JP2006134400A - Method of reading storage device, storage device, and semiconductor device - Google Patents
Method of reading storage device, storage device, and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006134400A JP2006134400A JP2004320560A JP2004320560A JP2006134400A JP 2006134400 A JP2006134400 A JP 2006134400A JP 2004320560 A JP2004320560 A JP 2004320560A JP 2004320560 A JP2004320560 A JP 2004320560A JP 2006134400 A JP2006134400 A JP 2006134400A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory element
- resistance value
- voltage
- memory
- operational amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 9
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 166
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1673—Reading or sensing circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
- G11C13/0021—Auxiliary circuits
- G11C13/004—Reading or sensing circuits or methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
本発明は記憶装置の読み出し方法及び記憶装置、並びに半導体装置に関する。詳しくは、電気抵抗の状態により情報を記憶し保持する記憶素子を用いたメモリセルによって構成された記憶装置の読み出し方法及びこうした記憶装置、並びにこうした記憶装置を有する半導体装置に係るものである。 The present invention relates to a reading method of a storage device, a storage device, and a semiconductor device. Specifically, the present invention relates to a reading method of a memory device including a memory cell using a memory element that stores and holds information according to an electrical resistance state, such a memory device, and a semiconductor device having such a memory device.
コンピュータ等の情報機器においては、ランダム・アクセス・メモリとして、動作が高速で、高密度のDRAM(Dynamic Random Access Memory)が広く使用されている。
しかし、DRAMは電源を切ると情報が消えてしまう揮発性メモリであるため、情報が消えない不揮発性のメモリが望まれている。
In information devices such as computers, DRAM (Dynamic Random Access Memory) having a high-speed operation and a high density is widely used as a random access memory.
However, since DRAM is a volatile memory in which information disappears when the power is turned off, a nonvolatile memory in which information does not disappear is desired.
そして、将来有望とされている不揮発性メモリとして、FeRAM(強誘電体メモリ)、MRAM(磁気メモリ)、相変化メモリ、PMC(Programmable Metallization Cell)やRRAM等の抵抗変化型メモリが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。 As nonvolatile memories which are expected to be promising in the future, resistance change type memories such as FeRAM (ferroelectric memory), MRAM (magnetic memory), phase change memory, PMC (Programmable Metallization Cell), and RRAM have been proposed. (For example, refer nonpatent literature 1.).
これらのメモリの場合、電源を供給しなくても書き込んだ情報を長時間保持し続けることが可能である。また、これらのメモリの場合、不揮発性とすることにより、リフレッシュ動作を不要にして、その分消費電力を低減することができると考えられる。 In the case of these memories, it is possible to keep the written information for a long time without supplying power. In addition, in the case of these memories, it is considered that by making them non-volatile, the refresh operation is unnecessary and power consumption can be reduced accordingly.
以下、上記した抵抗変化型メモリについて図面を参酌しながら説明する。なお、ここでは、抵抗変化型記憶素子(以下メモリ素子と言う。)をメモリセルに使用した抵抗変化型メモリについて説明する。 Hereinafter, the resistance change memory will be described with reference to the drawings. Here, a resistance change memory using a resistance change memory element (hereinafter referred to as a memory element) as a memory cell will be described.
図7は従来の抵抗変化型メモリに使用するメモリ素子の電流−電圧(I−V)変化を示すグラフであり、このメモリ素子は、初期状態は抵抗値が小さいが、図7中の+X[A]以上の電流が流れると、抵抗値が増大する。そして、抵抗値は一定値を示し、その後、電流を0Aに戻してもその抵抗値(高い抵抗値)を保持し続ける。
なお、メモリ素子を抵抗値が低い状態から高い状態へ変化させる動作を書き込みと定義し、この時の印加電流を書き込み電流閾値と定義する。
FIG. 7 is a graph showing a change in current-voltage (IV) of a memory element used in a conventional resistance change type memory. This memory element has a small resistance value in the initial state, but the + X [ A] When the above current flows, the resistance value increases. The resistance value is a constant value, and then continues to hold the resistance value (high resistance value) even if the current is returned to 0A.
Note that the operation of changing the memory element from a low resistance state to a high state is defined as writing, and the applied current at this time is defined as a writing current threshold value.
次に、メモリ素子に上記と逆向きに電流を流し、流す電流値を大きくしていくと、図7中の−X[A]で抵抗値が減少し、初期状態と同じ低い抵抗値へと変化する。その後、電流を0Aに戻してもその抵抗値(低い抵抗値)を保持し続ける。
なお、メモリ素子の抵抗値が高い状態から低い状態へ変化させる動作を消去と定義し、この時の印加電流を消去電流閾値と定義する。
Next, when a current is passed through the memory element in the opposite direction and the current value is increased, the resistance value decreases at -X [A] in FIG. 7, and the resistance value is reduced to the same low value as in the initial state. Change. Thereafter, even when the current is returned to 0 A, the resistance value (low resistance value) is kept.
Note that an operation for changing the resistance value of the memory element from a high state to a low state is defined as erasing, and the applied current at this time is defined as an erasing current threshold.
この様に、メモリ素子に正負の電流を流すことによりメモリ素子の抵抗値を可逆的に変化させることができる。また、メモリ素子に電流が流れていない場合、即ち電流が0Aのとき、低抵抗状態と高抵抗状態の2つの状態を取ることができ、これらの状態をデータ1及び0と対応させることにより、1ビットのデータの記憶が可能となる。
In this way, the resistance value of the memory element can be reversibly changed by flowing positive and negative currents through the memory element. In addition, when no current flows through the memory element, that is, when the current is 0 A, two states of a low resistance state and a high resistance state can be taken, and by correlating these states with
ここで、メモリ素子の抵抗値が低い状態であるか高い状態であるかを判別する動作を読み出しと定義した場合、従来のメモリ素子の読み出しは、読み出しが可能なメモリ素子のバイアス(以下読み出しバイアスと言う。)条件下及び書き込みが可能なメモリ素子のバイアス(以下書き込みバイアスと言う。)条件下で1回ずつ電圧を印加することにより、若しくは、読み出しバイアス条件下及び消去が可能なメモリ素子のバイアス(以下消去バイアスと言う)条件下で1回ずつ電圧を印加することにより行なっている。 Here, when the operation of determining whether the resistance value of the memory element is low or high is defined as reading, the reading of the conventional memory element is performed by the bias of the readable memory element (hereinafter referred to as reading bias). The memory element can be erased by applying a voltage once under the condition and the bias of the writable memory element (hereinafter referred to as the write bias), or by the read bias condition and the erasable memory element. This is done by applying a voltage once under a bias (hereinafter referred to as erase bias) condition.
