöglicht es, dass die zweite Wortleitung auch verwendet werden kann, um einen weiteren Auswahltransistor einer weiteren Widerstandsspeicherzelle, die daran angeordnet ist, zu steuern. Es kann weiter vorgesehen sein, dass der Auswahltransistor ein Feldeffekttransistor eines Anreicherungstyps und der weitere Transistor ein Feldeffekttransistor eines Verarmungstyps ist, wobei das erste Potenzial im Bereich zwischen dem zweiten und dem dritten Potenzial festgelegt ist. Dadurch kann erreicht werden, dass der weitere Transistor und der Auswahltransistor unabhängig voneinander gesteuert werden können, sogar wenn sie an derselben Wortleitung angeordnet sind, indem das erste, zweite und dritte Potenzial angelegt wird.Farther is the selection transistor via a first word line and the further transistor via a second word line controlled. The third potential can be chosen so that the selection transistor is not conductive. this makes possible it that the second word line can also be used to one another selection transistor of a further resistance memory cell, which is arranged to control. It may be further provided be that the selection transistor is a field effect transistor of a Enrichment type and the other transistor is a field effect transistor is a depletion type, with the first potential in the range between the second and third potentials. This can be achieved that the further transistor and the selection transistor independently can be controlled from each other, even if they are arranged on the same word line by the first, second and third potential is applied.
In
Allgemein
ist die Steuerschaltung
Wie
in
Mit
Bezug auf die
Wie
in
Wie
in dem Verfahrensstand der
Dadurch
wird eine Speicherzelle hergestellt, die teilweise über dem
aktiven Bereich
Verglichen zu der herkömmlichen Speichereinrichtung dieser Art wird durch den Bereich, in dem die Verarmungsimplantation vorgesehen ist, und der üblicherweise unbenutzt bleibt, keine zusätzliche Chipfläche benötigt, um für jede der Widerstandsspeicherzellen den entsprechenden weiteren Transistor vorzusehen.Compared to the conventional one Storage device of this kind is defined by the area in which the Depletion implantation is provided, and which usually remains unused, no additional chip area needed to for every the resistance memory cells the corresponding further transistor provided.
- 11
- WiderstandsspeicherzelleResistive memory cell
- 22
- Auswahltransistorselection transistor
- 33
- WiderstandsspeicherelementResistive memory element
- 44
- Bitleitungbit
- 55
- PlattenpotentialelementPlate potential element
- 66
- Wortleitungwordline
- 77
- weiterer TransistorAnother transistor
- 1010
- SpeicherzellenfeldMemory cell array
- 1515
- aktiver Bereichactive Area
- 1616
- Source-/Drain-BereichSource / drain region
- 1818
- Verbindungselementconnecting element
- 1717
- Kanalbereichchannel area
- 1919
- aktiver Bereichactive Area
- 2020
- weiteres Verbindungselementadditional connecting element
- 2121
- Signalisierungsschichtsignaling layer
- 2222
- FestkörperelektrolytmaterialSolid electrolyte material
- 2323
- WortleitungsstrukturWordline
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Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE200610011462 DE102006011462B4 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Memory circuit and method for operating a memory circuit |
| KR1020070024501A KR100868035B1 (en) | 2006-03-13 | 2007-03-13 | Memory circuit, method for operating a memory circuit, memory device and method for producing a memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE200610011462 DE102006011462B4 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Memory circuit and method for operating a memory circuit |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102006011462A1 DE102006011462A1 (en) | 2007-09-20 |
| DE102006011462B4 true DE102006011462B4 (en) | 2008-07-10 |
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| DE (1) | DE102006011462B4 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050185444A1 (en) * | 2004-02-25 | 2005-08-25 | Soo-Guil Yang | Phase-changeable memory device and method of manufacturing the same |
| US20050195673A1 (en) * | 2002-07-15 | 2005-09-08 | Yoshiaki Asao | Magnetic random access memory having memory cells configured by use of tunneling magnetoresistive elements |
-
2006
- 2006-03-13 DE DE200610011462 patent/DE102006011462B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE |
|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |