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DE102008026432A1 - Integrated circuit for use in e.g. magnetoresistive RAM module, has set of resistance change memory elements, and set of memory element selection devices that are floating-body-selection devices such as FETs or thyristors - Google Patents

Integrated circuit for use in e.g. magnetoresistive RAM module, has set of resistance change memory elements, and set of memory element selection devices that are floating-body-selection devices such as FETs or thyristors Download PDF

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DE102008026432A1
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Germany
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state
integrated circuit
memory
voltage
memory element
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Ceased
Application number
DE102008026432A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Slesazeck
Till Schlösser
Ulrike GRÜNING VON SCHWERIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Qimonda AG
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Filing date
Publication date
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Abstract

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine integrierte Schaltung bereitgestellt, die eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen aufweist, wobei die Auswahleinrichtungen Auswahleinrichtungen mit floatenden Bodys sind.According to an embodiment of the invention, there is provided an integrated circuit comprising a plurality of resistance change memory elements and a plurality of memory element selectors, the selectors being floating body selectors.

Description

Integrierte Schaltungen, die resistive Speicherzellen (”Widerstandsänderungsspeicherzellen”) enthalten, sind bekannt.integrated Circuits containing resistive memory cells ("resistance change memory cells") are known.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, die elektrischen Eigenschaften derartiger integrierter Schaltungen weiter zu verbessern.The The object underlying the invention is the electrical properties of such integrated circuits.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine integrierte Schaltung gemäß Patentanspruch 1 bereit. Weiterhin stellt die Erfindung ein Speichermodul gemäß Patentanspruch 11 bereit. Schließlich stellt die Erfindung Verfahren zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß den Patentansprüchen 13 und 24 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen des Erfindungsgedankens finden sich in den Unteransprüchen.to solution This object is achieved by the invention an integrated circuit according to claim 1 ready. Furthermore, the invention provides a memory module according to claim 11 ready. After all the invention provides methods for operating an integrated Circuit according to patent claims 13 and 24 ready. Advantageous embodiments or developments of the inventive concept can be found in the subclaims.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine integrierte Schaltung bereitgestellt, die aufweist: eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen, und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen, wobei die Auswahleinrichtungen Floating-Body-Auswahleinrichtungen sind.According to one embodiment The invention provides an integrated circuit which comprising: a plurality of resistance change memory elements, and a plurality of memory element selection means, wherein the selectors are floating body selectors.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Auswahleinrichtungen Feldeffekttransistor-Einrichtungen oder Thyristor-Einrichtungen.According to one embodiment In accordance with the invention, the selectors are field effect transistor devices or thyristor devices.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Schaltung eine Mehrzahl von Bitleitungen und eine Mehrzahl von Wortleitungen auf, wobei jede Auswahleinrichtung einen ersten Anschluss, der mit einer der Bitleitungen über ein Speicherelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit einer der Wortleitungen und dem Body der Auswahleinrichtung verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der mit einem Gebiet der integrierten Schaltung verbunden ist, das auf ein festes Potenzial gesetzt ist, aufweist.According to one embodiment According to the invention, the integrated circuit has a plurality of Bit lines and a plurality of word lines, each one Selector means a first terminal connected to one of the bit lines via a memory element connected to a second terminal connected to one of the word lines and the body of the selector, and a third one Terminal connected to an area of the integrated circuit is set to a fixed potential has.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann jede Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand geschaltet werden, indem eine Schaltspannung zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss angelegt wird, und indem die Spannung des zweiten Anschlusses auf ein Schaltpotenzial gesetzt wird.According to one embodiment The invention can be any selection device from a non-conductive state be switched into a conduction state by a switching voltage created between the first port and the third port is, and by the voltage of the second terminal on a switching potential is set.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Leitungszustand ein Punch-Through-Zustand, ein Bipolarzustand oder ein Leitungszustand nach Auftreten eines Rückschnappprozesses.According to one embodiment of the invention, the conduction state is a punch-through state, a bipolar state or a conductive state after occurrence of a Snap-back process.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Schaltung eine Schaltung auf, die, bevor Speicherelementschreibprozesse oder Speicherelement – leseprozesse ausgeführt werden, die Potenziale der floatenden Bodys aller Auswahleinrichtungen, die mit derselben Bitleitung verbunden sind, einstellt, indem die ersten Anschlüsse der Auswahleinrichtungen, die mit derselben Bitleitung verbunden sind, auf ein Einstellpotenzial gesetzt werden.According to one embodiment invention, the integrated circuit has a circuit, before memory element writes or memory element read processes be executed the potential of the floating bodysuits of all selection devices, which are connected to the same bit line sets by the first connections the selectors connected to the same bit line are set to an adjustment potential.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Schaltung eine SOI-Architektur auf.According to one embodiment According to the invention, the integrated circuit has an SOI architecture on.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Widerstandsänderungsspeicherelemente Phasenänderungsspeicherelemente.According to one embodiment According to the invention, the resistance change memory elements are phase change memory elements.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Widerstandsänderungsspeicherelemente magneto-resistive Speicherelemente.According to one embodiment In accordance with the invention, the resistance change memory elements are magneto-resistive Memory elements.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Widerstandsänderungsspeicherelemente programmierbare Metallisierungsspeicherelemente.According to one embodiment In accordance with the invention, the resistance change memory elements are programmable Metallisierungsspeicherelemente.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Speichermodul mit wenigstens einer integrierten Schaltung bereitgestellt, die aufweist: eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen, und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen, wobei die Auswahleinrichtungen Floating-Body-Auswahleinrichtungen sind.According to one embodiment The invention relates to a memory module with at least one integrated A circuit is provided, comprising: a plurality of resistance change memory elements, and a plurality of memory element selection means, wherein the selectors are floating body selectors.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Speichermodul stapelbar.According to one embodiment According to the invention, the memory module is stackable.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer integrierten Schaltung bereitgestellt, die eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen aufweist, wobei die Auswahleinrichtungen floatende Bodys aufweisen, und wobei das Verfahren aufweist: Erzeugen eines Spannungsabfalls über einer Auswahleinrichtung, derart, dass die Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand schaltet; und Lesen des Speicherzustands, oder Schreiben des Speicherzustands eines Speicherelements, das der Auswahleinrichtung zugewiesen ist, nachdem die Auswahleinrichtung in den Leitungszustand geschaltet wurde.According to one embodiment The invention relates to a method for operating an integrated A circuit is provided which includes a plurality of resistance change memory elements and a plurality of memory element selection devices, wherein the selecting means comprise floating bodies, and wherein the method comprises: generating a voltage drop across one Selection device, such that the selection device of a Non-conducting state switches to a conduction state; and reading memory state, or writing the memory state of a Memory element assigned to the selector after the selector has been switched to the line state.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Schaltung eine Mehrzahl von Bitleitungen und eine Mehrzahl von Wortleitungen auf, wobei jede Auswahlvorrichtung einen ersten Anschluss, der mit einer der Bitleitungen über ein Speicherelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit einer der Wortleitungen und dem Body der Auswahleinrichtung verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der mit einem Gebiet der integrierten Schaltung, das auf ein festes Potenzial gesetzt ist, verbunden ist, aufweist.According to an embodiment of the invention, the integrated circuit has a plurality of bit lines and a plurality of word lines, each selection device having a first terminal connected to one of the bit lines via a memory element, a second terminal connected to one of the word lines and the body the selector is connected, and ei NEN third terminal, which is connected to a region of the integrated circuit, which is set to a fixed potential has.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Auswahlvorrichtung von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand geschaltet, indem eine Schaltspannung zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss angelegt wird, und indem die Spannung des zweiten Anschlusses auf ein Schaltpotenzial gesetzt wird.According to one embodiment The invention will be a selection device of the non-conductive state switched to the conduction state by a switching voltage between is applied to the first terminal and the third terminal, and by changing the voltage of the second terminal to a switching potential is set.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, bevor ein Speicherzellenschreibprozess oder ein Speicherzellenleseprozess ausgeführt wird, das Potenzial der floatenden Bodys einer Mehrzahl von Auswahleinrichtungen geändert.According to one embodiment The invention is, before a memory cell writing process or a memory cell reading process is executed, the potential of the changed floating bodies of a plurality of selection means.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, bevor ein Speicherzellenschreibprozess oder ein Speicherzellenleseprozess ausgeführt wird, das Potenzial der floatenden Bodys aller Auswahleinrichtungen geändert, die mit derselben Bitleitung verbunden sind.According to one embodiment The invention is, before a memory cell writing process or a memory cell reading process is executed, the potential of the floating Bodys of all selectors changed using the same bitline are connected.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, nachdem die Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand geschalten wurde, die Spannung des zweiten Anschlusses reduziert auf ein Haltepotenzial, ohne die Auswahleinrichtung zurück in den Nichtleitungszustand zu schalten.According to one embodiment of the invention, after the selector of a non-conductive state was switched into a conduction state, the voltage of the second Connection reduces to a holding potential, without the selection device back to switch to the non-conducting state.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Potenzial der floatenden Bodys geändert, indem die Potenziale der ersten Anschlüsse der Auswahleinrichtungen geändert werden.According to one embodiment In the invention, the potential of the floating body is changed by the potential of the first connections changed the selection become.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Potenzial der floatenden Bodys geändert, indem ein Spannungspuls den ersten Anschlüssen der Auswahleinrichtungen zugeführt wird.According to one embodiment In the invention, the potential of the floating body is changed by a voltage pulse to the first terminals of the selectors supplied becomes.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Spannungspuls eine Dauer von 100 ps und 100 ns und eine Stärke von 0,2 V bis 2 V auf.According to one embodiment According to the invention, the voltage pulse has a duration of 100 ps and 100 ns and one strength from 0.2V to 2V.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer integrierten Schaltung bereitgestellt, die eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen aufweist, wobei die Auswahleinrichtungen Auswahleinrichtungen mit floatendem Bodys sind, und wobei das Verfahren aufweist: Erzeugen eines Spannungsabfalls über einem leitenden Pfad, der durch ein Speicherelement sowie eine Auswahleinrichtung, die dem Speicherelement zugewiesen ist, hindurch verläuft; und Bestimmen des Speicherzustands des Speicherelements basierend auf dem Schaltverhalten der Auswahleinrichtung von einem Widerstandszustand in einen Leitungszustand, das aus dem Spannungsabfall resultiert.According to one embodiment The invention relates to a method for operating an integrated A circuit is provided which includes a plurality of resistance change memory elements and a plurality of memory element selection devices, wherein the selecting means selecting means with floating Bodys, and wherein the method comprises: generating a voltage drop across one conductive path through a memory element and a selection device, which is assigned to the memory element passes through; and Determining the storage state of the storage element based on the switching behavior of the selector of a resistance state in a conduction state resulting from the voltage drop.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Spannungsabfall, der über dem leitenden Pfad abfällt, ungefähr 0,2 V bis 5 V.According to one embodiment of the invention the voltage drop over drops the conductive path, approximately 0.2V to 5V.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren in beispielsweise Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures for example embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer magneto-resistiven Speicherzelle; 1 a schematic cross-sectional view of a magnetoresistive memory cell;

2 eine integrierte Schaltung, die im Zusammenhang mit der in 1 gezeigten Schaltung verwendbar ist; 2 an integrated circuit associated with the in 1 shown circuit is usable;

3A eine schematische Querschnittsdarstellung eines programmierbaren Metallisierungsspeicherelements, das sich in einem ersten Schaltzustand befindet; 3A a schematic cross-sectional view of a programmable Metallisierungsspeicherelements, which is in a first switching state;

3B eine schematische Querschnittsdarstellung eines programmierbaren Metallisierungsspeicherelements, das sich in einem zweiten Schaltzustand befindet; 3B a schematic cross-sectional view of a programmable Metallisierungsspeicherelements, which is in a second switching state;

4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Phasenänderungsspeicherelements; 4 a schematic cross-sectional view of a phase change storage element;

5 eine schematische Darstellung einer integrierten Schaltung, die Phasenänderungsspeicherelemente aufweist; 5 a schematic representation of an integrated circuit having phase change memory elements;

6 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kohlenstoffspeicherelements, das sich in einem ersten Schaltzustand befindet; 6 a schematic cross-sectional view of a carbon storage element, which is in a first switching state;

7 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kohlenstoffspeicherelements, das sich in einem zweiten Schaltzustand befindet; 7 a schematic cross-sectional view of a carbon storage element, which is in a second switching state;

8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 8th a flowchart of a method for operating an integrated circuit according to an embodiment of the invention;

9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 9 a flowchart of a method for operating an integrated circuit according to an embodiment of the invention;

10 eine schematische Darstellung einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 10 a schematic representation of an integrated circuit according to an embodiment of the invention;

11 eine schematische Darstellung einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 11 a schematic representation of an integrated circuit according to an embodiment of the invention;

12 Spannungen, die zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden; 12 Voltages used to operate an integrated circuit according to an embodiment of the invention;

13 Spannungen, die zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden; 13 Voltages used to operate an integrated circuit according to an embodiment of the invention;

14A eine schematische perspektivische Darstellung eines Speichermoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und 14A a schematic perspective view of a memory module according to an embodiment of the invention; and

14B eine schematische perspektivische Darstellung eines Speichermoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 14B a schematic perspective view of a memory module according to an embodiment of the invention.