具体的には、書き込み方向に電流を印加する場合には、メモリ素子の抵抗値が低い状態の抵抗値をRL、メモリ素子の抵抗値が高い状態の抵抗値をRH、RLとRHの中間の抵抗値をRとすると、先ず、読み出しバイアス条件(図8(a)、(b)中符合αで示す条件)下でのメモリ素子の抵抗値及び書き込みバイアス条件(図8(a)、(b)中符合βで示す条件)下でのメモリ素子の抵抗値の測定を行なう。そして、読み出しバイアス条件下でのメモリ素子の抵抗値がRよりも小さく、書き込みバイアス条件下でのメモリ素子の抵抗値がRよりも大きい場合には、メモリ素子の読み出しを行う前の状態(以下メモリ素子の初期状態と言う。)は抵抗値が低い状態であると判断し(図8(a)参照。)、読み出しバイアス条件下及び書き込み条件下でのメモリ素子の抵抗値が共にRよりも大きい場合には、メモリ素子の初期状態は抵抗値が高い状態であると判断する(図8(b)参照。)。 Specifically, when a current is applied in the writing direction, the resistance value of the memory element having a low resistance value is R L , and the resistance value of the memory element having a high resistance value is R H , RL and R Assuming that the intermediate resistance value of H is R, first, the resistance value of the memory element and the write bias condition (FIG. 8A) under the read bias condition (the condition indicated by the symbol α in FIGS. 8A and 8B). ), (B) The condition indicated by the symbol β in the figure) is measured for the resistance value of the memory element. When the resistance value of the memory element under the read bias condition is smaller than R and the resistance value of the memory element under the write bias condition is larger than R, the state before the memory element is read (hereinafter referred to as “read”). It is determined that the resistance value is low (refer to FIG. 8A), and the resistance value of the memory element under both the read bias condition and the write condition is lower than R. If it is larger, it is determined that the initial state of the memory element is a state in which the resistance value is high (see FIG. 8B).
一方、消去方向に電流を印加する場合には、読み出しバイアス条件(図8(c)、(d)中符号αで示す条件)下でのメモリ素子の抵抗値及び消去バイアス条件(図8(c)、(d)中符号βで示す条件)下でのメモリ素子の抵抗値の測定を行なう。そして、読み出しバイアス条件下でのメモリ素子の抵抗値がRよりも大きく、消去バイアス条件下でのメモリ素子の抵抗値がRよりも小さい場合には、メモリ素子の初期状態は抵抗値が高い状態であると判断し(図8(c)参照。)、読み出しバイアス条件下及び消去バイアス条件下のメモリ素子の抵抗値が共にRよりも小さい場合には、メモリ素子の初期状態は抵抗値が低い状態であると判断する(図8(d)参照。)。 On the other hand, when a current is applied in the erasing direction, the resistance value of the memory element and the erasing bias condition (FIG. 8 (c)) under the read bias condition (the condition indicated by the symbol α in FIGS. 8 (c) and 8 (d)). ) And (d) under the condition indicated by symbol β), the resistance value of the memory element is measured. When the resistance value of the memory element under the read bias condition is larger than R and the resistance value of the memory element under the erase bias condition is smaller than R, the initial state of the memory element is a state in which the resistance value is high. (See FIG. 8C.) When the resistance value of the memory element under the read bias condition and the erase bias condition is both smaller than R, the initial resistance value of the memory element is low. It is determined that it is in a state (see FIG. 8D).
ところで、上記した従来のメモリ素子の読み出しは、読み出しバイアス領域と書き込みバイアス領域若しくは消去バイアス領域の分離ができることを前提としているが、多数のメモリ素子を同じ基準で書き込みや消去を行なったり読み出しを行なったりする場合には、メモリ素子の製造の際のプロセスばらつき等に起因して読み出しバイアス領域と書き込みバイアス領域若しくは消去バイアス領域が充分に分離できないことがある。 By the way, the above-described conventional reading of the memory device is based on the premise that the reading bias region and the writing bias region or the erasing bias region can be separated. However, writing and erasing a large number of memory devices with the same reference are performed. In such a case, the read bias region and the write bias region or the erase bias region may not be sufficiently separated due to process variations during the manufacture of the memory element.
また、近年のLSIにおいては、メモリ素子に印加できる電圧の範囲はプロセスが進むにつれて小さくなる傾向にあるために、読み出しバイアス領域と書き込みバイアス領域若しくは消去バイアス領域が充分に分離できないことがある。
例えば、電源電圧が2.5Vの場合には図9中符号aで示す読み出しバイアス領域と図9中符号bで示す書き込みバイアス領域が分離できていたとしても(図9(a)参照。)、電源電圧が1.5Vの場合には同じメモリ素子であっても読み出しバイアス領域と書き込みバイアス領域の分離ができないことがある(図9(b)参照。)。
In recent LSIs, the range of voltage that can be applied to the memory element tends to become smaller as the process proceeds, so the read bias region and the write bias region or the erase bias region may not be sufficiently separated.
For example, when the power supply voltage is 2.5 V, even if the read bias region indicated by symbol a in FIG. 9 and the write bias region indicated by symbol b in FIG. 9 can be separated (see FIG. 9A). When the power supply voltage is 1.5 V, the read bias region and the write bias region may not be separated even with the same memory element (see FIG. 9B).
この様に、読み出しバイアス領域と書き込みバイアス領域若しくは消去バイアス領域の分離ができない場合には、上記した従来の読み出し方法では、メモリ素子の読出しを行なうことができない。 As described above, when the read bias region and the write bias region or the erase bias region cannot be separated, the conventional read method described above cannot read the memory element.
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、読み出しバイアス領域と書き込みバイアス領域若しくは消去バイアス領域の分離が充分でない場合であっても記憶素子の読み出しを実現することができる記憶装置の読み出し方法及び記憶装置、並びに半導体装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and a memory capable of realizing reading of a memory element even when the read bias region and the write bias region or the erase bias region are not sufficiently separated. An object of the present invention is to provide a device reading method, a storage device, and a semiconductor device.
上記の目的を達成するために、本発明の記憶装置の読み出し方法は、第1の閾値信号以上の電気信号が印加されることによって抵抗値が低い状態から高い状態に変化し、前記第1の閾値信号とは極性が異なる第2の閾値信号以上の電気信号が印加されることによって抵抗値が高い状態から低い状態に変化する特性を有する記憶素子がマトリクス状に配置された記憶装置の読み出し方法であって、前記記憶素子に第1の閾値信号以上の電気信号または第2の閾値信号以上の電気信号を印加すると共に、同記憶素子の抵抗値の変化点を検出する工程と、前記記憶素子に印加した電気信号の極性及び前記記憶素子の抵抗値の変化点の有無に基づいて、前記記憶素子の抵抗値の状態を判別する工程とを備える。 In order to achieve the above object, a reading method of a storage device according to the present invention changes from a low resistance state to a high resistance state by applying an electric signal equal to or higher than a first threshold signal, A reading method of a memory device in which memory elements having a characteristic that a resistance value changes from a high state to a low state by applying an electric signal equal to or higher than a second threshold signal having a polarity different from that of the threshold signal are arranged in a matrix A step of applying an electric signal equal to or higher than a first threshold signal or an electric signal equal to or higher than a second threshold signal to the memory element and detecting a change point of a resistance value of the memory element; And determining the state of the resistance value of the memory element based on the polarity of the electric signal applied to and the presence or absence of a change point of the resistance value of the memory element.
ここで、記憶素子に第1の閾値信号以上の電気信号または第2の閾値信号以上の電気信号を印加すると共に、記憶素子の抵抗値の変化点を検出することによって、読み出しバイアス条件下及び書き込みバイアス条件下若しくは消去バイアス条件下での記憶素子の抵抗値を測定することなく、記憶素子の抵抗値が変化したか否かが分かる。即ち、記憶素子の抵抗値の変化点が検出された場合には電気信号の印加によって記憶素子の抵抗値が変化したことが分かり、記憶素子の抵抗値の変化点が検出されない場合には電気信号の印加によって記憶素子の抵抗値が変化していないことが分かる。 Here, an electrical signal equal to or higher than the first threshold signal or an electrical signal equal to or higher than the second threshold signal is applied to the memory element, and a change point of the resistance value of the memory element is detected, whereby the read bias condition and the writing are It can be determined whether or not the resistance value of the memory element has changed without measuring the resistance value of the memory element under the bias condition or the erase bias condition. That is, when the change point of the resistance value of the memory element is detected, it can be understood that the resistance value of the memory element has changed by the application of the electric signal, and when the change point of the resistance value of the memory element is not detected, the electric signal It can be seen that the resistance value of the memory element is not changed by the application of.
そして、記憶素子に印加した電気信号の極性及び記憶素子の抵抗値の変化点の有無に基づいて記憶素子の抵抗値の状態を判別することができる。即ち、記憶素子に第1の閾値信号以上の電気信号を印加すると、記憶素子の初期状態に関わらず、読み出し後の記憶素子は書き込みが行われた状態となり、抵抗値が高い状態となっているために、記憶素子の抵抗値の変化点が検出された場合には読み出し前の記憶素子の抵抗値は低い状態であることが分かり、記憶素子の抵抗値の変化点が検出されない場合には読み出し前の記憶素子の抵抗値は高い状態であることが分かる。一方、記憶素子に第2の閾値信号以上の電気信号を印加すると、記憶素子の初期状態に関わらず、読み出し後の記憶素子は消去が行なわれた状態となり、抵抗値が低い状態となっているために、記憶素子の抵抗値の変化点が検出された場合には読み出し前の抵抗値は高い状態であることが分かり、記憶素子の抵抗値の変化点が検出されない場合には読み出し前の記憶素子の抵抗値は低い状態であることが分かる。 Then, the state of the resistance value of the memory element can be determined based on the polarity of the electrical signal applied to the memory element and the presence or absence of a change point of the resistance value of the memory element. That is, when an electrical signal equal to or higher than the first threshold signal is applied to the memory element, the memory element after reading is in a written state and has a high resistance value regardless of the initial state of the memory element. Therefore, when the change point of the resistance value of the memory element is detected, it is understood that the resistance value of the memory element before reading is low, and when the change point of the resistance value of the memory element is not detected, reading is performed. It can be seen that the resistance value of the previous memory element is high. On the other hand, when an electrical signal equal to or higher than the second threshold signal is applied to the memory element, the memory element after reading is erased and the resistance value is low regardless of the initial state of the memory element. Therefore, when the change point of the resistance value of the memory element is detected, the resistance value before reading is found to be high, and when the change point of the resistance value of the memory element is not detected, the memory before reading is stored. It can be seen that the resistance value of the element is low.
また、上記の目的を達成するために、本発明の記憶装置は、第1の閾値信号以上の電気信号が印加されることによって抵抗値が低い状態から高い状態に変化し、前記第1の閾値信号とは極性が異なる第2の閾値信号以上の電気信号が印加されることによって抵抗値が高い状態から低い状態に変化する特性を有する記憶素子がマトリクス状に配置された記憶装置であって、前記記憶素子の抵抗値の変化点を検出する読み出し回路を備える。 In order to achieve the above object, the storage device of the present invention changes from a low resistance value to a high resistance state by applying an electric signal equal to or higher than the first threshold signal, and the first threshold value A storage device in which storage elements having a characteristic that a resistance value changes from a high state to a low state by applying an electric signal equal to or higher than a second threshold signal having a polarity different from that of a signal is arranged in a matrix, A reading circuit for detecting a change point of the resistance value of the memory element is provided.
ここで、記憶素子の抵抗値の変化点を検出する読み出し回路によって、読み出しバイアス条件下及び書き込みバイアス条件下若しくは消去バイアス条件下での記憶素子の抵抗値を測定することなく、記憶素子の抵抗値が変化したか否かが分かる。 Here, the resistance value of the memory element is measured without measuring the resistance value of the memory element under the read bias condition and the write bias condition or the erase bias condition by the read circuit that detects the change point of the resistance value of the memory element. You can see if has changed.
また、上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置は、第1の閾値信号以上の電気信号が印加されることによって抵抗値が低い状態から高い状態に変化し、前記第1の閾値信号とは極性が異なる第2の閾値信号以上の電気信号が印加されることによって抵抗値が高い状態から低い状態に変化する特性を有する記憶素子がマトリクス状に配置された記憶装置を有する半導体装置であって、前記記憶素子の印加電圧と同電圧が印加される様に構成されると共に、前記記憶素子の印加電圧が変化した場合には、前記記憶素子の印加電圧の変化時から所定時間遅延して印加電圧が変化する様に構成された比較回路と、前記記憶素子の印加電圧と前記比較回路の印加電圧の差分から前記記憶素子の抵抗値の変化点を検出する検出回路とを備える。 In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention changes from a low resistance state to a high state by applying an electric signal equal to or higher than the first threshold signal, and the first threshold value A semiconductor device having a memory device in which memory elements having a characteristic in which a resistance value changes from a high state to a low state when an electric signal equal to or higher than a second threshold signal having a polarity different from that of a signal is applied are arranged in a matrix And the same voltage as the voltage applied to the memory element is applied, and when the voltage applied to the memory element changes, a delay of a predetermined time from the time when the voltage applied to the memory element changes. And a detection circuit configured to detect a change point of the resistance value of the storage element from a difference between the application voltage of the storage element and the application voltage of the comparison circuit.
ここで、記憶素子の印加電圧と、記憶素子の印加電圧と同電圧が印加される様に構成されると共に、記憶素子の印加電圧が変化した場合には、記憶素子の印加電圧の変化時から所定時間遅延して印加電圧が変化する様に構成された比較回路の印加電圧の差分から記憶素子の抵抗値の変化点を検出する検出回路によって、読み出しバイアス条件下及び書き込みバイアス条件下若しくは消去バイアス条件下での記憶素子の抵抗値を測定することなく、記憶素子の抵抗値が変化したか否かが分かる。 Here, the voltage applied to the memory element is configured to be the same as the voltage applied to the memory element, and when the voltage applied to the memory element changes, the voltage applied to the memory element changes from the time of change. The detection circuit that detects the change point of the resistance value of the memory element from the difference in the applied voltage of the comparison circuit configured to change the applied voltage with a predetermined time delay, and thereby the read bias condition and the write bias condition or the erase bias It can be determined whether or not the resistance value of the memory element has changed without measuring the resistance value of the memory element under the conditions.
上記した本発明の記憶装置の読み出し方法及び記憶装置、並びに半導体装置では、読み出しバイアス領域と書き込みバイアス領域若しくは消去バイアス領域の分離が充分でない場合であっても、バイアス領域の分離を問題とすることなく記憶素子の読み出しを行うことができる。 In the reading method, the storage device, and the semiconductor device of the above-described storage device of the present invention, separation of the bias region is a problem even when the read bias region and the write bias region or the erase bias region are not sufficiently separated. Thus, reading of the memory element can be performed.
以下、本発明の実施の形態について図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図1は本発明を適用した記憶装置の一例を説明するための回路図であり、ここで示す読み出し回路1は、上記の図7で示した様なI−V特性を有する抵抗変化型記憶素子(以下メモリ素子と言う。)Aに対してMOSトランジスタTを直列に接続して構成されたメモリセルCに接続されている。詳しくは、メモリ素子の一端はMOSトランジスタの一端に接続され、MOSトランジスタのゲートはワード線Wに接続され、メモリ素子の他端はビット線に接続され、MOSトランジスタの他端は接地(グランド電位)されており、読み出し回路は、ビット線に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings to provide an understanding of the present invention.
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining an example of a memory device to which the present invention is applied. The readout circuit 1 shown here is a resistance change type memory element having IV characteristics as shown in FIG. (Hereinafter referred to as a memory element.) A is connected to a memory cell C formed by connecting a MOS transistor T in series with A. Specifically, one end of the memory element is connected to one end of the MOS transistor, the gate of the MOS transistor is connected to the word line W, the other end of the memory element is connected to the bit line, and the other end of the MOS transistor is grounded (ground potential). The read circuit is connected to the bit line.
ここで示す読み出し回路は、第1のオペアンプ2、第2のオペアンプ3、第3のオペアンプ4、第4のオペアンプ5、第1のp型MOSトランジスタ6、第2のp型MOSトランジスタ7、第3のp型MOSトランジスタ8、第1のn型MOSトランジスタ9及び第1のキャパシタ素子10から構成されている。
The readout circuit shown here includes a first
第1のオペアンプの逆相入力側には外部入力電圧Vが入力され、正相入力側にはビット線電位が入力され、第1のオペアンプの出力側は第1のp型MOSトランジスタのゲートと接続されると共に、第3のオペアンプ及び第4のオペアンプの逆相入力側に接続されている。なお、第1のp型MOSトランジスタの一端はビット線と接続されている。 An external input voltage V is input to the negative phase input side of the first operational amplifier, a bit line potential is input to the positive phase input side, and the output side of the first operational amplifier is connected to the gate of the first p-type MOS transistor. In addition to being connected, they are connected to the negative phase input sides of the third operational amplifier and the fourth operational amplifier. Note that one end of the first p-type MOS transistor is connected to a bit line.
また、第2のオペアンプの逆相入力側には外部入力電圧Vが入力され、正相入力側には第1のn型MOSトランジスタの一端に印加される電圧と同電圧が入力され、第2のオペアンプの出力側は第2のp型MOSトランジスタのゲートと接続されると共に、第3のオペアンプ及び第4のオペアンプの正相入力側に接続されている。なお、第2のp型MOSトランジスタの一端は第1のn型MOSトランジスタの一端に接続され、第1のn型MOSトランジスタの他端は接地(グランド電位)されている。 An external input voltage V is input to the negative phase input side of the second operational amplifier, and the same voltage as the voltage applied to one end of the first n-type MOS transistor is input to the positive phase input side. The output side of the operational amplifier is connected to the gate of the second p-type MOS transistor and to the positive phase input side of the third operational amplifier and the fourth operational amplifier. One end of the second p-type MOS transistor is connected to one end of the first n-type MOS transistor, and the other end of the first n-type MOS transistor is grounded (ground potential).
また、第3のオペアンプの出力側は第1のキャパシタ素子を介して接地(グランド電位)されると共に、第1のn型MOSトランジスタのゲートと接続されており、第4のオペアンプの出力側は第3のp型MOSトランジスタのゲートと接続されている。なお、第3のp型MOSトランジスタの一端は外付け抵抗11を介して接地(グランド電位)されている。 The output side of the third operational amplifier is grounded (ground potential) via the first capacitor element and is connected to the gate of the first n-type MOS transistor. The output side of the fourth operational amplifier is It is connected to the gate of the third p-type MOS transistor. Note that one end of the third p-type MOS transistor is grounded (ground potential) via the external resistor 11.
以下、上記の様に構成された読み出し回路の動作について説明する。
先ず、上記の様に構成された読み出し回路において、第1のオペアンプの逆相入力側に外部入力電圧としてビット線のクランプ電圧を印加する。具体的には、第1のオペアンプの逆相入力側に印加する電圧は0.1V程度の低電圧であり、メモリ素子の読み出し時のバイアス電圧を印加する。
また、第2のオペアンプの逆相入力側に外部入力電圧として第1のn型MOSトランジスタのクランプ電圧を入力する。なお、第2のオペアンプの逆相側入力に印加する電圧を第1のオペアンプの逆相入力側に印加する電圧と同電圧にすることにより、図1中符号Xで示す地点の電圧と図1中符合Yで示す地点の電圧とが等しくなる。
Hereinafter, the operation of the readout circuit configured as described above will be described.
First, in the readout circuit configured as described above, a bit line clamp voltage is applied as an external input voltage to the negative phase input side of the first operational amplifier. Specifically, the voltage applied to the negative phase input side of the first operational amplifier is a low voltage of about 0.1 V, and a bias voltage at the time of reading the memory element is applied.
In addition, the clamp voltage of the first n-type MOS transistor is input as an external input voltage to the negative phase input side of the second operational amplifier. Note that the voltage applied to the negative phase input of the second operational amplifier is set to the same voltage as the voltage applied to the negative phase input of the first operational amplifier, so that the voltage at the point indicated by X in FIG. The voltage at the point indicated by the middle symbol Y is equal.
上記の様に第1のオペアンプの逆相入力側に外部入力電圧を印加することによって、第1のオペアンプが、図1中符合Xで示す地点の電圧がビット線のクランプ電圧(0.1V)となる様に第1のp型MOSトランジスタのゲート電圧VP1を出力する。
同様に、上記の様に第2のオペアンプの逆相入力側に外部入力電圧を印加することによって、第2のオペアンプが、図1中符合Yで示す地点の電圧が第1のn型MOSトランジスタのクランプ電圧(0.1V)となる様に第2のp型MOSトランジスタのゲート電圧VP2を出力する。
By applying an external input voltage to the negative-phase input side of the first operational amplifier as described above, the voltage at the point indicated by the symbol X in FIG. 1 is the bit line clamp voltage (0.1 V). The gate voltage VP1 of the first p-type MOS transistor is output so that
Similarly, by applying an external input voltage to the opposite phase input side of the second operational amplifier as described above, the second operational amplifier has the voltage at the point indicated by symbol Y in FIG. The gate voltage VP2 of the second p-type MOS transistor is output so that the clamp voltage (0.1 V) is obtained.
第1のオペアンプの出力電圧VP1が逆相入力側に印加されると共に、第2のオペアンプの出力電圧VP2が正相入力側に印加されると、第3のオペアンプは、VP1とVP2との差がなくなる様に第1のn型MOSトランジスタのゲート電圧Vbを出力する。なお、この際に第1のn型MOSトランジスタに流れる電流I1とメモリ素子に流れる電流I2は比例関係を有し、I1=αI2(α:比例定数)の関係となる。 When the output voltage VP1 of the first operational amplifier is applied to the negative phase input side and the output voltage VP2 of the second operational amplifier is applied to the positive phase input side, the third operational amplifier has a difference between VP1 and VP2. The gate voltage Vb of the first n-type MOS transistor is output so as to eliminate this. At this time, the current I1 flowing through the first n-type MOS transistor and the current I2 flowing through the memory element have a proportional relationship, and I1 = αI2 (α: proportional constant).
さて、上記の様に構成された読み出し回路によってメモリ素子の読み出しを行なう場合について、(1)書き込み方向に電流を印加する場合及び(2)消去方向に電流を印加する場合に分けて説明する。 Now, the case where the memory element is read by the read circuit configured as described above will be described separately for (1) when a current is applied in the write direction and (2) when a current is applied in the erase direction.
(1)書き込み方向に電流を印加して読み出しを行なう場合
[A]メモリ素子の初期状態が抵抗値の低い状態の場合
メモリ素子の初期状態が抵抗値の低い状態の場合には、外部入力電圧を大きくしていき、メモリ素子に流れる電流値が書き込み電流閾値に達し、書き込みが行なわれて抵抗値が低い状態から高い状態へと変化すると略同時に、第1のオペアンプの出力電圧VP1が上昇する(図2(a)中符合VP1参照。)。
また、メモリ素子に流れる電流値が書き込み電流閾値に達し、書き込みが行なわれて抵抗値が低い状態から高い状態へと変化すると、第2のオペアンプの出力電圧VP2も上昇するのであるが(図2(a)中符合VP2参照。)、出力電圧VP2を上昇させるためには、第1のキャパシタ素子の容量を充電する必要がある。そして、第1のキャパシタ素子の容量を充電する間は第3のオペアンプの出力電圧Vbが低下することとなる(図2(b)参照)。
ここで、第3のオペアンプの出力電圧Vbが低下すると、第4のオペアンプの出力電圧Vcも低下することとなる(図2(c)参照。)。
(1) When reading is performed by applying a current in the writing direction [A] When the initial state of the memory element is a low resistance value When the initial state of the memory element is a low resistance value, the external input voltage When the value of the current flowing through the memory element reaches the write current threshold value and writing is performed and the resistance value changes from a low state to a high state, the output voltage VP1 of the first operational amplifier rises substantially simultaneously. (See symbol VP1 in FIG. 2 (a)).
Further, when the current value flowing through the memory element reaches the write current threshold value and writing is performed and the resistance value changes from a low state to a high state, the output voltage VP2 of the second operational amplifier also increases (FIG. 2). (See (a) middle sign VP2.) In order to increase the output voltage VP2, it is necessary to charge the capacitance of the first capacitor element. Then, while the capacitance of the first capacitor element is charged, the output voltage Vb of the third operational amplifier decreases (see FIG. 2B).
Here, when the output voltage Vb of the third operational amplifier decreases, the output voltage Vc of the fourth operational amplifier also decreases (see FIG. 2C).
[B]メモリ素子の初期状態が抵抗値の高い状態の場合
メモリ素子の初期状態が抵抗値の高い状態の場合には、外部入力電圧を大きくしていき、メモリ素子に流れる電流値が書き込み電流閾値に達したとしても抵抗値は変化しない。
従って、第1のオペアンプの出力電圧VP1及び第2のオペアンプの出力電圧VP2が変化しないために(図3(a)参照。)、第3のオペアンプの出力電圧も変化せず(図3(b)参照。)、結果として第4のオペアンプの出力電圧も変化しない(図3(c)参照。)。
[B] When the initial state of the memory element is a state with a high resistance value When the initial state of the memory element is a state with a high resistance value, the external input voltage is increased and the value of the current flowing through the memory element is the write current. Even if the threshold value is reached, the resistance value does not change.
Accordingly, since the output voltage VP1 of the first operational amplifier and the output voltage VP2 of the second operational amplifier do not change (see FIG. 3A), the output voltage of the third operational amplifier does not change (FIG. 3B). As a result, the output voltage of the fourth operational amplifier does not change (see FIG. 3C).
従って、書き込み方向に電圧を印加して読み出しを行なう場合には、第4のオペアンプの出力電圧の変化があるとメモリ素子の初期状態は抵抗値の低い状態であり、第4のオペアンプの出力電圧の変化がないとメモリ素子の初期状態は抵抗値の高い状態であると判別することができる。 Accordingly, when reading is performed by applying a voltage in the writing direction, if the output voltage of the fourth operational amplifier is changed, the initial state of the memory element is a low resistance value, and the output voltage of the fourth operational amplifier is low. If there is no change, it can be determined that the initial state of the memory element has a high resistance value.