In den Figuren können identische bzw. einander entsprechende Bereiche, Bauteile oder Bauteilgruppen mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet sein. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Zeichnungen schematischer Natur sind, d. h. nicht maßstabsgetreu zu sein brauchen.In the characters can identical or corresponding areas, components or groups of components be marked with the same reference numerals. Furthermore, it is too mention, that the drawings are schematic in nature, d. H. not to scale need to be.

Da Ausführungsformen der Erfindung auf magneto-resistive Speichervorrichtungen, die Widerstandsänderungsspeicherzellen (magneto-resistive Speicherzellen) enthalten, anwendbar sind, soll im Folgenden ein kurzer Abriss magneto-resistiver Speichervorrichtungen gegeben werden.There embodiments of the invention on magnetoresistive memory devices, the resistance change memory cells (magneto-resistive memory cells), are applicable Below is a brief outline of magnetoresistive memory devices are given.

In magneto-resistiven Speicherzellen wird anstelle der Ladung eines Elektrons die Magnetisierung eines Materials, d. h. die Seins von Elektronen, zur Darstellung von Information verwendet.In magneto-resistive memory cells instead of the charge of a Elektrons the magnetization of a material, d. H. the being of Electrons used to represent information.

1 zeigt eine Ausführungsform eines magneto-resistiven Widerstandselements 100, das beispielsweise Teil einer MRAM-Vorrichtung sein kann, und das eine weichmagnetische Schicht 102, eine Tunnelschicht 104 sowie eine hartmagnetische Schicht 106 aufweist. Die weichmagnetische Schicht 102 und die hartmagnetische Schicht 106 weisen gewöhnlicherweise eine Mehrzahl von magnetischen Metallschichten auf, beispielsweise acht bis zwölf Schichten aus Materialien wie PtMn, CoFe, Ru oder NiFe. Ein logischer Zustand wird durch die Richtungen der Magnetisierungen der weichmagnetischen Schicht 102 und der hartmagnetischen Schicht 106 repräsentiert. 1 shows an embodiment of a magneto-resistive resistor element 100 , which may for example be part of an MRAM device, and that a soft magnetic layer 102 , a tunnel layer 104 and a hard magnetic layer 106 having. The soft magnetic layer 102 and the hard magnetic layer 106 usually have a plurality of magnetic metal layers, for example, eight to twelve layers of materials such as PtMn, CoFe, Ru or NiFe. A logical state becomes through the directions of the magnetizations of the soft magnetic layer 102 and the hard magnetic layer 106 represents.

Um den in dem magneto-resistiven Widerstandselement 100 gespeicherten Zustand auszulesen, kann eine wie in 2 gezeigte Schaltung mit einem Leseverstärker (SA) 230 verwendet werden. Eine Refernzspannung UR wird an ein Ende des Widerstandselements 100 angelegt. Das andere Ende des Widerstandselements 100 wird mit einem Messwiderstand Rm1 verbunden. Das andere Ende des Messwiderstands Rm1 wird geerdet. Der Strom, der durch das Widerstandselement 100 läuft, ist gleich dem Strom Izelle. Eine Refernzschaltung 232 stellt einen Refernzstrom Iref bereit, der einem Ende des Messwiderstands Rm2 zugeführt wird. Das andere Ende des Messwiderstands Rm2 ist geerdet.To that in the magnetoresistive resistive element 100 stored state can read, as in 2 shown circuit with a sense amplifier (SA) 230 be used. A reference voltage UR is applied to one end of the resistor element 100 created. The other end of the resistance element 100 is connected to a measuring resistor Rm1. The other end of the measuring resistor Rm1 is earthed. The current passing through the resistor element 100 running, is equal to the current Izelle. A reference circuit 232 provides a reference current Iref supplied to one end of the sensing resistor Rm2. The other end of the measuring resistor Rm2 is earthed.

Da die erfindungsgemäßen Ausführungsformen auf Vorrichtungen anwendbar sind, die programmierbare Metallisierungszellen (PMC's = ”programmable metallization cells”) wie beispielsweise CBRAM-Vorrichtungen (”conductive bridging random access memory”-Vorrichtungen) enthalten, soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf 3A und 3B ein wichtiges Prinzip erläutert werden, das CBRAM-Vorrichtungen zugrundeliegt.Since the embodiments of the present invention are applicable to devices containing programmable metallization cells (PMCs) such as conductive bridging random access memory (CBRAM) devices, in the following description, reference is made to FIGS 3A and 3B explaining an important principle underlying CBRAM devices.

Ein CBRAM-Element 300 weist eine erste Elektrode 301, eine zweite Elektrode 302 sowie einen Festkörperelektrolytblock (auch als Ionenleiterblock bekannt) 303, der zwischen der ersten Elektrode 301 und der zweiten Elektrode 302 angeordnet ist, auf. Der Festkörperelektrolytblock kann auch von mehreren Speicherzellen gemeinsam benutzt werden (hier nicht gezeigt). Die erste Elektrode 301 kontaktiert eine erste Oberfläche 304 des Festkörperelektrolytblocks 303, die zweite Elektrode 302 kontaktiert eine zweite Oberfläche 305 des Festkörperelektrolytblocks 303. Der Festkörperelektrolytblock 303 ist gegenüber seiner Umgebung durch eine Isolationsstruktur 306 isoliert. Die erste Oberfläche 304 ist üblicherweise die Oberseite, die zweite Oberfläche 305 die Unterseite des Festkörperelektrolytblocks 303. Die erste Elektrode 301 ist üblicherweise die obere Elektrode, die zweite Elektrode 302 die untere Elektrode des CBRAM-Elements 300. Eine der ersten und zweiten Elektrode 301, 302 ist eine reaktive Elektrode, die jeweils andere eine inerte Elektrode. Beispielsweise ist die erste Elektrode 301 die reaktive Elektrode, und die zweite Elektrode 302 die inerte Elektrode. In diesem Fall kann die erste Elektrode 301 beispielsweise aus Silber (Ag), der Festkörperelektrolytblock 303 aus Chalkogenid-Material, und die Isolationsstruktur 306 aus SiO2 oder Si3N4 bestehen. Die zweite Elektrode 302 kann alternativ bzw. zusätzlich Nickel (Ni), Platin (Pt), Iridium (Ir), Rhenium (Re), Tantal (Ta), Titan (Ti), Ruthenium (Ru), Molybdän (Mo), Vanadium (V), leitende Oxide, Silizide sowie Nitride der zuvor erwähnten Materialien beinhalten, und kann weiterhin Legierungen der zuvor erwähnten Materialien beinhalten. Die Dicke des Ionenleiterblocks 303 kann beispielsweise 5 nm bis 500 nm betragen. Die Dicke der ersten Elektrode 301 kann beispielsweise 10 nm bis 100 nm betragen. Die Dicke der zweiten Elektrode 302 kann beispielsweise 5 nm bis 500 nm, 15 nm bis 150 nm, oder 25 nm bis 100 nm betragen. Die Ausführungsformen der Erfindung sind nicht auf die oben erwähnten Materialien und Dicken beschränkt.A CBRAM element 300 has a first electrode 301 , a second electrode 302 and a solid electrolyte block (also known as an ion conductor block) 303 that is between the first electrode 301 and the second electrode 302 is arranged on. The solid electrolyte block may also be shared by multiple memory cells (not shown here). The first electrode 301 contacts a first surface 304 of the solid electrolyte block 303 , the second electrode 302 contacts a second surface 305 of the solid electrolyte block 303 , The solid-state electrolyte block 303 is opposite its environment by an isolation structure 306 isolated. The first surface 304 is usually the top, the second surface 305 the bottom of the solid electrolyte block 303 , The first electrode 301 is usually the upper electrode, the second electrode 302 the lower electrode of the CBRAM element 300 , One of the first and second electrodes 301 . 302 One is a reactive electrode, the other is an inert electrode. For example, the first electrode 301 the reactive electrode, and the second electrode 302 the inert electrode. In this case, the first electrode 301 for example, from silver (Ag), the solid electrolyte block 303 from chalcogenide material, and the isolation structure 306 consist of SiO 2 or Si 3 N 4 . The second electrode 302 may alternatively or additionally nickel (Ni), platinum (Pt), iridium (Ir), rhenium (Re), tantalum (Ta), titanium (Ti), ruthenium (Ru), molybdenum (Mo), vanadium (V), may include conductive oxides, silicides, and nitrides of the aforementioned materials, and may further include alloys of the aforementioned materials. The thickness of the ion conductor block 303 may for example be 5 nm to 500 nm. The thickness of the first electrode 301 may for example be 10 nm to 100 nm. The thickness of the second electrode 302 For example, it may be 5 nm to 500 nm, 15 nm to 150 nm, or 25 nm to 100 nm. The embodiments of the invention are not limited to the above-mentioned materials and thicknesses.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist unter Chalkogenid-Material (allgemeiner: das Material des Ionenleiterblocks 303) eine Verbindung zu verstehen, die Sauerstoff, Schwefel, Selen, Germanium und/oder Tellur aufweist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist Chalkogenid-Material eine Verbindung aus einem Chalkogenid und zumindest einem Metall der Gruppe I oder Gruppe II des Periodensystems, beispielsweise Arsen-Trisulfid-Silber. Alternativ enthält das Chalkogenid-Material Germaniumsulfid (GeSx), Germaniumselenid (GeSex), Wolframoxid (WOx), Kupfersulfid (CuSx) oder ähnliches. Weiterhin kann das Chalkogenid-Material Metallionen enthalten, wobei die Metallionen ein Metall sein können, das aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Silber, Kupfer und Zink besteht bzw. aus einer Kombination oder einer Legierung dieser Metalle. Der Ionenleiterblock 303 kann aus Festkörperelektrolytmaterial bestehen.According to one embodiment of the invention, chalkogenide material (more generally: the material of the ion conductor block 303 ) to understand a compound having oxygen, sulfur, selenium, germanium and / or tellurium. According to one embodiment of the invention, chalcogenide material is a compound of a chalcogenide and at least one metal of group I or group II of the periodic table, for example arsenic trisulfide silver. Alternatively, the chalcogenide material contains germanium sulfide (GeS x ), germanium selenide (GeSe x ), tungsten oxide (WO x ), copper sulfide (CuS x ) or the like. Furthermore, the chalcogenide material may include metal ions, wherein the metal ions may be a metal selected from a group consisting of silver, copper, and zinc, or a combination or alloy of these metals. The ion conductor block 303 may consist of solid electrolyte material.

Wenn eine Spannung über dem Festkörperelektrolytblock 303 abfällt, wie in 3A angedeutet ist, wird eine Redoxreaktion in Gang gesetzt, die Ag+-Ionen aus der ersten Elektrode 301 heraus löst und in den Festkörperelektrolytblock 303 hinein treibt, wo diese zu Silber reduziert werden. Auf diese Art und Weise werden silberhaltige Cluster 308 in dem Festkörperelektrolytblock 303 ausgebildet. Wenn die Spannung über dem Festkörperelektrolytblock 303 lange genug abfällt, erhöht sich die Größe und die Anzahl der silberreichen Cluster innerhalb des Festkörperelektrolytblocks 303 so stark, dass eine leitende Brücke (leitender Pfad) 307 zwischen der ersten Elektrode 301 und der zweiten Elektrode 302 ausgebildet wird. Wenn die in 3B gezeigte Spannung über dem Festkörperelektrolytblock 303 abfällt (inverse Spannung verglichen zu der in 3A dargestellten Spannung), wird eine Redoxreaktion in Gang gesetzt, die Ag+-Ionen aus dem Festkörperelektrolytblock 303 hinaus zur ersten Elektrode 301 treibt, an der diese zu Silber reduziert werden. Damit wird die Größe und die Anzahl silberreicher Cluster 308 innerhalb des Festkörperelektrolytblocks 303 verringert. Erfolgt dies lange genug, wird die leitende Brücke 307 gelöscht.When a voltage across the solid electrolyte block 303 falls off, as in 3A is indicated, a redox reaction is set in motion, the Ag + ions from the first electrode 301 comes out and into the solid-state electrolyte block 303 into where they are reduced to silver. In this way, silver-containing clusters 308 in the solid electrolyte block 303 educated. When the voltage across the solid electrolyte block 303 decreases long enough, increases the size and number of silver-rich clusters within the solid electrolyte block 303 so strong that a conductive bridge (conductive path) 307 between the first electrode 301 and the second electrode 302 is trained. When the in 3B shown voltage across the solid electrolyte block 303 drops (inverse voltage compared to the in 3A shown voltage), a redox reaction is set in motion, the Ag + ions from the solid electrolyte block 303 out to the first electrode 301 drives, where they are reduced to silver. This will change the size and number of silver-rich clusters 308 within the solid electrolyte block 303 reduced. If this happens long enough, the conductive bridge becomes 307 deleted.