(2)消去方向に電流を印加して読み出しを行なう場合
[C]メモリ素子の初期状態が抵抗値の高い状態の場合
メモリ素子の初期状態が抵抗値の高い状態の場合には、外部入力電圧を大きくしていき、メモリ素子に流れる電流値が消去電流閾値に達し、消去が行なわれて抵抗値が高い状態から低い状態へと変化すると略同時に、第1のオペアンプの出力電圧VP1が低下する(図4(a)中符合VP1参照。)。
また、メモリ素子に流れる電流値が消去電流閾値に達し、消去が行なわれて抵抗値が高い状態から低い状態へと変化すると、第2のオペアンプの出力電圧VP2も低下するのであるが(図4(a)中符合VP2参照。)、出力電圧VP2を低下させるためには、第1のキャパシタ素子の容量を放電する必要がある。そして、第1のキャパシタ素子の容量を放電する間は第3のオペアンプの出力電圧Vbが上昇することとなる(図4(b)参照。)。
ここで、第3のオペアンプの出力電圧Vbが上昇すると、第4のオペアンプの出力電圧も上昇することとなる(図4(c)参照。)。
(2) When reading is performed by applying a current in the erasing direction [C] When the initial state of the memory element is a high resistance value When the initial state of the memory element is a high resistance value, the external input voltage When the value of the current flowing through the memory element reaches the erase current threshold and erase is performed and the resistance value changes from a high state to a low state, the output voltage VP1 of the first operational amplifier decreases substantially at the same time. (See symbol VP1 in FIG. 4 (a)).
When the value of the current flowing through the memory element reaches the erase current threshold and erasing is performed and the resistance value changes from a high state to a low state, the output voltage VP2 of the second operational amplifier also decreases (FIG. 4). (See (a) the middle sign VP2.) In order to reduce the output voltage VP2, it is necessary to discharge the capacitance of the first capacitor element. Then, while discharging the capacitance of the first capacitor element, the output voltage Vb of the third operational amplifier rises (see FIG. 4B).
Here, when the output voltage Vb of the third operational amplifier rises, the output voltage of the fourth operational amplifier also rises (see FIG. 4C).
[D]メモリ素子の初期状態が抵抗値の低い状態の場合
メモリ素子の初期状態が抵抗値の低い状態の場合には、外部入力電圧を大きくしていき、メモリ素子に流れる電流値が消去電流閾値に達したとしても抵抗値は変化しない。
従って、第1のオペアンプの出力電圧VP1及び第2のオペアンプの出力電圧VP2が変化しないために(図5(a)参照。)、第3のオペアンプの出力電圧も変化せず(図5(b)参照。)、結果として第4のオペアンプの出力電圧も変化しない(図5(c)参照。)。
[D] When the initial state of the memory element is a state with a low resistance value When the initial state of the memory element is a state with a low resistance value, the external input voltage is increased and the value of the current flowing through the memory element becomes the erase current. Even if the threshold value is reached, the resistance value does not change.
Therefore, since the output voltage VP1 of the first operational amplifier and the output voltage VP2 of the second operational amplifier do not change (see FIG. 5A), the output voltage of the third operational amplifier does not change (FIG. 5B). As a result, the output voltage of the fourth operational amplifier does not change (see FIG. 5C).
従って、消去方向に電圧を印加して読出しを行なう場合には、第4のオペアンプの出力電圧の変化があるとメモリ素子の初期状態は抵抗値の高い状態であり、第4のオペアンプの出力電圧の変化がないとメモリ素子の初期状態は抵抗値の低い状態であると判別することができる。 Accordingly, when reading is performed by applying a voltage in the erasing direction, if the output voltage of the fourth operational amplifier is changed, the initial state of the memory element is a high resistance value, and the output voltage of the fourth operational amplifier is high. If there is no change, it can be determined that the initial state of the memory element has a low resistance value.
なお、上記した読み出し方法は、読出しを行ないながら書き込み或いは消去を行なうといったいわゆる破壊読出しであるために、読み出し後にメモリ素子の抵抗値が変化した場合には、メモリ素子を読み出し前の状態に戻す処理である再書き込み若しくは再消去が必要である。但し、読み出し動作によってメモリ素子の抵抗値が変化していない場合には再書き込み若しくは再消去は不要である。 Note that since the above-described reading method is so-called destructive reading in which writing or erasing is performed while reading is performed, when the resistance value of the memory element changes after reading, processing for returning the memory element to the state before reading is performed. It is necessary to rewrite or re-erase. However, when the resistance value of the memory element is not changed by the read operation, rewriting or erasing is not necessary.
上記した本発明を適用した記憶装置の一例では、第4のオペアンプの出力電圧の変化及び電流の印加方向(書き込み方向若しくは消去方向)に基づいてメモリ素子の初期状態を判別することができ、バイアス領域の分離を問題とすることなく、メモリ素子の読出しを行なうことができる。 In an example of a memory device to which the present invention is applied, the initial state of the memory element can be determined based on the change in the output voltage of the fourth operational amplifier and the current application direction (write direction or erase direction). The memory element can be read without causing a problem of region separation.
図6は本発明を適用した記憶装置の他の一例を説明するための回路図であり、ここで示す読み出し回路は、上記した本発明を適用した記憶装置の一例と同様に、メモリセルに接続されている。 FIG. 6 is a circuit diagram for explaining another example of a memory device to which the present invention is applied. The read circuit shown here is connected to a memory cell in the same manner as the example of the memory device to which the present invention is applied. Has been.
ここで示す読み出し回路は、第5のオペアンプ12、第6のオペアンプ13、第4のp型MOSトランジスタ14、第5のp型MOSトランジスタ15、第2のn型MOSトランジスタ16及び第2のキャパシタ素子17から構成されている。
The readout circuit shown here includes a fifth operational amplifier 12, a sixth
第5のオペアンプの逆相入力側には外部入力電圧Vが入力され、正相入力側には第2のn型MOSトランジスタの一端に印加される電圧と同電圧が入力され、第5のオペアンプの出力側は第4のp型MOSトランジスタ及び第5のp型MOSトランジスタのゲートと接続されている。 An external input voltage V is input to the negative phase input side of the fifth operational amplifier, and the same voltage as the voltage applied to one end of the second n-type MOS transistor is input to the positive phase input side. Is connected to the gates of the fourth p-type MOS transistor and the fifth p-type MOS transistor.
また、第4のp型MOSトランジスタの一端は第2のn型MOSトランジスタの一端と接続されると共に、第6のオペアンプの正相入力側に接続されている。なお、第2のn型MOSトランジスタの他端は接地(グランド電位)されている。
更に、第5のp型MOSトランジスタの一端はビット線に接続されると共に、第6のオペアンプの逆相入力側に接続されている。
One end of the fourth p-type MOS transistor is connected to one end of the second n-type MOS transistor, and is connected to the positive phase input side of the sixth operational amplifier. The other end of the second n-type MOS transistor is grounded (ground potential).
Furthermore, one end of the fifth p-type MOS transistor is connected to the bit line and also connected to the negative phase input side of the sixth operational amplifier.
また、第6のオペアンプの出力側は第2のn型MOSトランジスタのゲートに接続されると共に、第2のキャパシタ素子を介して接地(グランド電位)されている。 The output side of the sixth operational amplifier is connected to the gate of the second n-type MOS transistor and grounded (ground potential) via the second capacitor element.
以下、上記の様に構成された読み出し回路の動作について説明する。
先ず、上記の様に構成された読み出し回路において、第5のオペアンプの逆相入力側に外部入力電圧Vを印加する。
Hereinafter, the operation of the readout circuit configured as described above will be described.
First, in the readout circuit configured as described above, an external input voltage V is applied to the negative phase input side of the fifth operational amplifier.
外部入力電圧Vを印加すると、第5のオペアンプが第4のp型MOSトランジスタ及び第5のp型MOSトランジスタのゲート電圧を出力して、外部入力電圧Vと第6のオペアンプの正相入力側に印加される電圧(NodeA)が等しくなる様に調整される。 When the external input voltage V is applied, the fifth operational amplifier outputs the gate voltages of the fourth p-type MOS transistor and the fifth p-type MOS transistor, and the external input voltage V and the positive-phase input side of the sixth operational amplifier Is adjusted so that the voltage (NodeA) to be applied is equal.
また、第6のオペアンプが、第2のn型MOSトランジスタのゲート電圧を出力して、第6のオペアンプの逆相入力側に印加される電圧(NodeB)とNodeAが等しくなる様に調整される。なお、この調整により第5のオペアンプの調整が行われる。 Further, the sixth operational amplifier outputs the gate voltage of the second n-type MOS transistor, and the voltage (NodeB) applied to the negative phase input side of the sixth operational amplifier is adjusted to be equal to NodeA. . This adjustment adjusts the fifth operational amplifier.
これらの調整後には、外部入力電位V、NodeA及びNodeBが同電位となり、外部入力電圧Vがメモリ素子のクランプ電圧となる。また、この時の第2のn型MOSトランジスタに流れる電流I3とメモリ素子に流れる電流I2は比例関係を有し、I3=βI2(β:比例定数)の関係となる。 After these adjustments, the external input potential V, NodeA, and NodeB become the same potential, and the external input voltage V becomes the clamp voltage of the memory element. At this time, the current I3 flowing through the second n-type MOS transistor and the current I2 flowing through the memory element have a proportional relationship, and I3 = βI2 (β: proportional constant).
上記の様に構成された読み出し回路においても、上記した本発明を適用した読み出し回路の一例と同様に、外部入力電圧を大きくしていき、メモリ素子に流れる電流値が書き込み電流閾値若しくは消去電流閾値に達した際における第6のオペアンプの出力電圧の変化及び電流の印加方向に基づいてメモリ素子の初期状態を判別することができ、バイアス領域の分離を問題とすることなく、メモリ素子の読出しを行なうことができる。 In the read circuit configured as described above, as in the example of the read circuit to which the present invention is applied, the external input voltage is increased, and the current value flowing through the memory element is changed to the write current threshold value or the erase current threshold value. The initial state of the memory element can be determined on the basis of the change in the output voltage of the sixth operational amplifier and the current application direction at the time of reaching the threshold value. Can be done.
なお、本発明を適用した記憶装置の他の一例に使用する読み出し回路では、上記した本発明を適用した記憶装置の一例に用いる読み出し回路における第1のオペアンプ、第2のオペアンプ及び第3のオペアンプの機能を第5のオペアンプ及び第6のオペアンプで行い、特に、第2のオペアンプ及び第3のオペアンプの機能を第6のオペアンプが担うことで、回路の削減を可能としている。 Note that in a read circuit used in another example of the memory device to which the present invention is applied, the first operational amplifier, the second operational amplifier, and the third operational amplifier in the read circuit used in the example of the above-described memory device to which the present invention is applied. This function is performed by the fifth operational amplifier and the sixth operational amplifier. In particular, the sixth operational amplifier performs the functions of the second operational amplifier and the third operational amplifier, thereby reducing the number of circuits.
1 読み出し回路
2 第1のオペアンプ
3 第2のオペアンプ
4 第3のオペアンプ
5 第4のオペアンプ
6 第1のp型MOSトランジスタ
7 第2のp型MOSトランジスタ
8 第3のp型MOSトランジスタ
9 第1のn型MOSトランジスタ
10 第1のキャパシタ素子
11 外付け抵抗
12 第5のオペアンプ
13 第6のオペアンプ
14 第4のp型MOSトランジスタ
15 第5のp型MOSトランジスタ
16 第2のn型MOSトランジスタ
17 第2のキャパシタ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記記憶素子に第1の閾値信号以上の電気信号または第2の閾値信号以上の電気信号を印加すると共に、同記憶素子の抵抗値の変化点を検出する工程と、
前記記憶素子に印加した電気信号の極性及び前記記憶素子の抵抗値の変化点の有無に基づいて、前記記憶素子の抵抗値の状態を判別する工程とを備える
記憶装置の読み出し方法。 When an electric signal equal to or higher than the first threshold signal is applied, the resistance value changes from a low state to a high state, and an electric signal equal to or higher than the second threshold signal having a polarity different from that of the first threshold signal is applied. A memory device reading method in which memory elements having a characteristic in which a resistance value changes from a high state to a low state by being arranged in a matrix form,
Applying an electrical signal greater than or equal to a first threshold signal or an electrical signal greater than or equal to a second threshold signal to the memory element and detecting a change point of the resistance value of the memory element;
And a step of determining the state of the resistance value of the memory element based on the polarity of the electric signal applied to the memory element and the presence or absence of a change point of the resistance value of the memory element.
前記記憶素子の印加電圧と、
前記記憶素子の印加電圧と同電圧が印加される様に構成されると共に、前記記憶素子の印加電圧が変化した場合には、前記記憶素子の印加電圧の変化時から所定時間遅延して印加電圧が変化する様に構成された比較回路の印加電圧の差分に基づいて検出する
請求項1に記載の記憶装置の読み出し方法。 The change point of the resistance value of the memory element is
An applied voltage of the memory element;
The same voltage as the voltage applied to the memory element is applied, and when the voltage applied to the memory element changes, the voltage applied is delayed by a predetermined time from the time when the voltage applied to the memory element changes. The method for reading data from a storage device according to claim 1, wherein the detection is performed based on a difference between applied voltages of a comparison circuit configured to change.