Um den momentanen Speicherzustand des CBRAM-Elements 300 festzustellen, wird ein Messstrom durch das CBRAM-Element 300 geleitet. Der Messstrom erfährt einen hohen Widerstand, wenn in dem CBRAM-Element 300 keine leitende Brücke 307 ausgebildet ist, und erfährt einen niedrigen Widerstand, wenn in dem CBRAM-Element 300 eine leitende Brücke 307 ausgebildet ist. Ein hoher Widerstand repräsentiert beispielsweise logisch ”0”, wohingegen ein niedriger Widerstand logisch ”1” repräsentiert, oder umgekehrt. Anstelle eines Messtroms kann auch eine Messpannung zum Einsatz kommen.The current memory state of the CBRAM element 300 determine is a measuring current through the CBRAM element 300 directed. The measuring current experiences a high resistance when in the CBRAM element 300 no conductive bridge 307 is formed, and experiences a low resistance when in the CBRAM element 300 a conductive bridge 307 is trained. For example, a high resistance represents logic "0", whereas a low resistance logically represents "1" or vice versa. Instead of a measuring current, a measuring voltage can also be used.

Da Ausführungsformen der Erfindung auf Phasenänderungs-Speichervorrichtungen, die Widerstandsänderungsspeicherzellen (Phasenänderungs-Speicherzellen) enthalten, anwendbar sind, soll im Folgenden ein kurzer Abriss einer Phasenänderungs-Speichervorrichtung gegeben werden.There embodiments the invention to phase change memory devices, the resistance change memory cells (Phase change memory cells) The following is a brief outline of a Phase-change memory device are given.

Phasenänderungs-Speichervorrichtungen beinhalten Phasenänderungselemente, die wiederum Phasenänderungsmaterial aufweisen. Das Phasenänderungsmaterial kann zwischen wenigstens zwei Kristallisierungszuständen geschaltet werden (d. h. das Phasenänderungsmaterial kann wenigstens zwei Kristallisierungsgrade annehmen), wobei jeder Kristallisierungszustand einen Speicherzustand repräsentiert. Wenn die Anzahl möglicher Kristallisierungszustände zwei beträgt, wird der Kristallisierungszustand, der einen hohen Kristallisierungsgrad aufweist, auch als „kristalliner Zustand” bezeichnet, wohin gegen der Kristallisierungszustand, der einen niedrigen Kristallisierungsgrad aufweist, auch als „amorpher Zustand” bezeichnet wird. Unterschiedliche Kristallisierungszustände können durch entsprechende unterschiedliche elektrische Eigenschaften voneinander unterschieden werden, insbesondere durch unterschiedliche Widerstände, die hierdurch impliziert werden. Beispielsweise hat ein Kristallisierungszustand, der einen hohen Kristallisierungsgrad (geordnete atomare Struktur) aufweist, im Allgemeinen einen niedrigeren Widerstand als ein Kristallisierungszustand, der einen niedrigen Kristallisierungsgrad aufweist (ungeordnete atomare Struktur). Der Einfachheit halber soll im Folgenden angenommen werden, dass das Phasenänderungsmaterial zwei Kristallisierungszustände annehmen kann (einen „amorphen Zustand” und einen „kristallinen Zustand”). Jedoch sei erwähnt, dass auch zusätzliche Zwischenzustände verwendet werden können.Phase change memory devices include Phase change elements, which in turn is phase change material exhibit. The phase change material can be switched between at least two crystallization states (i.e., the phase change material may assume at least two degrees of crystallization), each one Crystallization state represents a memory state. If the number of possible crystallization states is two, the crystallization state, which has a high degree of crystallization, also as "crystalline Condition "indicates where against the crystallization state, which has a low degree of crystallization also known as "amorphous State " becomes. Different crystallization states can be differentiated by corresponding different electrical properties are distinguished from each other, in particular by different resistances, which are implied by this. For example, a crystallization state, a high degree of crystallization (ordered atomic structure) generally has a lower resistance than a crystallization state, which has a low degree of crystallization (disordered atomic structure). For the sake of simplicity, it shall be assumed below that that the phase change material two crystallization states can accept (an "amorphous State "and a "crystalline Status"). However, it should be mentioned that also uses additional intermediate states can be.

Phasenänderungsspeicherelemente können vom amorphen Zustand in den kristallinen Zustand (und umgekehrt) überwechseln, wenn Temperaturschwankungen innerhalb des Phasenänderungsmaterials auftreten. Derartige Temperaturänderungen können auf unterschiedliche Art und Weisen hervorgerufen werden. Beispielsweise kann ein Strom durch das Phasenänderungsmaterial geleitet werden (oder eine Spannung kann an das Phasenänderungsmaterial angelegt werden). Alternativ hierzu kann einem Widerstandsheizelement, das neben dem Phasenänderungsmaterial vorgesehen ist, ein Strom oder eine Spannung zugeführt werden. Um den Speicherzustand eines Phasenänderungsspeicherelements festzulegen, kann ein Messstrom durch das Phasenänderungsmaterial geleitet werden (oder eine Messspannung kann an das Phasenänderungsmaterial angelegt werden), womit der Widerstand des Phasenänderungsspeicherelements, der den Speicherzustand des Phasenänderungsspeicherelements repräsentiert, gemessen wird.Phase change memory elements can from the amorphous state to the crystalline state (and vice versa), when temperature fluctuations occur within the phase change material. Such temperature changes can be evoked in different ways. For example may be a current through the phase change material (or a voltage can be applied to the phase change material be created). Alternatively, a resistance heating element, that next to the phase change material is provided, a current or voltage are supplied. To set the memory state of a phase change memory element, a measuring current can be passed through the phase change material (or a measurement voltage can be applied to the phase change material), wherewith the resistance of the phase change memory element, representing the memory state of the phase change memory element, is measured.

4 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines beispielhaften Phasenänderungsspeicherelements 400 (Aktiv-In-Via-Typ). Das Phasenänderungsspeicherelement 400 weist eine erste Elektrode 402, Phasenänderungsmaterial 404, eine zweite Elektrode 406 sowie isolierendes Material 408 auf. Das Phasenänderungmaterial 404 wird lateral durch das isolierende Material 408 eingeschlossen. Eine Auswahlvorrichtung (nicht gezeigt) wie beispielsweise ein Transistor, eine Diode oder eine andere aktive Vorrichtung kann mit der ersten Elektrode 402 oder der zweiten Elektrode 406 gekoppelt sein, um das Beaufschlagen des Phasenänderungsmaterials 404 mit Strom oder Spannung unter Verwendung der ersten Elektrode 402 und/oder der zweiten Elektrode 406 zu steuern. Um das Phasenänderungsmaterial 404 in den kristallinen Zustand zu überführen, kann das Phasenänderungsmaterial 404 mit einem Strompuls und/oder einem Spannungspuls beaufschlagt werden, wobei die Pulsparameter so gewählt werden, dass die Temperatur des Phasenänderungsmaterials 404 über die Phasenänderungsmaterial-Kristallisisierungstemparatur steigt, jedoch unterhalb der Phasenänderungsmaterial-Schmelztemperatur gehalten wird. Wenn das Phasenänderungsmaterial 404 in den amorphen Zustand überführt werden soll, kann das Phasenänderungsmaterial 404 mit einem Strompuls und/oder einem Spannungspuls beaufschlagt werden, wobei die Pulsparameter so gewählt werden, dass die Temperatur des Phasenänderungsmaterials 404 schnell über die Phasenänderungsmaterial-Schmelztemperatur steigt, wobei das Phasenänderungsmaterial 404 anschließend schnell unterhalb deren Kristallisierungstemperatur abgekühlt wird. 4 shows a cross-sectional view of an exemplary Phasenänderungsspeicherele ments 400 (Active-in-via type). The phase change memory element 400 has a first electrode 402 , Phase change material 404 , a second electrode 406 as well as insulating material 408 on. The phase change material 404 becomes lateral through the insulating material 408 locked in. A selection device (not shown) such as a transistor, a diode or other active device may be connected to the first electrode 402 or the second electrode 406 be coupled to the application of the phase change material 404 with current or voltage using the first electrode 402 and / or the second electrode 406 to control. To the phase change material 404 into the crystalline state, the phase change material 404 be subjected to a current pulse and / or a voltage pulse, wherein the pulse parameters are selected so that the temperature of the phase change material 404 above the phase change material crystallization temperature, but kept below the phase change material melting temperature. If the phase change material 404 is to be converted into the amorphous state, the phase change material 404 be subjected to a current pulse and / or a voltage pulse, wherein the pulse parameters are selected so that the temperature of the phase change material 404 rises rapidly above the phase change material melting temperature, with the phase change material 404 subsequently cooled rapidly below its crystallization temperature.

Das Phasenänderungsmaterial 404 kann eine Vielzahl von Materialien enthalten. Gemäß einer Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 404 eine Chalcogenidlegierung aufweisen (oder daraus bestehen), die eine oder mehrere Elemente aus der Gruppe VI des Periodensystems beinhaltet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 404 Chalcogenid-Verbundmaterial aufweisen oder daraus bestehen, wie beispielsweise GeSbTe, SbTe, GeTe oder AbInSbTe. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 404 ein chalgogenfreies Material aufweisen oder daraus bestehen, wie beispielsweise GeSb, GaSb, InSb, oder GeGaInSb. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Phasenänderungsmaterial 404 jedes geeignetes Material aufweisen oder daraus bestehen, das eines oder mehrere der Elemente Ge, Sb, Te, Ga, Bi, Pb, Sri, Si, P, O, As, In, Se, und S aufweist.The phase change material 404 can contain a variety of materials. According to one embodiment, the phase change material 404 comprise (or consist of) a chalcogenide alloy containing one or more elements of group VI of the periodic table. According to a further embodiment, the phase change material 404 Comprise or consist of chalcogenide composite material such as GeSBTe, SbTe, GeTe or AbInSbTe. According to a further embodiment, the phase change material 404 comprise or consist of a chalcogen-free material, such as GeSb, GaSb, InSb, or GeGaInSb. According to a further embodiment, the phase change material 404 comprise or consist of any suitable material having one or more of the elements Ge, Sb, Te, Ga, Bi, Pb, Sr, Si, P, O, As, In, Se, and S.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist zumindest eine der ersten Elektrode 402 und der zweiten Elektrode 406 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W oder Mischungen oder Legierungen hieraus auf (oder bestehen hieraus). Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest eine der ersten Elektrode 402 und der zweiten Elektrode 406 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W und zwei oder mehrere Elemente der Gruppe: B, C, N, O, Al, Si, P, S und/oder Mischungen und Legierungen hieraus auf (oder bestehen hieraus). Beispiele derartiger Materialien sind TiCN, TiAlN, TiSiN, W-Al2O3, und Cr-Al2O3.According to one embodiment of the invention, at least one of the first electrode 402 and the second electrode 406 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W or mixtures or alloys thereof (or consist thereof). According to a further embodiment, at least one of the first electrode 402 and the second electrode 406 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W and two or more elements of the group: B, C, N, O, Al, Si, P, S and / or mixtures and alloys thereof (or consist of this). Examples of such materials are TiCN, TiAlN, TiSiN, W-Al 2 O 3 , and Cr-Al 2 O 3 .

5 zeigt ein Blockdiagramm einer Speichervorrichtung 500, die einen Schreibpulsgenerator 502, eine Verteilungsschaltung 504, Phasenänderungsspeicherelemente 506a, 506b, 506c, 506d (beispielsweise Phasenänderungsspeicherelemente 400 wie in 4 gezeigt) und einen Leseverstärker 508 aufweist. Gemäß einer Ausführungsform erzeugt der Schreibpulsgenerator 502 Strompulse oder Spannungspulse, die den Phasenänderungsspeicherelementen 506a, 506b, 506c, 506d mittels der Verteilungsschaltung 504 zugeführt werden, wodurch die Speicherzustände der Phasenänderungsspeicherelementen 506a, 506b, 506c, 506d programmiert werden. Gemäß einer Ausführungsform weist die Verteilungsschaltung 504 eine Mehrzahl von Transistoren auf, die den Phasenänderungspeicherelemente 506a, 506b, 506c, 506d bzw. Heizelementen, die neben den Phasenänderungsspeicherelemente 506a, 506b, 506c, 506d vorgesehen sind, Gleichstrompulse oder Gleichspannungspulse zuführen. 5 shows a block diagram of a memory device 500 containing a write pulse generator 502 , a distribution circuit 504 , Phase change memory elements 506a . 506b . 506c . 506D (For example, phase change memory elements 400 as in 4 shown) and a sense amplifier 508 having. According to one embodiment, the write pulse generator generates 502 Current pulses or voltage pulses corresponding to the phase change memory elements 506a . 506b . 506c . 506D by means of the distribution circuit 504 whereby the storage states of the phase change storage elements 506a . 506b . 506c . 506D be programmed. According to one embodiment, the distribution circuit 504 a plurality of transistors, the the phase change memory elements 506a . 506b . 506c . 506D or heating elements, in addition to the phase change storage elements 506a . 506b . 506c . 506D are provided to supply DC pulses or DC pulses.

Wie bereits angedeutet wurde, kann das Phasenänderungsmaterial der Phasenänderungsspeicherelemente 506a, 506b, 506c, 506d von dem amorphen Zustand in den kristallinen Zustand (oder umgekehrt) überführt werden durch Ändern der Temperatur. Allgemeiner kann das Phasenänderungsmaterial von einem ersten Kristallisierungsgrad in einen zweiten Kristallisierungsgrad überführt werden aufgrund einer Temperaturänderung. Beispielsweise kann der Bitwert „Null” dem ersten (niedrigen) Kristallisierungsgrad, und der Bitwert „1” dem zweiten (hohen) Kristallisierungsgrad zugewiesen werden. Da unterschiedliche Kristallisierungsgrade unterschiedliche elektrische Widerstände implizieren, ist der Leseverstärker 508 dazu im Stande, den Speicherzustand einer der Phasenänderungspeicherelemente 506a, 506b, 506c oder 506d in Abhängigkeit des Widerstands des Phasenänderungsmaterials zu ermitteln.As already indicated, the phase change material of the phase change memory elements 506a . 506b . 506c . 506D from the amorphous state to the crystalline state (or vice versa) by changing the temperature. More generally, the phase change material can be converted from a first degree of crystallization to a second degree of crystallinity due to a temperature change. For example, the bit value "zero" may be assigned to the first (low) degree of crystallization, and the bit value "1" to the second (high) degree of crystallization. Since different degrees of crystallization imply different electrical resistances, the sense amplifier is 508 capable of storing one of the phase change memory elements 506a . 506b . 506c or 506D depending on the resistance of the phase change material to determine.

Um hohe Speicherdichten zu erzielen, können die Phasenänderungsspeicherelemente 506a, 506b, 506c und 506d zur Speicherung mehrerer Datenbits ausgelegt sein (d. h. das Phasenänderungsmaterial kann auf unterschiedliche Widerstandswerte programmiert werden). Beispielsweise können, wenn ein Phasenänderungsspeicherelement 506a, 506b, 506c und 506d auf einen von drei möglichen Widerstandsleveln programmiert wird, 1.5 Datenbits pro Speicherzelle gespeichert werden. Wenn die Phasenänderungsspeicherelemente auf einen von vier möglichen Widerstandsleveln programmiert werden, können zwei Datenbits pro Speicherzelle gespeichert werden, und so weiter.To achieve high storage densities, the phase change memory elements 506a . 506b . 506c and 506D be designed to store several bits of data (ie the phase change material can be programmed to different resistance values). For example, if a phase change memory element 506a . 506b . 506c and 506D is programmed to one of three possible resistance levels, 1.5 data bits per memory cell are stored. If the phase change memory elements to one of four possible resistance levels are programmed, two bits of data per memory cell can be stored, and so on.

Die in 5 gezeigte Ausführungsform kann auf ähnliche Art und Weise auch auf andere Widerstandsänderungsspeicherelemente angewandt werden wie magnetorresistive Speicherelemente (beispielsweise MRAMs), organische Speicherelemente (beispielsweise ORAMs), oder Übergangsmetalloxid-Speicherelemente (TMOs).In the 5 The illustrated embodiment may similarly be applied to other resistance change memory elements such as magnetoresistive memory elements (eg, MRAMs), organic memory elements (eg, ORAMs), or transition metal oxide memory elements (TMOs).

Ein weiterer Widerstandsänderungsspeicherelement-Typ, der zum Einsatz kommen kann, besteht darin, Kohlenstoff als Widerstandsänderungsmaterial einzusetzen. Im Allgemeinem hat amorpher Kohlenstoff, der reich an sp3-hybridisiertem Kohlenstoff ist (d. h. tetraedisch gebundener Kohlenstoff) einen hohen Widerstand, wohin gegen amorpher Kohlenstoff, der reich an sp2-hybridisiertem Kohlenstoff ist (das heißt trigonal gebundener Kohlenstoff), einen niedrigen Widerstand. Dieser Widerstandsunterschied kann in Widerstandsänderungsspeicherelementen ausgenutzt werden.Another type of resistance change memory element that can be used is to use carbon as a resistance change material. In general, amorphous carbon rich in sp 3 -hybridized carbon (ie, tetrahedral bonded carbon) has high resistance, whereas amorphous carbon rich in sp 2 -hybridized carbon (i.e., trigonal-bonded carbon) has low resistance , This difference in resistance can be utilized in resistance change memory elements.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Kohlenstoffspeicherelement auf ähnliche Art und Weise ausgebildet, wie oben im Zusammenhang mit den Phasenänderungsspeicherelementen beschrieben wurde. Eine temperaturinduzierte Änderung zwischen einem sp3-reichen Zustand und einem sp2-reichen Zustand kann dazu genutzt werden, den Widerstand von amorphem Kohlenstoffmaterial zu ändern. Diese variierenden Widerstände können genutzt werden, um unterschiedliche Speicherzustände darzustellen. Beispielsweise kann ein sp3-reicher Zustand (Hochwiderstandszustand) ”Null” repräsentieren, und ein sp2-reicher Zustand (Niedrigwiderstandszustand) ”Eins” repräsentieren. Zwischenwiderstandszustände können dazu genutzt werden, mehrere Bits darzustellen, wie oben beschrieben wurde.According to one embodiment of the invention, a carbon storage element is formed in a similar manner as described above in connection with the phase change storage elements. A temperature-induced change between an sp 3 -rich state and an sp 2 -rich state can be used to change the resistance of amorphous carbon material. These varying resistances can be used to represent different memory conditions. For example, an sp 3 rich state (high resistance state) may represent "zero", and an sp 2 rich state (low resistance state) may represent "one". Intermediate resistance states can be used to represent multiple bits as described above.

Bei diesem Kohlenstoffspeicherelementtyp verursacht die Anwendung einer ersten Temperatur im Allgemeinen einen Übergang, der sp3-reichen amorphen Kohlenstoff in sp2-reichen amorphen Kohlenstoff überführt. Dieser Übergang kann durch die Anwendung einer zweiten Temperatur, die typischerweise höher ist als die erste Temperatur, rückgängig gemacht werden. Wie oben erwähnt wurde, können diese Temperaturen beispielsweise durch Beaufschlagen des Kohlenstoffmaterials mit einem Strompuls und/oder einem Spannungspuls erzeugt werden. Alternativ können die Temperaturen unter Einsatz eines Widerstandsheizelements, das neben dem Kohlenstoffmaterial vorgesehen ist, erzeugt werden.In this type of carbon storage element, the use of a first temperature generally causes a transition that converts sp 3 -rich amorphous carbon into sp 2 -rich amorphous carbon. This transition can be reversed by the application of a second temperature, which is typically higher than the first temperature. As mentioned above, these temperatures may be generated by, for example, charging the carbon material with a current pulse and / or a voltage pulse. Alternatively, the temperatures may be generated using a resistance heating element provided adjacent to the carbon material.

Eine weitere Möglichkeit, Widerstandsänderungen in amorphem Kohlenstoff zum Speichern von Information zu nutzen, ist das Elektrofeld-induzierte Ausbilden eines leitenden Pfades in einem isolierenden amorphen Kohlenstofffilm. Beispielsweise kann das Anwenden eines Spannungspulses oder Strompulses das Ausbilden eines leitenden sp2-Filaments in isolierendem, sp3-reichem amorphem Kohlenstoff bewirken. Die Funktionsweise dieses Widerstandskohlenstoffspeichertyps ist in den 6 und 7 gezeigt.Another way to utilize resistance changes in amorphous carbon to store information is the electro-field induced formation of a conductive path in an insulating amorphous carbon film. For example, applying a voltage pulse or current pulse may cause the formation of a conductive sp 2 filament in insulating, sp 3 -rich amorphous carbon. The operation of this resistance carbon storage type is described in FIGS 6 and 7 shown.

6 zeigt ein Kohlenstoffspeicherelement 600, das einen Topkontakt 602, eine Kohlenstoffspeicherschicht 604 mit isolierendem amorphem Kohlenstoffmaterial, das reich an sp3-hybridiesierten Kohlenstoffatomen ist, und einen Bottomkontakt 606 aufweist. Wie in 7 gezeigt ist, kann mittels eines Stroms (oder einer Spannung), der durch die Kohlenstoffspeicherschicht 604 geleitet wird, ein sp2-Filament 650 in der sp3-reichen Kohlenstoffspeicherschicht 604 ausgebildet werden, womit der Widerstand des Speicherelements geändert wird. Das Anwenden eines Strompulses (oder Spannungspulses) mit hoher Energie (oder mit umgekehrter Polarität) kann das sp2-Filament 650 zerstören, womit der Widerstand der Kohlenstoffspeicherschicht 604 erhöht wird. Wie oben diskutiert wurde, können die Änderungen des Widerstands der Kohlenstoffspeicherschicht 604 dazu benutzt werden, Information zu speichern, wobei beispielsweise ein Hochwiderstandszustand „Null”, und ein Niedrigwiderstandszustand „Eins” repräsentiert. Zusätzlich können in einigen Ausführungsformen Zwischengrade der Filamentausbildung oder das Ausbilden mehrerer Filamente in sp3-reichen Kohlenstofffilmen genutzt werden, um mehrere variierende Widerstandslevel bereit zu stellen, womit in einem Kohlenstoffspeicherelement mehrere Informationsbits speicherbar sind. In einigen Ausführungsformen können alternierend sp3-reiche Kohlenstoffschichten und sp2-reiche Kohlenstoffschichten zum Einsatz kommen, wobei die sp2-reichen Schichten das Ausbilden leitender Filamente anregen, so dass die Stromstärken und/oder Spannungsstärken, die zum Schreiben eines Werts in diesen Kohlenstoffspeichertyp zum Einsatz kommen, reduziert werden können. 6 shows a carbon storage element 600 that a top contact 602 a carbon storage layer 604 with insulating amorphous carbon material rich in sp 3 -hybridized carbon atoms and a bottom contact 606 having. As in 7 can be shown by means of a current (or voltage) passing through the carbon storage layer 604 is passed, an SP 2 filament 650 in the sp 3 -rich carbon storage layer 604 be formed, whereby the resistance of the memory element is changed. Applying a high energy (or reverse polarity) current pulse (or voltage pulse) may be the sp 2 filament 650 destroy what the resistance of the carbon storage layer 604 is increased. As discussed above, the changes in the resistance of the carbon storage layer 604 be used to store information, for example, representing a high resistance state "zero", and a low resistance state "one". In addition, in some embodiments, intermediate levels of filament formation or formation of multiple filaments in sp 3 -rich carbon films may be used to provide multiple varying resistance levels, thereby storing a plurality of information bits within a carbon storage element. In some embodiments, alternating sp 3 -rich carbon layers and sp can 2 -rich carbon layers are used, the sp 2 -rich layers stimulate the formation of conductive filaments, so that the amperage and / or voltage levels that for writing a value to this type of carbon memory be used, can be reduced.

8 zeigt ein Verfahren 800 zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei 802 wird ein Spannungsabfall über eine Auswahleinrichtung angelegt, derart, dass die Auswahleinrichtung von einem nicht leitenden Zustand in einen leitenden Zustand schaltet. Bei 804 wird der Speicherzustand eines Speicherelements, das der Auswahleinrichtung zugewiesen ist, gelesen oder geschrieben, nachdem die Auswahleinrichtung in den Leitungszustand geschalten worden ist. 8th shows a method 800 for operating an integrated circuit according to an embodiment of the invention. at 802 a voltage drop is applied via a selector such that the selector switches from a non-conductive state to a conductive state. at 804 the memory state of a memory element assigned to the selector is read or written after the selector has been switched to the conduction state.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Auswahleinrichtungen Feldeffekttransistor-Einrichtungen oder Thyristor-Einrichtungen.According to an embodiment of the invention The selection devices are field-effect transistor devices or thyristor devices.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Leitungszustand ein Punch-Through-Zustand, ein Leitungsmodus nach Auftreten eines Zurückschnapp-Effektes, oder ein Bipolarmodus.According to one embodiment of the invention, the conduction state is a punch-through state, a conduction mode after the occurrence of a snap-back effect, or on Bipolar.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Schaltung eine Vielzahl von Bitleitungen und eine Vielzahl von Wortleitungen auf. Jede Auswahleinrichtung weist einen ersten Anschluss, der mit einer der Bitleitungen über ein Speicherelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der eine der Wortleitungen mit dem Body der Auswahleinrichtung verbindet, und einen dritten Anschluss, der mit einem Gebiet der integrierten Schaltung verbunden ist, das auf ein festes Potenzial gesetzt ist, beispielsweise Erdungspotenzial, auf.According to one embodiment According to the invention, the integrated circuit has a multiplicity of bit lines and a variety of word lines. Each selection device has a first terminal that connects to one of the bitlines Memory element is connected to a second port, the one connecting the word lines to the body of the selection device, and a third connection, with an area of integrated Circuit connected to a fixed potential, ground potential, for example.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Auswahleinrichtung von dem Nichtleitungszustand in den Nicht-Leitungszustand geschaltet, indem eine Schaltspannung zwischen dem ersten und dem dritten Anschluss angelegt wird, und indem die Spannung des zweiten Anschlusses auf ein Schaltpotenzial gesetzt wird.According to one embodiment The invention is a selection device of the non-conductive state in the non-line state Switched by a switching voltage between the first and the third terminal is applied, and by the voltage of the second Connection is set to a switching potential.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, nachdem eine Auswahlrichtung von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand geschaltet wurde, das an dem zweiten Anschluss anliegende Potenzial verringert, ohne die Auswahleinrichtung zurück in den Nichtleitungszustand zu schalten. Beispielsweise kann das an dem zweiten Anschluss anliegende Potenzial auf ein Haltepotential (das Potenzial, das an Wortleitungen anliegt, die mit nicht-ausgewählten Speicherelementen verbunden sind) reduziert werden.According to one embodiment According to the invention, after a selecting direction of the non-conducting state has been switched to the line state, that at the second terminal reduced potential, without the selection device back in the To switch non-conducting state. For example, that can be done on the second terminal potential applied to a holding potential (the Potential applied to wordlines that are not selected memory elements connected) are reduced.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden, nachdem die Auswahleinrichtung von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand geschaltet wurde, Speicherzellenschreibprozesse ausgeführt, indem jeweilige Speicherzellenschreibströme durch die Auswahlvorrichtung geleitet werden, d. h. durch das Speicherelement, das der Auswahleinrichtung zugewiesen ist. Weiterhin können Speicherzellenleseprozesse ausgeführt werden, indem jeweilige Leseströme durch die Auswahleinrichtung geleitet werden, d. h. durch das Speicherelement, das der Auswahleinrichtung zugewiesen ist.According to one embodiment of the invention, after the selector of the non-conductive state has been switched to the line state, memory cell write processes executed by respective memory cell write currents through the selection device be directed, d. H. by the storage element, that of the selection device is assigned. Furthermore, memory cell read processes accomplished be by reading currents be passed through the selector, d. H. through the storage element, assigned to the selector.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird während der Lese- und Schreibprozesse die Spannung zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss reduziert, ohne die Auswahleinrichtung zurück in den nicht-leitenden Zustand zu schalten.According to one embodiment the invention is during the reading and writing processes the voltage between the first terminal and the third port is reduced without the selector back to switch to the non-conductive state.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, bevor ein Speicherzellenschreibprozess oder ein Speicherzellenleseprozess bezüglich eines bestimmten Speicherelements ausgeführt wird, das Potenzial der floatenden Bodys einer Mehrzahl von Auswahleinrichtungen geändert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Potenzialänderung ausgeführt, bevor die Auswahleinrichtung, die dem bestimmten Speicherelement zugewiesen ist, von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand geschaltet wird.According to one embodiment The invention is, before a memory cell writing process or a memory cell reading process relating to a particular memory element accomplished the potential of the floating bodys of a plurality of selection devices changed. According to one embodiment the invention, this potential change is carried out before the selector assigned to the particular memory element is switched from the non-conductive state to the conductive state.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird, bevor ein Speicherzellenschreibprozess oder ein Speicherzellenleseprozess bezüglich eines bestimmten Speicherelements ausgeführt wird, das Potenzial der floatenden Bodys aller Auswahleinrichtungen geändert, die mit denselben Bitleitungen wie das bestimmte Speicherelement verbunden sind. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Potenzialänderung ausgeführt, bevor die Auswahleinrichtung, die dem bestimmten Speicherelement zugewiesen ist, von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand geschaltet wird.According to one embodiment The invention is, before a memory cell writing process or a memory cell reading process relating to a particular memory element accomplished becomes the potential of the floating bodysuits of all the selection devices changed, those with the same bitlines as the particular memory element are connected. According to one embodiment the invention, this potential change is carried out before the selector assigned to the particular memory element is switched from the non-conducting state to the conducting state becomes.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Potenzial der floatenden Bodys geändert, indem die Potenziale der ersten Anschlüsse der Auswahleinrichtungen geändert werden. Indem dies getan wird, wird die Ladung (Ladungsmenge) innerhalb der floatenden Bodys geändert, wodurch deren Potenziale geändert werden.According to one embodiment In the invention, the potential of the floating body is changed by the potential of the first connections changed the selection become. By doing so, the charge (charge amount) becomes within changed the floating bodysuits, which changed their potential become.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Potenziale der floatenden Bodys so geändert, dass parasitäre Effekte, die innerhalb der Auswahleinrichtungen auftreten, die zu der bestimmten Auswahleinrichtung benachbart angeordnet sind, reduziert werden (beispielsweise alle Auswahleinrichtungen, die mit derselben Bitleitung wie die bestimmte (ausgewählte) Auswahleinrichtung verbunden sind). Beispielsweise kann verhindert werden, dass parasitäre Effekte bewirken, dass benachbarte Auswahleinrichtungen von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand schalten, was nicht erwünscht ist.According to one embodiment According to the invention, the potentials of the floating bodies are changed so that parasitic Effects that occur within the selectors that contribute to are located adjacent to the particular selector (for example, all the selectors associated with the same Bit line connected as the particular (selected) selection device are). For example, parasitic effects can be prevented cause neighboring selectors to go from a non-conductive state switch to a conduction state, which is not desirable.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Potenzial der floatenden Bodys geändert, indem den ersten Anschlüssen der Auswahleinrichtungen ein Spannungspuls zugeführt wird.According to one embodiment In the invention, the potential of the floating body is changed by the first connections the selection means a voltage pulse is supplied.

Der Spannungspuls kann beispielsweise 0,2 V bis 1 V betragen. Weiterhin kann der Spannungspuls beispielsweise eine Dauer von 0,5 ns bis 10 ns haben.Of the Voltage pulse may be, for example, 0.2 V to 1 V. Farther For example, the voltage pulse may last for 0.5 ns Have 10 ns.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Spannungspuls ein negativer Spannungspuls. Dies bedeutet, dass der Spannungspuls eine entgegengesetzte Amplitudenrichtung aufweist, verglichen mit den Spannungspulsrichtungen, die zum Schalten einer Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand verwendet werden. Beispielsweise kann der Spannungspuls, der zum Ändern des Potenzials der floatenden Bodys verwendet wird, eine negative Amplitude aufweisen, und der Spannungspuls, der zum Schalten einer Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand verwendet wird, eine positive Amplitude aufweisen, oder umgekehrt.According to one embodiment of the invention, the voltage pulse is a negative voltage pulse. This means that the voltage pulse has an opposite amplitude direction compared to the voltage pulse directions used to switch a selector from a non-conducting state to the conducting state. For example, the voltage pulse used to change the potential of the floating body may have a negative amplitude, and the voltage pulse used to switch a selector from a non-conductive state to the conductive state may have a positive amplitude, or vice versa.

9 zeigt ein Verfahren 900 zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei 902 wird ein Spannungsabfall über einen Leitungspfad erzeugt, der durch ein Speicherelement und eine Auswahleinrichtung, die dem Speicherelement zugewiesen ist, hindurch läuft (hier bedeutet der Begriff ”Spannungsabfall” einen Spannungsabfall über die gesamte elektrische Komponente aus Speicherelement und Auswahleinrichtung). Bei 904 wird der Speicherzustand des Speicherelements basierend auf dem Schaltverhalten der Auswahleinrichtung von einem Widerstandszustand in einen Leitungszustand ermittelt, das aus dem Spannungsabfall resultiert. Mit anderen Worten: Der Speicherzustand des Speicherelements wird nicht ermittelt, indem ein zusätzlicher Messstrom durch das Speicherelement geleitet wird, nachdem die entsprechende Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand geschaltet wurde. Vielmehr gibt das Schaltungsverhalten der Auswahleinrichtung selbst einen Hinweis auf den Speicherzustand des Speicherelements: Wenn der Gesamtwiderstand des Speicherelementwiderstands und des Auswahleinrichtungswiderstands oberhalb eines bestimmten Widerstandsschwellenwerts liegt, kann der Spannungsabfall, der über dem Leitungspfad abfällt, nicht ausreichen, um die Auswahleinrichtung in den Leitungszustand zu schalten. Im Gegensatz hierzu kann, wenn sich das Speicherelement in einem Niedrigwiderstandszustand befindet, der Spannungsabfall über dem Leitungspfad ausreichend sein, um die Auswahleinrichtung von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand zu schalten. Auf diese Art und Weise kann der Speicherzellenleseprozess beschleunigt werden. 9 shows a method 900 for operating an integrated circuit according to an embodiment of the invention. at 902 For example, a voltage drop is generated across a conduction path passing through a memory element and a selector assigned to the memory element (here, the term "voltage drop" means a voltage drop across the entire electrical component of memory element and selector). at 904 The memory state of the memory element is determined based on the switching behavior of the selector from a resistance state to a conduction state, resulting from the voltage drop. In other words, the memory state of the memory element is not determined by passing an additional measurement current through the memory element after the corresponding selection device has been switched from a non-conducting state to a conducting state. Rather, the circuit behavior of the selector itself gives an indication of the memory state of the memory element: If the total resistance of the memory element resistance and the selector resistor is above a certain resistance threshold, the voltage drop that drops across the conduction path may not be sufficient to switch the selector to the conduction state , In contrast, when the storage element is in a low resistance state, the voltage drop across the conduction path may be sufficient to switch the selection device from the non-conduction state to the conduction state. In this way, the memory cell reading process can be speeded up.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Spannungsabfall, der über dem Leitungspfad abfällt, ungefähr 0,2 V bis 5 V. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Spannungsabfall, der über dem Leitungspfad abfällt, ungefähr 0,2 V oder ungefähr 5 V.According to one embodiment of the invention the voltage drop over falls off the line path, approximately 0.2 V to 5 V. According to a embodiment of the invention the voltage drop over the line path drops, about 0.2V or about 5 V.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Spannungsabfall, der über dem Leitungspfad abfällt, ungefähr 0,7 V bis 3 V. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt der Spannungsabfall, der über dem Leitungspfad abfällt, ungefähr 0,7 V oder 3 V.According to one embodiment of the invention the voltage drop over falls off the line path, approximately 0.7 V to 3 V. According to a embodiment of the invention the voltage drop over drops off the line path, about 0.7V or 3 V.

Alle Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit 8 diskutiert wurden, können auch, insoweit anwendbar, auf die Ausführungsformen angewandt werden, die im Zusammenhang mit 9 diskutiert wurden.All embodiments related to 8th Also, insofar as applicable, may be applied to the embodiments discussed in connection with 9 were discussed.

10 zeigt eine integrierte Schaltung 1000 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die integrierte Schaltung 1000 weist eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen 1002 und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen 1004 auf. Die Auswahleinrichtungen 1004 sind Auswahleinrichtungen mit floatendem Body. 10 shows an integrated circuit 1000 according to an embodiment of the invention. The integrated circuit 1000 has a plurality of resistance change memory elements 1002 and a plurality of memory element selection devices 1004 on. The selection devices 1004 are selection devices with floating body.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Auswahleinrichtungen 1004 MOSFET-Einrichtungen oder Thyristor-Einrichtungen.According to one embodiment of the invention, the selection means 1004 MOSFET devices or thyristor devices.

11 zeigt eine integrierte Schaltung 1100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die integrierte Schaltung 1100 weist eine Mehrzahl von Speicherelementen 1002 sowie eine Mehrzahl von Auswahleinrichtungen 1004 auf. Die integrierte Schaltung 1100 weist weiterhin eine Mehrzahl von Bitleitungen 1102 sowie eine Mehrzahl von Wortleitungen 1104 auf. Jede Auswahleinrichtung 1004 weist einen ersten Anschluss 1106, der mit einer der Bitleitungen 1102 über das Speicherelement 1002 verbunden ist, einen zweiten Anschluss 1108, der mit einer der Wortleitungen 1104 und dem Body 1110 der Auswahleinrichtung 1004 verbunden ist, sowie einen dritten Anschluss 1112, der mit einem Gebiet 1114 der integrierten Schaltung 1100, das auf ein festes Potenzial gesetzt ist, auf. Das Gebiet 1114, das auf ein festes Potenzial gesetzt ist, kann beispielsweise ein Gebiet eines geerdeten Halbleitersubstrats sein, das von allen Speicherzellen 1120 der integrierten Schaltung 1100 geteilt (gemeinsam benutzt) wird. 11 shows an integrated circuit 1100 according to an embodiment of the invention. The integrated circuit 1100 has a plurality of memory elements 1002 and a plurality of selectors 1004 on. The integrated circuit 1100 also has a plurality of bitlines 1102 and a plurality of word lines 1104 on. Each selection device 1004 has a first connection 1106 that with one of the bitlines 1102 over the storage element 1002 connected, a second port 1108 who collaborated with one of the wordlines 1104 and the body 1110 the selection device 1004 connected, as well as a third connection 1112 that with an area 1114 the integrated circuit 1100 set to a fixed potential. The area 1114 For example, when set to a fixed potential, it may be an area of a grounded semiconductor substrate that is different from all memory cells 1120 the integrated circuit 1100 shared (shared) becomes.

Es sei erwähnt, dass die zweiten Anschlüsse 1108 direkt mit den Bodys 1110 der Auswahleinrichtungen 1004 verbunden sein können. Jedoch kann der Ausdruck ”mit dem Body verbunden” auch bedeuten, dass der zweite Anschluss 1108 mit einer Elektrode verbunden ist, die auf dem Body 1110 vorgesehen ist, jedoch gegen den Body 1110 durch eine Isolationsschicht isoliert wird (was beispielsweise der Fall sein kann, wenn die Auswahleinrichtungen 1004 MOSFET-Einrichtungen sind).It should be noted that the second connections 1108 directly with the bodysuits 1110 the selection devices 1004 can be connected. However, the phrase "connected to the body" may also mean that the second port 1108 connected to an electrode that is on the body 1110 is provided, but against the body 1110 is isolated by an insulating layer (which may for example be the case when the selection means 1004 MOSFET devices are).

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann jede Auswahleinrichtung 1004 von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand geschaltet werden, indem eine Schaltspannung zwischen dem ersten Anschluss 1106 und dem dritten Anschluss 1112 angelegt wird, und indem die Spannung des zweiten Anschlusses 1108 auf ein Schaltpotenzial gesetzt wird. Indem die Auswahleinrichtung 1004 in den Leitungszustand geschaltet wird, wird das Speicherelement 1002, das der Auswahleinrichtung 1004 zugewiesen ist, ausgewählt.According to one embodiment of the invention, each selection device 1004 be switched from a non-conductive state to a conductive state by a switching voltage between the first terminal 1106 and the third port 1112 is applied, and by the voltage of the second terminal 1108 on a switch potential is set. By the selection device 1004 is switched to the conduction state, the memory element 1002 , that of the selection device 1004 assigned is selected.

Ein Effekt des Benutzens von Auswahleinrichtungen mit floatenden Bodys ist, dass keine niedrigohmige Verbindung zwischen dem Body 1110 der Auswahleinrichtung 1004 und einem beliebigen anderen Anschluss, der auf ein festes Potenzial gesetzt ist, bereitgestellt werden muss, wenn sich die Auswahleinrichtung 1004 in dem Nichtleitungszustand befindet. Eine derartige niedrigohmige Verbindung, beispielsweise zu dem dritten Anschluss 1112 oder zu einem beliebigen anderen/zusätzlichen Anschluss wie beispielsweise dem Substrat wird normalerweise bei Auswahleinrichtungen mit nichtfloatendem Body benötigt. Jedoch verkomplizieren derartige niedrigohmige Verbindungen den Herstellungsprozess der integrierten Schaltung und können auch den Platzbedarf der integrierten Schaltung vergrößern (ein größeres Chip-Flächengebiet wird benötigt).One effect of using floating body selectors is that there is no low impedance connection between the body 1110 the selection device 1004 and any other terminal set to a fixed potential must be provided when the selector 1004 is in the non-conducting state. Such a low-resistance connection, for example to the third port 1112 or to any other / additional connector, such as the substrate, is normally required on non-floppy body selectors. However, such low-resistance interconnects complicate the integrated circuit fabrication process and may also increase the integrated circuit space requirement (a larger chip area area is needed).

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Leitungszustand ein Punch-Through-Zustand sein. Jedoch sind auch andere Typen leitender Zustände möglich, beispielsweise ein Zündzustand („kindle mode”), oder ein Leitungszustand nach Auftreten eines Rückschnappprozesses („snap back”).According to one embodiment According to the invention, the conduction state may be a punch-through state be. However, other types of conductive states are possible, for example a firing state ( "Kindle Fashion"), or a conduction state after the occurrence of a snap-back process ("snap back").

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Schaltung 1100 eine Schaltung auf, die, bevor ein Speicherelementschreibprozess bezüglich eines bestimmten Speicherelements ausgeführt wird (d. h. bevor das Speicherelement ausgewählt wird), die Potenziale der floatenden Bodys 1110 der Auswahleinrichtungen 1004 einstellt, die mit derselben Bitleitung 1102 wie das bestimmte Speicherelement verbunden sind, indem ein Einstellpotenzial den ersten Anschlüssen 1108 der Auswahleinrichtungen 1004 zugeführt wird, die mit derselben Bitleitung 1102 verbunden sind, wie beispielsweise später im Zusammenhang mit 13 erläutert werden wird. Ein Effekt dieser Ausführungsform ist, dass parasitäre Effekte vermieden werden können, die in Auswahleinrichtungen auftreten, die mit derselben Bitleitung 1102 verbunden sind wie das bestimmte Speicherelement.According to one embodiment of the invention, the integrated circuit 1100 a circuit which, before a memory element write process is performed on a particular memory element (ie, before the memory element is selected), the potentials of the floating bodies 1110 the selection devices 1004 sets that with the same bit line 1102 how the particular memory element is connected by setting potential to the first terminals 1108 the selection devices 1004 which is supplied with the same bit line 1102 connected, such as later in connection with 13 will be explained. An effect of this embodiment is that it can avoid parasitic effects that occur in selectors connected to the same bitline 1102 are connected as the particular memory element.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Schaltung 1100 eine SOI-Architektur (”Silicon und Insulator”) auf.According to one embodiment of the invention, the integrated circuit 1100 an SOI architecture ("Silicon and Insulator").

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Widerstandsänderungsspeicherelemente Phasenänderungsspeicherelemente.According to one embodiment According to the invention, the resistance change memory elements are phase change memory elements.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Widerst andsänderungs spe icherelemente programmierbare Metallisierungsspeicherelemente.According to one embodiment The invention relates to the resistance change elements programmable metallization memory elements.

12 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens des Betreibens der integrierten Schaltung 1100. Um einen Speicherzustand in das Speicherelement 10022 zu schreiben, wird die Spannung der Bitleitung 1102 von einem ersten Spannungswert 1200 auf einen zweiten Spannungswert 1202 zu einem Zeitpunkt t1 gesetzt. Es wird hier angenommen, dass das Gebiet 1114 auf ein festes Potenzial gesetzt ist. Auf diese Weise wird der gleiche Spannungsabfall über jeder Auswahleinrichtung 1004 erzeugt, die mit derselben Bitleitung 1102 verbunden ist. Dann wird zu einem Zeitpunkt t2 die Spannung der Wortleitung 11042 von einem ersten Spannungswert 1204 auf einen zweiten Spannungswert 1206 gesetzt. Damit schaltet die Auswahleinrichtung 10042 von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand, und ein Programmierstrom fließt durch das Speicherelement 10022 , wodurch das Speicherelement 10022 programmiert wird. Zu einem Zeitpunkt t3 fällt die Spannung der Wortleitung 11042 wieder auf den ersten Spannungswert 1204 ab. Weiterhin fällt zu einem Zeitpunkt t4 der Spannungswert der Bitleitung 1102 von dem zweiten Spannungswert 1202 wieder auf den ersten Spannungswert 1200 ab. 12 shows an example of a method of operating the integrated circuit 1100 , To enter a memory state in the memory element 1002 2 to write, the voltage of the bit line 1102 from a first voltage value 1200 to a second voltage value 1202 set at a time t 1 . It is assumed here that the area 1114 is set to a fixed potential. In this way, the same voltage drop across each selection device 1004 generated with the same bit line 1102 connected is. Then, at a time t 2, the voltage of the word line becomes 1104 2 from a first voltage value 1204 to a second voltage value 1206 set. This switches the selection device 1004 2 from the non-conductive state to the conductive state, and a programming current flows through the memory element 1002 2 , whereby the memory element 1002 2 is programmed. At a time t 3 , the voltage of the word line drops 1104 2 back to the first voltage value 1204 from. Furthermore, at a time t 4, the voltage value of the bit line drops 1102 from the second voltage value 1202 back to the first voltage value 1200 from.

Die Zeitdauer zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem vierten Zeitpunkt t4 kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 ns und 1000 ns liegen. Die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Spannungswert 1200 und dem zweiten Spannungswert 1202 kann während eines Speicherzustandsschreibprozesses beispielsweise zwischen 0,2 V und 5 V betragen. Gute Ergebnisse wurden beispielsweise erzielt unter Verwendung eines Spannungsbereichs zwischen 1 V und 5 V während eines Speicherzustandsschreibprozesses. Während eines Speicherzustandsleseprozesses kann die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Spannungswert 1200 und dem zweiten Spannungswert 1202 beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,2 V und 5 V liegen. Gute Ergebnisse wurden beispielsweise erzielt unter Verwendung eines Spannungsbereichs zwischen 0,2 V und 0,5 V während eines Speicherzustandsleseprozesses. Die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Spannungswert 1204 und dem zweiten Spannungswert 1206 kann während des Speicherzustandsleseprozesses oder des Speicherzustandsschreibprozesses beispielsweise zwischen 0,5 V und 2 V liegen.The time duration between the first time t 1 and the fourth time t 4 may, for example, be in a range between 1 ns and 1000 ns. The voltage difference between the first voltage value 1200 and the second voltage value 1202 may be between 0.2V and 5V during a memory state write process, for example. For example, good results have been achieved using a voltage range between 1V and 5V during a memory state writing process. During a memory state read process, the voltage difference between the first voltage value 1200 and the second voltage value 1202 for example, in a range between 0.2 V and 5 V. For example, good results have been achieved using a voltage range between 0.2V and 0.5V during a memory state read process. The voltage difference between the first voltage value 1204 and the second voltage value 1206 may be between 0.5V and 2V during the memory state read process or the memory state write process, for example.

13 zeigt Spannungen, die zum Betreiben einer integrierten Schaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet werden. Die Spannungen, die verwendet werden, sind ähnlich den in 12 gezeigten Spannungen. 13 shows voltages used to operate an integrated circuit according to another embodiment of the invention. The voltages that are used are similar to those in 12 shown voltages.

Jedoch fällt zusätzlich vor dem Zeitpunkt t1, zum Zeitpunkt t0, die Spannung auf der Bitleitung 1102 von dem ersten Spannungswert 1200 auf einen dritten Spannungswert 1208. Dann ändert sich die Spannung von dem dritten Spannungswert 1208 auf den zweiten Spannungswert 1202 zum Zeitpunkt t1. Der Spannungsimpuls, der zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 angewandt wird, kann beispielsweise eine Dauer zwischen 100 ps und 100 ns sowie eine Stärke zwischen 0,2 V und 5 V aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beträgt die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Spannungswert 1200 und dem dritten Spannungswert 1208 zwischen 0,2 V und 2 V (gute Ergebnisse). Gute Ergebnisse wurden insbesondere erzielt bei Verwendung einer Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Spannungswert 1200 und dem dritten Spannungswert 1208, der zwischen 0,2 V und 1 V liegt. Die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 kann beispielsweise zwischen 0,5 ns und 10 ns betragen. Hier ist der Spannungsimpuls, der zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 angewandt wird, ein negativer Spannungsimpuls. Dies bedeutet, dass der Spannungsimpuls die entgegengesetzte Amplitudenrichtung aufweist, verglichen mit den Spannungsimpulsrichtungen (positiv), die zum Schalten der Auswahleinrichtung 1004 von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand verwendet werden.However, in addition falls before the time t 1, at time t 0 , the voltage on the bit line 1102 from the first voltage value 1200 to a third voltage value 1208 , Then the voltage changes from the third voltage value 1208 to the second voltage value 1202 at time t 1 . For example, the voltage pulse applied between times t 0 and t 1 may have a duration between 100 ps and 100 ns and a magnitude between 0.2 V and 5 V. According to one embodiment of the invention, the voltage difference between the first voltage value 1200 and the third voltage value 1208 between 0.2V and 2V (good results). In particular, good results have been obtained using a voltage difference between the first voltage value 1200 and the third voltage value 1208 which is between 0.2V and 1V. The time interval between the times t 0 and t 1 may be, for example, between 0.5 ns and 10 ns. Here, the voltage pulse applied between times t 0 and t 1 is a negative voltage pulse. This means that the voltage pulse has the opposite amplitude direction compared to the voltage pulse directions (positive) used to switch the selector 1004 from a non-conductive state to a conductive state.

Das Verwenden des dritten Spannungswerts 1208, der niedriger ist als der erste Spannungswert 1200, bewirkt, dass die Potenziale der floatenden Bodys 1110 alle Auswahleinrichtungen 1004, die mit derselben Bitleitung 1112 wie die Auswahleinrichtung 10042 verbunden sind, geändert werden (beispielsweise verringert werden), derart, dass während des Speicherzustandsschreibprozesses des Speicherelements 10022 keine parasitäre Effekte innerhalb von Auswahleinrichtungen 1004 auftreten, die nicht die Auswahleinrichtung 10042 selbst sind. Beispielsweise kann verhindert werden, dass die Auswahleinrichtung 10041 von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand schaltet.Using the third voltage value 1208 which is lower than the first voltage value 1200 That causes the potential of floating bodysuits 1110 all selection devices 1004 that with the same bit line 1112 like the selection device 1004 2 are changed (to be reduced, for example) such that during the memory state writing process of the memory element 1002 2 no parasitic effects within selectors 1004 that do not occur the selector 1004 2 themselves are. For example, it is possible to prevent the selection device from being prevented 1004 1 switches from the non-conductive state to the conductive state.

Wie in 14A und 14B gezeigt ist, können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Speichervorrichtungen/integrierten Schaltungen in Modulen zum Einsatz kommen. In 14A ist ein Speichermodul 1400 gezeigt, das ein oder meherere integrierte Schaltungen 1404 aufweist, die auf einem Substrat 1402 angeordnet sind. Jede integrierte Schaltung 1404 kann mehrere Speicherzellen (Speicherelemente) beinhalten. Das Speichermodul 1400 kann auch ein oder mehrere elektronische Vorrichtungen 1406 aufweisen, die Speicher, Verarbeitungsschaltungen, Steuerschaltungen, Addressschaltungen, Busverbindungsschaltungen oder andere Schaltungen bzw. elektronische Einrichtungen beinhalten, die mit Speichervorrichtung(en) eines Moduls kombiniert werden können, beispielsweise den integrierten Schaltungen 1404. Weiterhin kann das Speichermodul 1400 eine Mehrzahl elektrischer Verbindungen 1408 aufweisen, die eingesetzt werden können, um das Speichermodul 1400 mit anderen elektronischen Komponenten, beispielsweise anderen Modulen, zu verbinden.As in 14A and 14B 1, embodiments of the memory devices / integrated circuits according to the invention can be used in modules. In 14A is a memory module 1400 shown that one or more integrated circuits 1404 which is on a substrate 1402 are arranged. Every integrated circuit 1404 may include multiple memory cells (memory elements). The memory module 1400 can also use one or more electronic devices 1406 comprising memory, processing circuits, control circuits, address circuits, bus connection circuits, or other circuits or electronic devices that may be combined with memory device (s) of a module, such as the integrated circuits 1404 , Furthermore, the memory module 1400 a plurality of electrical connections 1408 which can be used to the memory module 1400 to connect with other electronic components, such as other modules.

Wie in 14B gezeigt ist, können diese Module stapelbar ausgestaltet sein, um einen Stapel 1450 auszubilden. Beispielsweise kann ein stapelbares Speichermodul 1452 ein oder mehrere integrierte Schaltungen 1456 enthalten, die auf einem stapelbaren Substrat 1454 angeordnet sind. Jede integrierte Schaltung 1456 kann mehrere Speicherzellen enthalten. Das stapelbare Speichermodul 1452 kann auch ein oder mehrere elektronische Vorrichtungen 1458 aufweisen, die Speicher, Verarbeitungsschaltungen, Steuerschaltungen, Addressschaltungen, Busverbindungsschaltungen oder andere Schaltungen bzw. elektronische Einrichtungen beinhalten, und die mit Speichervorrichtungen eines Moduls kombiniert werden können, beispielsweise mit den integrierten Schaltungen 1456. Elektrische Verbindungen 1460 werden dazu benutzt, um das stapelbare Speichermodul 1452 mit anderen Modulen innerhalb des Stapels 1450 zu verbinden. Andere Module des Stapels 1450 können zusätzliche stapelbare Speichermodule sein, die dem oben beschriebenen stapelbaren Speichermodul 1452 ähneln, oder andere Typen stapelbarer Module sein, beispielsweise stapelbare Verarbeitungsmodule, Kommunikationsmodule, oder Module, die elektronische Komponenten enthalten.As in 14B As shown, these modules may be stackable to form a stack 1450 train. For example, a stackable memory module 1452 one or more integrated circuits 1456 included on a stackable substrate 1454 are arranged. Every integrated circuit 1456 can contain several memory cells. The stackable memory module 1452 can also use one or more electronic devices 1458 comprising memory, processing circuits, control circuits, address circuits, bus connection circuits, or other circuitry, and which may be combined with memory devices of a module, such as the integrated circuits 1456 , Electrical connections 1460 are used to make the stackable memory module 1452 with other modules within the stack 1450 connect to. Other modules of the stack 1450 may be additional stackable memory modules that are the stackable memory module described above 1452 or other types of stackable modules, such as stackable processing modules, communication modules, or modules containing electronic components.

In der folgenden Beschreibung sollen weitere Aspekte beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden.In The following description is intended to provide further aspects of example embodiments of the invention explained become.

Um kostenwettbewerbsfähig zu sein, sind PCRAM-Vorrichtungen oder andere Widerstandsänderungszellenvorrichtungen mit kleinen Abmessungen notwendig. Bei einem planaren Arraytransistor bzw. bei einem Transistor, bei dem die Source/Drain-Kontakte in derselben horizontalen Ebene liegen (beispielsweise bei einem FinFET) ist die Zellengröße für eine 1T1R-Zelle auf 6F2 aus geometrischen Gründen begrenzt, wobei F die kleinste Featuregröße ist.Around cost competitive capable are PCRAM devices or other resistance change cell devices necessary with small dimensions. In a planar array transistor or in a transistor where the source / drain contacts are in the same horizontal plane (for example, a FinFET) is the cell size for a 1T1R cell on 6F2 for geometric reasons limited, where F is the smallest feature size.

Um eine 1T1R-Zelle kleiner als 6F2 zu machen, kann ein vertikaler Stromfluss verwendet werden, da dieser die Verwendung einer vergrabenen Erdungsplatte erlaubt.Around Making a 1T1R cell smaller than 6F2 can be a vertical current flow can be used as this is the use of a buried ground plate allowed.

Vielfältige Arrayarchitekturen können für Speicherzellen kleiner als 6F2 mit einem vertikal umgebenen Gate oder einem Doppelgatetransistor verwendet werden, wobei eine vergrabene, diffundierte Erdungsplatte in dem Siliziumsubstrat zum Einsatz kommt.Various array architectures can for memory cells smaller than 6F2 with a vertically surrounded gate or a double gate transistor be used, wherein a buried, diffused grounding plate is used in the silicon substrate.

Wenn ein Body-Kontakt zu jeder Zelle hergestellt wird, sollte die vergrabene Erdungsplatte eine netzähnliche Anordnung aufweisen, was die Herstellung verkompliziert und den Widerstand der Erdungsplatte erhöht.When a body contact comes to each cell is provided, the buried ground plate should have a net-like arrangement, which complicates the manufacture and increases the resistance of the ground plate.

Bei einer Floating-Body-Zelle sollte sichergestellt sein, dass keine parasitären Leckströme sowie Punch-Through der Auswahleinrichtungen aufgrund der floatenden Spannung des Bodys der Auswahleinrichtung auftreten.at A floating body cell should be made sure that no parasitic leakage currents as well as punch-through of the selectors due to the floating Tension of the body of the selection device occur.

MOSFETs können als Auswahleinrichtungen für resistive Speicherzellen eingesetzt werden, die jedoch an einer begrenzten Stromtragfähigkeit leiden, insbesondere wenn die Auswahleinrichtungen verkleinert werden (z. B. bei Anpassung an kleine „ground rules”).MOSFETs can as selection devices for Resistive memory cells are used, but at a limited current carrying capacity suffer, especially when the selection means are reduced (eg when adapting to small "ground rules").

Auch Dioden können als Auswahleinrichtungen verwendet werden. Der Nachteil hierbei ist der hohe Spannungsabfall über der Auswahleinrichtung selbst bei Vorwärtsvorspannung. Eine weitere Möglichkeit ist das Benutzen von bipolaren Transistoren mit einem niedrigen Emitter-Kollektorspannungsabf all in Vorwärtsvorspannung sowie eine hohen Stromtragfähigkeit. Das Problem des Verwendens von bipolaren Einrichtungen ist die Integration in kleine Zelle, beispielsweise 4F2-Zellen.Also Diodes can be used as selection devices. The disadvantage here is the high voltage drop over the selector itself with forward bias. Another possibility is the use of bipolar transistors with a low Emitter collector voltage drop all in forward bias and a high current carrying capacity. The problem with using bipolar devices is integration in small cell, for example 4F2 cells.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Problem der begrenzten Stromtragfähigkeit gelöst durch die Verwendung von Auswahleinrichtungen mit floatenden Bodys in Punch- through-Mode. Beispielsweise können die Auswahleinrichtungen MOSFETs mit floatendem Body oder Thyristor-Strukturen mit floatenden p- und/oder n-Gebieten sein. Die Auswahleinrichtung kann beispielsweise zwischen eine Erdungsplatte und das resistive Element geschaltet sein. D. h. das resistive Element (Speicherelement) kann seinerseits zwischen die Auswahleinrichtung und die Bitleitung geschaltet sein.According to one embodiment The invention addresses the problem of limited current carrying capacity solved by using pickers with floating bodies in punch-through fashion. For example, you can the selection devices MOSFETs with floating body or thyristor structures with floating p and / or n regions. The selection device For example, between a ground plate and the resistive element be switched. Ie. the resistive element (memory element) can in turn be connected between the selector and the bit line.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Einrichtung eingeschaltet, indem eine ausreichend hohe Spannung zwischen die Erdungsplatte und die Bitleitung (BL) angelegt wird. Das Auswählen lediglich einer Auswahleinrichtung pro Bitleitung kann ausgeführt werden, indem ein geeignetes Signal an die Wortleitung (WL) angelegt wird, d. h. einen Spannungspuls, der die Auswahleinrichtung (beispielsweise einen Thyristor) zündet (beispielsweise Punch-through-Zustand der Floating-Body-Vorrichtung).According to one embodiment the invention, the device is turned on by a sufficient high voltage between the ground plate and the bit line (BL) is created. Select only one selector per bit line can be executed by applying an appropriate signal to the word line (WL), d. H. a voltage pulse representing the selector (e.g. a thyristor) ignites (For example, punch-through state of the floating body device).

Aufgrund des floatenden Bodys ist eine Akkumulation der Ladung in dem Body während der Haltezeit und damit ein parasitärer Punch-through der Auswahleinrichtung wahrscheinlich. Deshalb kann das Drain-Gebiet der Floating-Body-Einrichtung für eine kurze Zeitperiode negativ vorgespannt werden, um das floatende Bodypotenzial durch einen vorwärts vorgespannten Übergang herunter zu ziehen. Dieser Vorgang kann mit einem Schreib-/Lesezyklus der Zelle kombiniert werden, da in diesem Fall das Body-Potenzial kritisch ist, um ein Punch-Through der Einrichtung (bei hohen Spannungen) zu vermeiden.by virtue of of the floating body is an accumulation of the charge in the body while the holding time and thus a parasitic punch-through of the selector probably. Therefore, the drain region of the floating body device for a short Time period are negatively biased to the floating body potential through a forward preloaded transition to pull down. This process can be done with a read / write cycle the cell can be combined because in this case the body potential critical to a punch-through of the device (at high voltages) to avoid.

Effekte von Ausführungsformen der Erfindung sind wie folgt: Sowohl herkömmliche Substrate als auch SOI-Substrate, und sowohl planare (SOI) und vertikale MOSFET-Auswahleinrichtungen können verwendet werden. Sowohl Auswahleinrichtungen mit floatendem Body als auch Auswahleinrichtungen mit einem schwach verbundenen Body können verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bedeutet der Begriff „schwach verbunden” eine Verbindung über ein verarmtes Siliziumgebiet.effects of embodiments of the invention are as follows: Both conventional substrates and SOI substrates, and both planar (SOI) and vertical MOSFET selectors can be used. Both selection devices with floating body as well as selection devices with a weakly connected body can be used. According to one embodiment In the invention, the term "weakly connected" means a compound via a impoverished silicon area.

Die Ausführungsformen der Erfindung benötigen keine periodischen Refreshs. ”Refreshs” (Änderungen des Body-Potenzials) können beispielsweise nur für Bitleitungen vor Schreibprozessen oder Leseprozessen eingesetzt werden, um die Zellenvergangenheit zu eliminieren. Auf diese Weise kann das Problem parasitärer Leckströme oder Punch-through-Zuständen gelöst werden, indem vor jedem Schreib-/Leseprozess (BL)-Niedrigpulse angelegt werden, um die Zellengeschichte zu eliminieren.The embodiments need the invention no periodic refresh. "Refreshs" (changes the body potential) can for example, only for Bit lines used before writing processes or reading processes to eliminate the cell past. In this way the problem can be more parasitic leakage currents or punch-through states solved by applying low-level (BL) pulses before each read / write process, to eliminate the cell history.

Im Rahmen der Erfindung können die Begriffe ”verbunden” und ”gekoppelt” sowohl direktes als auch indirektes Verbinden und Koppeln bedeuten.in the Within the scope of the invention the terms "connected" and "coupled" both mean direct and indirect connection and coupling.

Claims (25)

Integrierte Schaltung, mit: – einer Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen, und – einer Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen, wobei die Auswahleinrichtungen Floating-Body-Auswahleinrichtungen sind.Integrated circuit, with: - one Plurality of resistance change memory elements, and - one A plurality of memory element selection devices, wherein the selection devices Floating body select devices are. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Auswahleinrichtungen Feldeffekttransistor-Einrichtungen oder Thyristor-Einrichtungen sind.An integrated circuit according to claim 1, wherein the Selectors Field effect transistor devices or thyristor devices are. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, – wobei die integrierte Schaltung eine Mehrzahl von Bitleitungen und eine Mehrzahl von Wortleitungen aufweist, – wobei jede Auswahleinrichtung einen ersten Anschluss, der mit einer der Bitleitungen über ein Speicherelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit einer der Wortleitungen und dem Body der Auswahleinrichtung verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der mit einem Gebiet der integrierten Schaltung verbunden ist, das auf ein festes Potenzial gesetzt ist, aufweist.Integrated circuit according to one of claims 1 to 2, - wherein the integrated circuit comprises a plurality of bit lines and a plurality of word lines, - wherein each selection means a first terminal which is connected to one of the bit lines via a memory element, a second terminal, the is connected to one of the word lines and the body of the selector, and a third terminal connected to an area of the integrated one Circuit is connected, which is set to a fixed potential has. Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, wobei jede Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand geschaltet werden kann, indem eine Schaltspannung zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss angelegt wird, und indem die Spannung des zweiten Anschlusses auf ein Schaltpotenzial gesetzt wird.An integrated circuit according to claim 3, wherein each Selection device from a non-conducting state to a conducting state can be switched by a switching voltage between the first Connection and the third connection is created, and by the Voltage of the second connection set to a switching potential becomes. Integrierte Schaltung nach Anspruch 4, wobei der Leitungszustand ein Punch-Through-Zustand, ein Leitungszustand nach Auftreten eines Zurückschnappeffektes oder ein Bipolarzustand ist.An integrated circuit according to claim 4, wherein the Line state a punch-through state, a line state after Occurrence of a snapback effect or a bipolar condition. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die integrierte Schaltung eine Schaltung aufweist, die, bevor Speicherelementschreibprozesse oder Speicherelementleseprozesse ausgeführt werden, die Potenziale der floatenden Bodys aller Auswahleinrichtungen, die mit derselben Bitleitung verbunden sind, einstellt, indem die ersten Anschlüsse der Auswahleinrichtungen, die mit derselben Bitleitung verbunden sind, auf ein Einstellpotenzial gesetzt werden.Integrated circuit according to one of Claims 3 to 5, the integrated circuit having a circuit which, before memory element writes or memory element reads are performed, the potential of the floating bodysuits of all selection devices, which are connected to the same bit line sets by the first connections the selectors connected to the same bit line are set to an adjustment potential. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die integrierte Schaltung eine SOI-Architektur aufweist.Integrated circuit according to one of claims 1 to 6, wherein the integrated circuit has an SOI architecture. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Widerstandsänderungsspeicherelemente Phasenänderungsspeicherelemente sind.Integrated circuit according to one of claims 1 to 6, wherein the resistance change memory elements Phase change memory elements are. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Widerstandsänderungsspeicherelemente magnetoresistive Speicherelemente sind.Integrated circuit according to one of claims 1 to 6, wherein the resistance change memory elements magnetoresistive memory elements are. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Widerstandsänderungsspeicherelemente programmierbare Metallisierungsspeicherelemente sind.Integrated circuit according to one of claims 1 to 6, wherein the resistance change memory elements programmable metallization memory elements are. Speichermodul mit wenigstens einer integrierten Schaltung, die aufweist: – eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen, und – eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen, wobei die Auswahleinrichtungen Floating-Body-Auswahleinrichtungen sind.Memory module with at least one integrated Circuit comprising: - one Plurality of resistance change memory elements, and - one A plurality of memory element selection devices, wherein the selection devices Floating body selectors are. Speichermodul nach Anspruch 11, wobei das Speichermodul stapelbar ist.The memory module of claim 11, wherein the memory module is stackable. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Schaltung, die eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen aufweist, wobei die Auswahleinrichtungen Auswahleinrichtungen mit floatendem Body sind, wobei das Verfahren aufweist: – Erzeugen eines Spannungsabfalls über eine Auswahleinrichtung derart, dass die Auswahleinrichtung von einem Nichtleitungszustand in einen Leitungszustand schaltet, – Lesen des Speicherzustands, oder Schreiben des Speicherzustands eines Speicherelements, das der Auswahleinrichtung zugewiesen ist, nachdem die Auswahleinrichtung in den Leitungszustand geschaltet wurde.Method for operating an integrated circuit, the plurality of resistance change memory elements and comprises a plurality of memory element selection devices, wherein the selecting means selecting means with floating Body are, the method comprising: - Produce a voltage drop over a selector such that the selector of switches a non-conducting state into a conducting state, - Read memory state, or writing the memory state of a Memory element assigned to the selector after the selector has been switched to the line state. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Auswahleinrichtungen Feldeffekttransistor-Einrichtungen oder Thyristor-Einrichtungen sind.The method of claim 13, wherein the selection means Field effect transistor devices or Thyristor devices are. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Leitungszustand ein Punch-Through-Zustand, ein Leitungszustand nach Auftreten eines Zurückschnappeffektes oder ein Bipolarzustand ist.The method of claim 13 or 14, wherein the conduction state a punch-through state, a conduction state after occurrence of a Snap-back effect or a bipolar condition. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, – wobei die integrierte Schaltung eine Mehrzahl von Bitleitungen und eine Mehrzahl von Wortleitungen aufweist, – wobei jede Auswahlvorrichtung einen ersten Anschluss, der mit einer der Bitleitungen über ein Speicherelement verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit einer der Wortleitungen und dem Body der Auswahleinrichtung verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der mit einem Gebiet der integrierten Schaltung, das auf ein festes Potenzial gesetzt ist, verbunden ist, aufweist.Method according to one of claims 13 to 15, - in which the integrated circuit has a plurality of bit lines and a Having a plurality of word lines, - wherein each selection device a first port connected to one of the bit lines via Memory element is connected to a second port, which with one of the word lines and the body of the selection device connected is, and a third terminal connected to an area of the integrated circuit, which is set to a fixed potential, is connected. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Auswahlvorrichtung von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand geschaltet wird, indem eine Schaltspannung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angelegt wird, und indem die Spannung des zweiten Anschlusses auf ein Schaltpotenzial gesetzt wird.The method of claim 16, wherein a selection device is switched from the non-conducting state to the conducting state, by applying a switching voltage between the first terminal and the second terminal is applied, and by the voltage of the second Connection is set to a switching potential. Verfahren nach Anspruch 17, wobei, nachdem die Auswahleinrichtung von dem Nichtleitungszustand in den Leitungszustand geschaltet wurde, die Spannung des zweiten Anschlusses auf ein Haltepotenzial zurückgesetzt wird, ohne die Auswahleinrichtung zurück in den Nichtleitungszustand zu schalten.The method of claim 17, wherein after said selecting means was switched from the non-conductive state in the conduction state, the Voltage of the second terminal reset to a holding potential is returned to the non-conductive state without the selector to switch. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei, bevor ein Speicherzellenschreibprozess oder ein Speicherzellenleseprozess ausgeführt wird, das Potenzial der floatenden Bodys einer Mehrzahl von Auswahleinrichtungen geändert wird.Method according to one of claims 13 to 18, wherein, before a memory cell write process or a memory cell read process accomplished the potential of the floating bodys of a plurality of selection devices changed becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei, bevor ein Speicherzellenschreibprozess oder ein Speicherzellenleseprozess ausgeführt wird, das Potenzial der floatenden Bodys aller Auswahleinrichtungen geändert wird, die mit derselben Bitleitung verbunden sind.Method according to one of claims 16 to 18, wherein before a memory cell write process or memory cell read process is executed, the potential of the floating bodies of all selectors connected to the same bit line is changed. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Potenzial der floatenden Bodys geändert wird, indem die Potenziale der ersten Anschlüsse der Auswahleinrichtungen geändert werden.The method of claim 20, wherein the potential changed the floating bodysuits is determined by the potentials of the first terminals of the selection devices changed become. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Potenzial der floatenden Bodys geändert wird, indem ein Spannungspuls den ersten Anschlüssen der Auswahleinrichtungen zugeführt wird.The method of claim 21, wherein the potential changed the floating bodysuits by applying a voltage pulse to the first terminals of the selectors supplied becomes. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Spannungspuls eine Dauer von 100 ps und 100 ns und eine Stärke von 0,2 V bis 2 V aufweist.The method of claim 22, wherein the voltage pulse has a duration of 100 ps and 100 ns and a magnitude of 0.2V to 2V. Verfahren zum Betreiben einer integrierten Schaltung, die eine Mehrzahl von Widerstandsänderungsspeicherelementen und eine Mehrzahl von Speicherelementauswahleinrichtungen aufweist, wobei die Auswahleinrichtungen Auswahleinrichtungen mit floatendem Bodys sind, wobei das Verfahren aufweist: – Erzeugen eines Spannungsabfalls über einem leitenden Pfad, der durch ein Speicherelement sowie eine Auswahleinrichtung, die dem Speicherelement zugewiesen ist, hindurch verläuft, – Bestimmen des Speicherzustands des Speicherelements basierend auf dem Schaltverhalten der Auswahleinrichtung von einem Widerstandszustand in einen Leitungszustand, das aus dem Spannungsabfall resultiert.Method for operating an integrated circuit, the plurality of resistance change memory elements and comprises a plurality of memory element selection devices, wherein the selecting means selecting means with floating Bodys are, the method comprising: - Produce a voltage drop over a conductive path through a memory element and a selector, which is assigned to the memory element passes through, - Determine the storage state of the memory element based on the switching behavior the selector from a resistance state to a conduction state, that results from the voltage drop. Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Spannungsabfall, der über dem leitenden Pfad abfällt, ungefähr 0,2 V bis 5 V beträgt.The method of claim 24, wherein the voltage drop, the over drops the conductive path, approximately 0.2V to 5V.
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