前記記憶素子の抵抗値の変化点を検出する読み出し回路を備える
記憶装置。 When an electric signal equal to or higher than the first threshold signal is applied, the resistance value changes from a low state to a high state, and an electric signal equal to or higher than the second threshold signal having a polarity different from that of the first threshold signal is applied. A storage device in which storage elements having a characteristic that the resistance value changes from a high state to a low state by being arranged in a matrix,
A storage device comprising a readout circuit that detects a change point of the resistance value of the storage element.
前記記憶素子の印加電圧と前記比較回路の印加電圧の差分から前記記憶素子の抵抗値の変化点を検出する検出回路とを備える
請求項3に記載の記憶装置。 The readout circuit is configured to be applied with the same voltage as the voltage applied to the memory element, and when the voltage applied to the memory element changes, a delay of a predetermined time from the time when the voltage applied to the memory element changes. A comparison circuit configured to change the applied voltage,
The storage device according to claim 3, further comprising: a detection circuit that detects a change point of a resistance value of the storage element from a difference between an applied voltage of the storage element and an applied voltage of the comparison circuit.
前記記憶素子の印加電圧と同電圧が印加される様に構成されると共に、前記記憶素子の印加電圧が変化した場合には、前記記憶素子の印加電圧の変化時から所定時間遅延して印加電圧が変化する様に構成された比較回路と、
前記記憶素子の印加電圧と前記比較回路の印加電圧の差分から前記記憶素子の抵抗値の変化点を検出する検出回路とを備える
半導体装置。 When an electric signal equal to or higher than the first threshold signal is applied, the resistance value changes from a low state to a high state, and an electric signal equal to or higher than the second threshold signal having a polarity different from that of the first threshold signal is applied. A semiconductor device having a memory device in which memory elements having a characteristic in which a resistance value changes from a high state to a low state by being arranged in a matrix,
The same voltage as the voltage applied to the memory element is applied, and when the voltage applied to the memory element changes, the voltage applied is delayed by a predetermined time from the time when the voltage applied to the memory element changes. A comparison circuit configured to change,
A semiconductor device comprising: a detection circuit that detects a change point of a resistance value of the memory element from a difference between an applied voltage of the memory element and an applied voltage of the comparison circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004320560A JP4543885B2 (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Read method for storage device, storage device, and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004320560A JP4543885B2 (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Read method for storage device, storage device, and semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006134400A true JP2006134400A (en) | 2006-05-25 |
JP4543885B2 JP4543885B2 (en) | 2010-09-15 |
Family
ID=36727805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004320560A Expired - Fee Related JP4543885B2 (en) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | Read method for storage device, storage device, and semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4543885B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7894236B2 (en) | 2006-12-20 | 2011-02-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nonvolatile memory devices that utilize read/write merge circuits |
CN102411992A (en) * | 2010-09-23 | 2012-04-11 | 美光科技公司 | Phase change memory state determination using threshold edge detection |
CN105144297A (en) * | 2013-04-24 | 2015-12-09 | 美光科技公司 | Resistance variable memory sensing |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109256160B (en) * | 2018-09-13 | 2022-05-17 | 北京航空航天大学 | A spin-orbit moment magnetic memory reading method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002541613A (en) * | 1999-04-12 | 2002-12-03 | エナージー コンバーション デバイセス インコーポレイテッド | Universal memory device having a system using universal memory device, and apparatus and method for reading, writing, and programming the memory device |
JP2004087069A (en) * | 2002-06-25 | 2004-03-18 | Sharp Corp | Memory cell and storage device |
JP2006134954A (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sony Corp | Storage element and driving method thereof |
-
2004
- 2004-11-04 JP JP2004320560A patent/JP4543885B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002541613A (en) * | 1999-04-12 | 2002-12-03 | エナージー コンバーション デバイセス インコーポレイテッド | Universal memory device having a system using universal memory device, and apparatus and method for reading, writing, and programming the memory device |
JP2004087069A (en) * | 2002-06-25 | 2004-03-18 | Sharp Corp | Memory cell and storage device |
JP2006134954A (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sony Corp | Storage element and driving method thereof |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7894236B2 (en) | 2006-12-20 | 2011-02-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nonvolatile memory devices that utilize read/write merge circuits |
CN102411992A (en) * | 2010-09-23 | 2012-04-11 | 美光科技公司 | Phase change memory state determination using threshold edge detection |
JP2012099205A (en) * | 2010-09-23 | 2012-05-24 | Micron Technology Inc | State determination of phase change memory using threshold edge detection |
CN105144297A (en) * | 2013-04-24 | 2015-12-09 | 美光科技公司 | Resistance variable memory sensing |
JP2016522956A (en) * | 2013-04-24 | 2016-08-04 | マイクロン テクノロジー, インク. | Variable resistance memory sensing |
US9437294B2 (en) | 2013-04-24 | 2016-09-06 | Micron Technology, Inc. | Resistance variable memory sensing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4543885B2 (en) | 2010-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11475934B2 (en) | Ferroelectric memory cell sensing | |
CN108885891B (en) | Offset compensation for ferroelectric memory cell sensing | |
CN113077828B (en) | Time-based access of memory cells | |
US8379430B2 (en) | Memory device and method of reading memory device | |
KR20210032001A (en) | Memory cell programming technology | |
TWI673713B (en) | Methods for operating a memory cell and electronic memory apparatuses | |
US10560085B2 (en) | Apparatuses for reducing off state leakage currents | |
US6388915B1 (en) | Method for driving semiconductor memory | |
TW201503127A (en) | Sensing data in resistive switching memory devices | |
CN102263122B (en) | non-volatile storage device | |
EP3109863B1 (en) | Memory circuit | |
US20050097257A1 (en) | Storage device | |
TW202008353A (en) | Memory device and method of driving write current | |
JP2020042893A (en) | Generate cell-based reference voltage | |
US7710759B2 (en) | Nonvolatile ferroelectric memory device | |
JP2004047045A (en) | Memory | |
CN109119109B (en) | Memory device and operating method of memory device | |
JP4083173B2 (en) | Semiconductor memory | |
JP4543885B2 (en) | Read method for storage device, storage device, and semiconductor device | |
JP2005310316A (en) | Abnormality detection circuit | |
US7120045B2 (en) | Reference voltage generating apparatus for use in a ferroelectric random access memory (FRAM) and a driving method therefor | |
JP5212375B2 (en) | Semiconductor memory device and data discrimination method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070511 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100608 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100621 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |