(57)【要約】本開示は、抵抗可変メモリセルを感知するための装置及び方法を含む。いくつかの実施形態は、メモリセルを初期のデータ状態にプログラムすることを含み、またプログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、をメモリセルに適用することと、プログラミング信号の適用中に、メモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から特定のデータ状態に変化したかどうかを決定することと、によって、メモリセルのデータ状態を決定すること、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗可変メモリセルのアレイと、
前記アレイに結合された制御装置あって、
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、を前記メモリセルに適用することと、
前記プログラミング信号の適用中に、前記メモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化したかどうかを決定することと、によって、前記メモリセルの前記データ状態を決定することを制御するように構成される、前記制御装置と、を備える、装置。
【請求項２】
前記メモリセルの前記データ状態が、前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化したかどうかを決定することが、
前記適用されたプログラミング信号に応じて前記メモリセルに関連付けられた第１の感知された信号を、前記適用されたプログラミング信号に応じて前記メモリセルに関連付けられた第２の感知された信号と、比較することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記第１の感知された信号と前記第２の感知された信号との間の差が閾値の量よりも小さいとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータであることを決定することを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記第１の感知された信号と前記第２の感知された信号との間の差が閾値の量以上であるとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定することを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記メモリセルの前記データ状態が、前記特定のデータ状態とは異なる前記データ状態であると決定され、前記メモリセルが、前記初期状態に戻るように再プログラムすることができる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記メモリセルの前記データ状態が前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化したかどうかを決定することが、前記メモリセルに関連付けられた信号の変化を決定するための変化決定構成要素を使用すること、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記メモリセルに関連付けられた信号の前記決定された変化が閾値の量よりも小さいとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態であることを決定すること、を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記メモリセルに関連付けられた信号の前記決定された変化が閾値の量以上であるとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定すること、を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記変化決定構成要素が、ダイオード、キャパシタ、及びコンパレータを備える、請求項６〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記変化決定構成要素が、抵抗体、キャパシタ、及びコンパレータを備える、請求項６〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
抵抗可変メモリセルのアレイと、
前記アレイに結合された制御装置あって、
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、を前記メモリセルに適用することと、
前記プログラミング信号を前記メモリセルに適用している間に、第１の期間中に前記メモリセルに関連付けられた信号を第２の期間中に前記メモリセルに関連付けられた信号と比較することと、によって、前記メモリセルのデータ状態を決定すること、を制御するように構成される、制御装置と、を備える、装置。
【請求項１２】
前記制御装置が、前記第１の期間中に前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、第２の期間中に前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、を制御するように構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号が、閾値未満の量だけ前記第２の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号と異なる場合、前記制御装置が、前記メモリセルが前記特定のデータ状態にあることを決定するように構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号が、閾値以上である量だけ前記第２の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号と異なる場合、前記制御装置が、前記メモリセルが前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態にあることを決定するように構成される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号が、閾値以上である量だけ前記第２の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号と異なるとき、前記制御装置が、メモリセルを前記特定のデータ状態とは異なる前記データ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号を適用することを制御するように構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号を、前記第２の期間中に前記メモリセルに関連付けられた前記信号と、比較することが、変化決定構成要素を使用することを含む、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載に装置。
【請求項１７】
前記変化決定構成要素が、第１のキャパシタ、第２のキャパシタ、及びコンパレータを備える、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
抵抗可変メモリセルのアレイと、
前記アレイに結合された制御装置あって、
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、を前記メモリセルに適用することと、
前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、
前記メモリセルに関連付けられた前記信号の変化を決定することと、によって、前記メモリセルのデータ状態を決定すること、を制御するように構成される、制御装置と、を備える装置。
【請求項１９】
前記プログラミング信号が前記メモリセルに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた前記信号の変化を決定する変化決定構成要素を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記メモリセルに関連付けられた前記信号の前記変化が閾値の量よりも小さい場合、前記制御装置が、前記メモリセルが前記特定のデータ状態にあることを決定するように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記メモリセルに関連付けられた前記信号の前記変化が、閾値の量以上である場合、前記制御装置が、前記メモリセルが前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態にあることを決定するように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
決定された前記メモリセルに関連付けられた前記信号の前記変化が、閾値の量以上であるとき、前記制御装置が、メモリセルを前記特定のデータ状態とは異なる前記データ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号を適用することを制御するように構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記制御装置が、メモリセルを前記特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられた信号の範囲で、前記プログラミング信号を傾斜化することにより、プログラミング信号を適用するように構成される、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記メモリセルに関連付けられた前記信号を感知することが、前記メモリセルに関連付けられたセンスラインを感知することを含む、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
プログラミング信号をメモリセルに適用することと、
前記プログラミング信号が第１の期間中に前記メモリに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、
前記プログラミング信号が第２の期間中に前記メモリに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、
第１の期間中及び第２の期間中に感知された前記信号に基づいて、前記メモリセルのデータ状態を決定することと、を含む、抵抗可変メモリセルを感知するための方法。
【請求項２６】
前記プログラミング信号が、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられ、また第１の期間中及び第２の期間中に感知された信号に基づいて前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、プログラミング信号の適用が前記メモリセルの前記データ状態を初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化させたかどうかを決定すること、を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記プログラミング信号の適用が前記メモリセルの前記データ状態を前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化させない場合に、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態であることを決定することと、前記プログラミング信号の適用が、前記メモリセルの前記データ状態を前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化させる場合に、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態とは異なることを決定することと、を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記方法が、前記プログラミング信号の適用が、前記メモリセルの前記データ状態を前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化させたことが決定される場合に、前記メモリセルを前記特定のデータ状態から前記初期のデータ状態に戻すようにプログラムすることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記の方法が、前記メモリセルに結合された制御装置を介して、前記メモリセルの前記データ状態を決定することを含む、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記プログラミング信号を適用することが、プログラミングランプ信号を前記メモリセルに適用することを含む、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の期間中及び前記第２の期間中に感知された信号に基づいて、前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記第１の期間中に感知された前記信号と前記第２の期間中に感知された前記信号との間の電気的特性の傾きの変化を決定すること、を含む、請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられ、前記メモリセルが以前に初期のデータ状態にプログラムされた、プログラミング信号を前記メモリセルに適用することと、
前記プログラミング信号が前記メモリセルに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、
前記感知された信号に基づいて、前記メモリセルのデータ状態が、前記特定のデータ状態または前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態であるかどうかを決定することと、含む、抵抗可変メモリセルを感知するための方法。
【請求項３３】
前記方法が、前記感知された信号が閾値よりも小さい量だけ変化している場合に、前記メモリセルが前記特定のデータ状態にあることを決定すること、を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記方法が、前記感知された信号が閾値未満の量だけ変化している場合に、前記メモリセルが前記特定のデータ状態にあることが決定されるとき、前記メモリセルを前記特定のデータ状態のままで残すこと、を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記方法が、前記感知された信号が閾値以上である量だけ変化している場合に、前記メモリセルが、前記特定のデータ状態とは異なる前記データ状態にあることを決定すること、を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記方法が、前記メモリセルが前記異なるデータ状態にあることが決定される場合に、前記メモリセルを前記初期のデータ状態に戻すようにプログラムすること、を含む、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１３年４月２４日に出願された「抵抗可変メモリセンシング」と題する米国特許出願第１３／８６９，５７１号、代理人整理番号１００３．００４０００１、に関連する。
【０００２】
［技術分野］
本開示は、概して、半導体メモリデバイス、システム、及び制御装置などの装置、ならびに関連の方法に、より具体的には抵抗可変メモリセルのセンシングに、関する。
【背景技術】
【０００３】
メモリデバイスは、典型的には、内蔵の、半導体、集積回路及び／または外付けの取り外し可能なデバイスとして、コンピュータまたは他の電子デバイスに提供される。とりわけ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、及び抵抗可変メモリを含む多くの異なるタイプのメモリが存在する。抵抗可変メモリのタイプは、とりわけ、プログラム可能導体メモリ、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＣＲＡＭ）、抵抗ランダムアクセスメモリ（ＲＲＡＭ）、磁気ランダムアクセスメモリは、（ＭＲＡＭ、または磁気ランダムアクセスメモリと呼ばれる）、導電性ブリッジングランダムアクセスメモリ（ＣＢＲＡＭ）、スピントルクトランスファランダムアクセスメモリ（ＳＴＴＲＡＭ）を含む。
【０００４】
不揮発性メモリは、例えば、電子デバイスの中でもとりわけ、パーソナルコンピュータ、ポータブルメモリスティック、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、携帯電話、携帯音楽プレーヤー（例えば、ＭＰ３プレーヤー）、及びムービープレーヤーで使用することができる。プログラムコード、ユーザーデータ、及び／または基本入力／出力システム（ＢＩＯＳ）などのシステムデータのようなデータは、典型的には、不揮発性メモリデバイスに格納される。
【０００５】
ＲＲＡＭまたはＳＴＴ  ＲＡＭなどの抵抗可変メモリは、ストレージ要素（例えば、可変抵抗を有するメモリ要素）の抵抗状態に基づいて、データを格納することができる抵抗可変メモリセルを備える。このように、抵抗可変メモリセルは、メモリ要素の抵抗レベルを変化させることにより、目標とするデータ状態に対応するデータを格納するようにプログラムすることができる。抵抗可変メモリセルは、プログラミング信号を抵抗可変メモリセルに適用することにより、目標とするデータ状態（例えば、特定の抵抗状態に対応する）にプログラムすることができる。プログラミング信号は、正または負の電気パルス（例えば、正または負の電圧もしくは電流パルス）などの電場またはエネルギーのソースを、特定の期間にわたってセル（例えば、セルのメモリ要素）に適用することを含むことができる。
【０００６】
抵抗可変メモリセルは、複数のデータ状態のうちの１つにプログラムすることができる。例えば、シングルレベルセル（ＳＬＣ）は、２つのデータ状態のうちの１つ、すなわちセットデータ状態（例えば、論理１）に対応する低抵抗状態、またはリセットデータ状態（例えば、論理０）に対応する高抵抗状態、にプログラムすることができる。メモリセルのデータ状態は、セルが特定のレベルよりも上または下の抵抗にプログラムされたかどうかに依存することができる。さらなる実施例では、様々な抵抗可変メモリセルは、異なる抵抗レベルに対応する複数の異なるデータ状態のうちの１つにプログラムすることができる。そのようなセルは、マルチステートセル、マルチディジットセル、及び／またはマルチレベルセル（ＭＬＣ）と呼ばれることがあり、データの複数の２進数（例えば、１０、０１、００、１１、１１１、１０１、１００、１０１０、１１１１、０１０１、０００１など）を表すことができる。
【０００７】
いくつかの例では、抵抗可変メモリセルのデータ状態を決定するために使用されるセンシング操作は、抵抗可変メモリセルのデータ状態を不正確に決定する場合がある。メモリセルは、そのメモリセルの電気的パラメータを、別のメモリセルまたは基準メモリセル（複数可）であるメモリセルの組合せの電気的パラメータと、比較することにより、感知することができる。例えば、ある定義されたバイアス条件にあるメモリセルに流れる電流を、同じバイアス条件にある基準メモリセルに流れる電流と、比較する。その結果、メモリセルは、メモリセル内の電流が基準メモリセル内の電流よりも大きいかまたは小さいかどうかに依存する論理状態にあることを示す。このセンシング操作は、高速かつ単純であり得るが、センシングエラーを発生することがある。例えば、センシング操作中にメモリセルに関連付けられる信号は、メモリセルがプログラムされたデータ状態に対応することもしないこともあるので、メモリセルの不正確なデータ状態を感知する結果になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示のいくつかの実施形態による抵抗可変メモリセルのアレイの一部のブロック図である。
【図２】本開示のいくつかの実施形態による抵抗可変メモリセルのデータ状態を決定するための方法を示す。
【図３】本開示のいくつかの実施形態による抵抗可変メモリセルのデータ状態を決定するための方法を示す。
【図４】本開示のいくつかの実施形態によるメモリデバイスの形態の装置のブロック図を示す。
【図５Ａ】本開示のいくつかの実施形態による実施例の変化決定構成要素を示す。
【図５Ｂ】本開示のいくつかの実施形態による実施例の変化決定構成要素を示す。
【図５Ｃ】本開示のいくつかの実施形態による実施例の変化決定構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、抵抗可変メモリセルを感知するための装置及び方法を含む。いくつかの実施形態は、メモリセルを初期のデータ状態にプログラミングすることを含み、またプログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、をメモリセルに適用することと、プログラミング信号の適用中にメモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から特定のデータ状態に変化したかどうかを決定することと、によって、メモリセルのデータ状態を決定することを含む。
【００１０】
本明細書に記載の実施形態は、例えば、以前の手法と比較するとセンシング（例えば、読取り）エラーを低減し、かつ／またはセンシング操作の速度を増加することができる。例えば、以前の手法のセンシング操作は、メモリセルをプログラムするために使用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態以外のデータ状態に関連付けられた抵抗を有するメモリセルに起因するセンシングエラーを、もたらすことがある。また、以前のメモリセルのセンシングの手法は、時間がかかる可能性があるメモリセルのデータ状態を決定するための多くのステップを含むことがある。例えば、以前の手法は、メモリセルのデータ状態を感知することと、メモリセルを既知のデータ状態にプログラムすることと、最後にメモリセルのデータ状態を再び感知してメモリセルの初期のデータ状態を決定することと、を含むことができる。本開示の実施形態は、プログラミング信号をメモリセルに適用することと、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定することと、によって、以前の手法よりも、増加した速度でかつより少ないエラーで、メモリセルを感知することができる。
【００１１】
本開示の以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照し、その中には本開示のいくつかの実施形態を実施することができる方法が実例として示される。これらの実施形態は、十分に詳細に説明されていて当業者が本開示の実施形態を実施することを可能にし、また他の実施形態を利用することができること、及び本開示の範囲から逸脱することなく、プロセスの、電気的、及び／または構造的変更を行うことができること、を理解されたい。本明細書で使用する場合、「いくつかの」あるものは、１つ以上のそのようなものを指すことができる。例えば、いくつかのメモリデバイスは、１つ以上のメモリデバイスを指すことができる。本明細書で使用される場合、指示子の「Ｎ」及び「Ｍ」は、特に図面の参照数字に関して、そのように指定されたいくつかの特定の特徴は本開示のいくつかの実施形態に含むことができることを示す。
【００１２】
本明細書の図は、最初の数字または複数の数字が図面の図番に対応し、残りの数字が図面内の要素または構成要素を特定する番号付け規則に従う。異なる図の間の同様の要素または構成要素は、同様の数字の使用によって特定することができる。例えば、１００は、図１の要素「００」を指し、同様の要素は、図４では４００として参照される。当然のことながら、本明細書の様々な実施形態に示されている要素は、本開示のいくつかのさらなる実施形態を提供するために、追加、交換、及び／または削除することができる。さらに、当然ながら、図に提供された要素の割合及び相対的な尺度は、本発明の実施形態を示すことを意図し、限定的な意味で解釈されるべきでない。
【００１３】
図１は、本開示のいくつかの実施形態による抵抗可変メモリセル１０６のアレイ１００の一部のブロック図である。図１に示された実施例では、アレイ１００は、第１の数の導電性ライン１０２−１、１０２−２〜１０２−Ｎ（例えば、アクセスライン、本明細書ではワードラインと呼ぶことができる）と、第２の数の導電性ライン１０４−１、１０４−２〜１０４−Ｍ（例えば、データ／センスライン、本明細書ではビットラインと呼ぶことができる）と、の交点に位置する抵抗可変メモリセル１０６を有するクロスポイントアレイである。図１に示されるように、ワードライン１０２−１、１０２−２〜１０２−Ｎは、実質的に互いに平行であり、また互いに実質的に平行であるビットライン１０４−１、１０４−２〜１０４−Ｍに対して実質的に直角である、しかしながら、実施形態は、そのように限定されるものではない。図１に示された実施形態では、抵抗可変メモリセル１０６は、２端子アーキテクチャで機能することができる（例えば、セル１０６のための底部及び上部電極として機能する特定のワードライン１０２−１、１０２−２〜１０２−Ｎ及び１０４−１、１０４−２〜１０４−Ｍを備える）。
【００１４】
各抵抗可変メモリセル１０６は、選択デバイス（例えば、アクセスデバイス）に結合された（例えば、直列に）ストレージ要素（例えば、抵抗可変メモリ要素）を備えることができる。アクセスデバイスは、例えば、とりわけ、ダイオードまたはトランジスタ（例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）またはバイポーラトランジスタ（ＢＪＴ））であり得る。ストレージ要素は、例えば、可変抵抗を有することができるプログラム可能部分を含むことができる。メモリセル１０６は、例えば、スピントルクトランスファーランダムアクセスメモリ（ＳＴＴ  ＲＡＭ）セルであり、磁気トンネル接合を含むことができる。例えば、ストレージ要素は、例えば、遷移金属酸化物材料、または２つ以上の金属（例えば、遷移金属、アルカリ土類金属、及び／または希土類金属）を含むペロブスカイトなどの１つ以上の抵抗可変材料（例えば、複数の異なるデータ状態を表すことができる複数の異なる抵抗状態にプログラム可能である材料）を含むことができる。抵抗可変メモリセル１０６のストレージ要素に含むことができる抵抗可変材料の他の実施例は、とりわけ、トラップされた電荷を用いて導電性を変調するまたは変える様々な材料、様々なドープもしくはアンドープ材料から作られたカルコゲナイド、２元金属酸化物材料、巨大磁気抵抗材料、及び／または様々なポリマーベース抵抗可変可変材料、を含むことができる。実施形態は、特定の抵抗可変材料または複数の材料に限定されるものではない。このように、抵抗可変メモリセル１０６は、抵抗可変メモリセルの様々な他のタイプの中でも、シングルレベル及び／またはマルチレベル抵抗性ランダムアクセスメモリ（ＲＲＡＭ）セル、スピントルクトランスファーランダムアクセスメモリ（ＳＴＴ  ＲＡＭ）セル、プログラム可能導体メモリセル、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＣＲＡＭ）セル、磁気抵抗性ランダムアクセスメモリセル、及び／または導電性ブリッジングランダムアクセスメモリ（ＣＢＲＡＭ）セル、であり得る。
【００１５】
動作時、アレイ１００の抵抗可変メモリセル１０６は、選択されたワードライン１０２−０、１０２−１〜１０２−Ｎ及びビットライン１０４−０、１０４−１〜１０４−Ｍを介して、セル（例えば、セルのストレージ要素）に適用されるプログラミング信号（例えば、書込み電圧及び／または電流パルス）により、プログラムすることができる。例えば、抵抗可変メモリセル１０６に適用されるプログラミングパルスの振幅（例えば、大きさ）、持続期間（例えば、幅）、及び／または数は、セルを特定のデータ状態に対応するいくつかの異なる抵抗レベルのうちの１つにプログラムするために、調整する（例えば、変える）ことができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、シングルレベルの抵抗可変メモリセルは、２つのデータ状態（例えば、論理１または０）のうちの１つにプログラムすることができる。メモリセルは、セルを低い抵抗のデータ状態（例えば、論理１）に置く第１のプログラミング信号でプログラムすることができ、またはメモリセルは、セルを比較的高い抵抗のデータ状態に置く第２のプログラミング信号でプログラムすることができる。いくつかの実施例では、メモリセルの低いデータ抵抗状態と高い抵抗のデータ状態との間の抵抗の差は、読取窓と呼ぶことができる。例えば、高い抵抗のデータ状態のメモリセルは、低い抵抗のデータ状態の１０倍以上である抵抗を有することができ、したがって、メモリセルのプログラミング窓は、低い抵抗レベルの１０倍であることができる。本開示の実施形態は、特定の読取窓に限定されるものではなく、読取窓は、高い抵抗のデータ状態と低い抵抗のデータ状態との間の抵抗においていくつかの差を含むことができる。
【００１７】
センシング（例えば、読取及び／またはプログラムベリファイ）操作は、例えば、選択されたセルが結合された選択されたワードライン１０２−０、１０２−１〜１０２−Ｎに適用される特定の電圧に応じてそれぞれのセルに関連付けられたビットライン１０４−０、１０４−１〜１０４−Ｍ上の信号を感知する（例えば、読み取る）ことにより、抵抗可変メモリセル１０６のデータ状態（例えば、抵抗可変メモリセル１０６のストレージ要素の抵抗状態）を決定するために、使用することができる。それぞれのセルに関連付けられた信号を感知することは、信号の他の特性の中でも、電圧、電流、振幅、及び／またはスロープ（例えば、信号のパラメータの時間微分）のセンシング、を含むことができる。  メモリセルが３端子の選択デバイスを備えるいくつかの実施形態では、ワードライン電圧は、メモリセルを選択するために使用することができ、メモリセルを通る信号は、例えば、ビットラインと選択されたメモリセルのソースとの間の電圧差によって変化し、メモリセルの抵抗レベルを変えることができる。センシング操作は、センシング操作中にメモリセルに関連付けられた抵抗が、メモリセルを初期状態にプログラムするために使用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態とは異なるデータ状態に関連付けられた抵抗に近似的に対応するとき、抵抗可変メモリセルのデータ状態を不正確に決定する可能性がある。
【００１８】
本開示のいくつかの実施形態によるセンシング操作は、２つ以上のデータ状態に関連付けられた抵抗を有するセルに関連するセンシングエラーを低減させ、かつ／またはセンシング操作を行う時間を減少させることができる。以前の手法は、センシングエラー、または低減されても、メモリセルのデータ状態を決定するために２つのセンシング操作及びプログラミング操作を含むいくつかの時間がかかるステップを伴ったセンシングエラー、をもたらすセンシング操作を含んだ。いくつかの実施形態では、抵抗可変メモリセルを感知する方法は、プログラミング信号をメモリセルに適用することと、プログラミング信号の適用中にメモリセルのデータ状態が変化したかどうかを決定することによって、メモリセルのデータ状態を決定することと、を含むことができる。プログラミング信号の適用中のメモリのデータ状態の変化は、プログラミング信号の適用中にメモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定する変化決定構成要素を使用することによって、決定することができる。例えば、メモリセルのデータ状態を決定することは、メモリセルに関連付けられた信号の決定された変化が閾値の量よりも小さいとき、ｘメモリセルのデータ状態がメモリセルに適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態であることを決定することと、メモリセルに関連付けられた信号の決定された変化が閾値の量以上であるとき、メモリセルのデータ状態は、メモリセルに適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定することと、を含むことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、抵抗可変メモリセルを感知する方法は、プログラミング信号をメモリセルに適用することと、適用されたプログラミング信号に応じてメモリセルに関連付けられた第１の感知された信号を、適用されたプログラミング信号に応じてメモリセルに関連付けられた第２の感知された信号と、比較することにより、メモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から変化したかどうかを決定することによって、メモリセルのデータ状態を決定することと、を含むことができる。第１の感知された信号は、第１の期間中に感知することができる。ｘｘ第１の期間は、プログラミング信号が最初にセルに適用された時から時間Ｔｗｍｉｎまでの時間を含むことができる。Ｔｗｍｉｎは、メモリセルが抵抗レベルを切り換えるためにかかる時間量未満であり得る。第２の期間は、Ｔｗｍａｘ後の時間期間を含むことができる。Ｔｗｍａｘは、メモリセルが抵抗レベルを切り換えるためにかかる時間量よりも大きい時間であり得る。例えば、メモリセルのデータ状態を決定することは、第１の感知された信号と第２の感知された信号との間の差が閾値の量よりも小さいとき、メモリセルのデータ状態が、適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態であることを決定することと、第１の感知された信号と第２の感知された信号との間の差が閾値の量以上であるとき、メモリセルのデータ状態が、適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定することと、を含むことができる。
【００２０】
図２は、本開示のいくつかの実施形態によって、抵抗可変メモリセルのデータ状態を決定するための方法を示す。図２では、この方法は、変化決定構成要素を使用し、特定のプログラミング信号がメモリセルに適用されている間に、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定すること、を含む。この方法は、メモリセルが初期のデータ状態にプログラムされているときに、使用することができる。２２２では、データ状態を決定する方法（例えば、読取操作）を開始する。
【００２１】
２２２に示されるように、方法は、メモリセルに特定のプログラミング信号を適用することを含む。２２４において、方法は、メモリセルに関連付けられた信号を感知することを含む。いくつかの実施形態では、メモリセルに関連付けられた信号は、プログラミング信号がメモリセルに適用されている間に、感知される。メモリセルに関連付けられた感知された信号は、監視され、変化が発生したかどうかを決定することができる。２２６では、感知された信号の変化が発生したかどうかを決定する。メモリセルがＳＴＴメモリセルである実施例では、特定のプログラミング信号は、メモリセルを平行状態にプログラムするために使用されるプログラミング信号であり得る。２２８に示されるように、メモリセルに関連付けられた感知された信号の変化が発生した場合、メモリセルのデータ状態は、特定のプログラミング信号に関連付けられたデータ状態（例えば、反平行状態）とは異なるデータ状態である。例えば、感知された信号の変化の発生は、メモリセルの初期のデータ状態が反平行なデータ状態であり、かつ特定のプログラミング信号がメモリセルを平行状態にプログラムするために使用されるプログラミング信号である場合に、決定され、したがって、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したことを決定することは、メモリセルが特定のデータ状態（例えば、平行なデータ状態）ではなく、異なるデータ状態（例えば、反平行なデータ状態）であることを示す。感知された信号の変化は、プログラミング信号の適用中のメモリセルのデータ状態の変化を示すことができ、２２９に示されるように、メモリセルは、その初期の状態に戻るようにプログラムすることができる。例えば、メモリセルを反平行なデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号は、メモリセルを初期のデータ状態に戻すためにメモリセルに適用することができる。
【００２２】
２３０に示されるように、メモリセルに関連付けられた感知された信号に変化が存在しない場合、特定のプログラミング信号が最大値であるかどうか、または特定のプログラミング信号が最大の期間にわたってメモリセルに適用されたかどうか、について決定される。２３２で示されるように、特定のプログラミング信号が最大値である場合、または特定のプログラミング信号が最大期間にわたってメモリセルに適用された場合、メモリセルのデータ状態は、特定のプログラミング信号に関連付けられた特定のデータ状態である。特定のプログラミング信号が最大値ではなく、かつ特定のプログラミング信号が最大期間にわたってメモリセルに適用されてなかった場合、特定のプログラミング信号は、メモリセルに継続して適用される。いくつかの実施形態では、特定のプログラミング信号が継続してメモリセルに適用されるとき、特定のプログラミング信号の電圧または電流は、傾斜化することができる。例えば、図２に示された方法の実現時、特定のプログラミング信号は、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムするために使用されるいくつかのプログラミング信号値を介して漸増的に傾斜化することができる。特定のプログラミング信号は、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生すること、最大プログラミング信号値に達すること、または特定のプログラミング信号を適用する最大期間に達すること、の決定まで、漸増的に傾斜化することができる。メモリセルの初期のデータ状態が平行なデータ状態であり、かつ特定のプログラミング信号がメモリセルを平行状態にプログラムすることに関連付けられている場合、感知された信号の変化は発生し得ない、したがって、メモリセルに関連付けられた信号の変化が存在しないことは、メモリセルが、特定のデータ状態（例えば、平行なデータ状態）であることを示すことになる。メモリセルのデータ状態が特定のプログラミング信号に関連付けられた特定のデータ状態であることが一旦決定されると、メモリセルは、再プログラムする必要がなく、特定のデータ状態のまま残すことができ、または２３３に示されるように、メモリセルは、初期のデータ状態（例えば、特定のデータ状態）にプログラムして、メモリセルをリフレッシュすることができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、閾値を使用してメモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定することができ、閾値未満である変化は、メモリセルが特定のプログラミング信号に関連付けられたデータ状態であることを示し、また閾値以上である変化は、メモリセルが特定のプログラミング信号に関連付けられたデータ状態とは異なるデータ状態であることを示す。
【００２４】
図３は、本開示のいくつかの実施形態によって、抵抗可変メモリセルのデータ状態を決定するための方法を示す。図３において、方法は、変化決定構成要素を使用し、第１の期間中にメモリセルに関連付けられた感知された信号と第２の期間中にメモリセルに関連付けられた感知された信号との間に差が存在するかどうかを決定することを含む。この方法は、メモリセルが初期のデータ状態にプログラムされているときに、使用することができる。３３６では、データ状態を決定する方法（例えば、読取操作）を開始する。
【００２５】
３３６に示されるように、方法は、メモリセルに特定のプログラミング信号を適用することを含む。３３８では、方法は、第１の期間中にメモリセルに関連付けられた信号を感知し、第１の信号（Ｓｔ１）を決定することを含む。３４０では、方法は、第２の期間中にメモリセルに関連付けられた信号を感知し、第２の信号（Ｓｔ２）を決定することを含む。例えば、特定のプログラミング信号は、メモリセルを平行状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号であり得る。いくつかの実施形態では、信号は、プログラミング信号がメモリセルに適用されている間に、第１の期間及び第２の期間中に感知される。３４２に示されるように、第１及び第２の感知された信号が比較されて、第１の信号（Ｓｉｔ１）と第２の信号（Ｓｔ２）との間の差の絶対値が閾値以上であるかどうかを決定する。３４４において、第１の信号（Ｓｔ１）と第２の信号（Ｓｉｔ２）との間の差の絶対値が閾値以上である場合、メモリセルのデータ状態は、特定のプログラミング信号に関連付けられたデータ状態とは異なるデータ状態であり、３４５に示されるように、メモリセルは、その初期状態に戻るようにプログラムすることができる。メモリセルがＳＴＴメモリセルである実施例では、メモリセルの初期のデータ状態が反平行のデータ状態であり、かつ特定のプログラミング信号が、メモリセルを平行状態にプログラムするために使用されるプログラミング信号である場合、第１の信号（Ｓｔ１）と第２の信号（Ｓｉｔ２）との間の差の絶対値が、閾値以上であることを決定することができ、したがって、メモリセルに関連付けられた第１の信号と第２の信号において決定された差は、メモリセルが特定のデータ状態（例えば、平行なデータ状態）ではなく、異なるデータ状態（例えば、反平行なデータ状態）であることを示すことになる。メモリセルを反平行なデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号は、メモリセルを初期状態に戻すためにメモリセルに適用することができる。
【００２６】
３４６において、第１の信号（Ｓｔ１）と第２の信号（Ｓｔ２）との間の差の絶対値が閾値未満である場合、メモリセルのデータ状態は、特定のプログラミング信号に関連付けられた特定のデータ状態である。メモリセルがＳＴＴメモリセルである実施例では、メモリセルの初期のデータ状態が平行なデータ状態であり、かつ特定のプログラミング信号がメモリセルを平行な状態にプログラムするために使用されるプログラミング信号である場合、第１の信号（Ｓｔ１）と第２の信号（Ｓｉｔ２）との間の差の絶対値が、閾値未満であることを決定することができ、したがって、メモリセルに関連付けられた第１の信号と第２の信号について決定された差は、メモリセルが特定のデータ状態（例えば、平行なデータ状態）にあることを示すことになる。メモリセルのデータ状態が特定のプログラミング信号に関連付けられた特定のデータ状態であることが一旦決定されると、メモリセルは、再プログラムする必要がなく、特定のデータ状態のまま残すことができ、または３４７に示されるように、メモリセルは、その初期のデータ状態（例えば、特定のデータ状態）にプログラムして、メモリセルをリフレッシュすることができる。
【００２７】
図４は、本開示のいくつかの実施形態によるメモリデバイス４１０の形態で装置のブロック図を示す。図４に示されるように、メモリデバイス４１０は、メモリアレイ４００に結合された制御装置４１２を備える。本明細書で使用される場合、メモリシステム、制御装置、またはメモリデバイスはまた、別々に「装置」として見なすことができる。「装置」は、限定するものではないが、例えば、回路もしくは回路網、ダイもしくは複数のダイ、モジュールもしくは複数のモジュール、またはシステムもしくは複数のシステム、などの様々な構造または構造の組合せのいずれかを指すことができる。
【００２８】
メモリアレイ４００は、例えば、図１に関連して前述したメモリアレイ１００に類似することができる。１つのメモリアレイが図４に示されているが、本開示の実施形態は、そのように限定されるものではない（例えば、メモリデバイス４１０は、制御装置４１２に結合された１つを超えるメモリアレイを備えることができる）。
【００２９】
制御装置４１２は、例えば、制御回路網及び／またはファームウェアを備えることができる。制御装置４１２は、メモリアレイ４００と同じ物理デバイス（例えば、同じダイ）上に含めることができ、またはメモリアレイ４００を含む物理デバイスに通信可能に結合された別個の物理的デバイスに含めることができる。例えば、制御装置４１２は、アレイ試験装置の制御装置であり得る（例えば、アレイ４００のようなメモリアレイに試験操作を行うために使用される制御装置）。
【００３０】
一実施例では、制御装置４１２は、変化決定構成要素４１４を備える。変化決定構成要素４１４は、アレイ４００内のメモリセルに関連付けられた感知信号の変化及び／または差を決定するための制御回路網及び／またはファームウェアを備える。変化決定構成要素４１４は、メモリアレイ４００と同じ物理デバイス（例えば、同じダイ）に含めることができ、またはメモリアレイ４００を含む物理デバイスに通信可能に結合された別個の物理デバイスに含めることができる。いくつかの実施例の変化決定構造要素４１４に関連付けられた回路網は、図５Ａ〜５Ｃに示され、以下でより詳細に説明する。
【００３１】
制御装置４１２は、本開示のいくつかの実施形態によっていくつかの信号を、メモリアレイ４００内のメモリセルに（例えば、メモリセルのストレージ要素に）適用することができる。例えば、制御装置４１２は、図１に関連して前述したプログラミング信号を、メモリアレイ４００内のメモリセルのストレージ要素に適用することができる。
【００３２】
図４に示された実施形態は、本開示の実施形態を不明瞭にしないために示されていない追加の回路網を含むことができる。例えば、メモリデバイス４１０は、Ｉ／Ｏ回路網によってＩ／Ｏコネクタを介して提供されるアドレス信号をラッチするためのアドレス回路を備えることができる。アドレス信号は、メモリアレイ４００にアクセスするために、行デコーダ及び列デコーダによって受け取られ、復号化される。さらなる実施例では、メモリデバイス４１０は、センス（例えば、読取）回路網（例えば、変化決定構成要素４１４の他の回路網）を備えることができる。
【００３３】
図５Ａ〜５Ｃは、本開示のいくつかの実施形態による実施例の変化決定構成要素を示す。図５Ａでは、変化決定構成要素５４９は、特定のプログラミング信号がメモリセルに適用されている間に、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定するために使用することができる。変化決定構成要素５４９は、ダイオード５４８、キャパシタ５５０、コンパレータ５５２、及びラッチ５６２を備える。コンパレータ５５２は、入力５５６（Ｉｎ１）と入力５５８（Ｉｎ２）とを互いに比較することにより、信号５５４（Ｓｃｅｌｌ）の変化が発生したかどうかを決定するために使用することができる。入力５５６は、セルから直接の信号５５４を含み、入力５５８は、信号５５４がダイオード５４８及び充電されたキャパシタ５５０を通過後の信号を含む。コンパレータ５５２からの出力５６０（Ｏｕｔ）は、メモリセルのデータ状態を決定するために、ラッチ５６２に入力することができる。ラッチ５６２の出力５６４（ＤａｔａＯＵＴ）は、メモリセルのデータ状態がプログラミング信号によって変化したかどうかを示すことができる。このように、出力５６４が、データ状態が変化したことを示す場合、メモリセルは、その初期のデータ状態に再プログラムすることができる。
【００３４】
図５Ｂでは、変化決定構成要素５６６は、特定のプログラミング信号がメモリセルに適用されている間に、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定するために使用することができる。変化決定構成要素５６６は、抵抗体５６８、キャパシタ５７０、コンパレータ５７２、及びラッチ５８２を備える。コンパレータ５７２は、入力５７６（Ｉｎ１）と入力５７８（Ｉｎ２）とを互いに比較することにより、信号５７４（Ｓｃｅｌｌ）の変化が発生したかどうかを決定するために使用することができる。入力５７６は、セルから直接の信号５７４を含み、入力５７８は、信号５５４が抵抗体５６８及び充電されたキャパシタ５７０を通過後の信号を含む。コンパレータ５７２からの出力５８０（Ｏｕｔ）は、メモリセルのデータ状態を決定するために、ラッチ５８２に入力することができる。ラッチ５８２の出力５８４（ＤａｔａＯＵＴ）は、メモリセルのデータ状態がプログラミング信号によって変化したかどうかを示すことができる。このように、出力５８４が、データ状態が変化したことを示す場合、メモリセルは、その初期のデータ状態に再プログラムすることができる。
【００３５】
図５Ｃでは、変化決定構成要素５８５は、特定のプログラミング信号がメモリセルに適用されている間に、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定するために使用することができる。図５Ｃでは、変化決定構成要素５８５は、特定のプログラミング信号がメモリセルに適用されているとき、第１の期間中にメモリセルに関連付けられた信号と第２の期間中にメモリセルに関連付けられた信号との間の差を決定するために使用することができる。コンパレータ５９４のオフセットを最小限にするためのオートゼロ段階は、スイッチ５８８及び５９０を閉じ、かつスイッチ５８６を開くことにより、センシング操作が開始する前に完了する。いくつかの実施形態では、第１の期間中に、スイッチ５８６及びスイッチ５８８が活性化され、かつスイッチ５９０が活性化されない状態で、セルに関連付けられた信号５９９、Ｓｃｅｌｌを回路網５８５に適用し、キャパシタ５９２上の信号５９９に関連付けられた電圧をサンプリングする。第２の期間中に、スイッチ５８６が活性化され、かつスイッチ５８８及びスイッチ５９０が活性化されていない状態で、セルに関連付けられた信号５９９を回路網５８５に適用する。コンパレータ５９４は、第１の期間中に回路網５８５に適用された信号５９９と第２の期間中に回路網５８５に適用された信号５９９とを比較し、コンパレータ５９４からの出力５９７（Ｏｕｔ）は、メモリセルのデータ状態を決定するためにラッチ５９６に入力することができる。ラッチ５９６の出力５９８（ＤａｔａＯｕｔ）は、メモリセルのデータ状態が、プログラミング信号の適用によって変化したかどうかを示すことができる。このように、出力５９８が、データ状態が変化したことを示している場合、メモリセルは、その初期のデータ状態に再プログラムすることができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、図５Ａ〜５Ｃに示された回路網は、図４に示された制御装置４１２などの制御装置、及び／または図４に示されたアレイ４００などのメモリセルのアレイ、に含めることができる。本開示の実施形態は、図５Ａ〜５Ｃに示された回路網に限定されるものではない。
【００３７】
結論
本開示は、抵抗可変メモリセルを感知するための装置及び方法を含む。いくつかの実施形態は、メモリセルを初期のデータ状態にプログラミングすることを含み、またプログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、をメモリセルに適用することと、プログラミング信号の適用中にメモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から特定のデータ状態に変化したかどうかを決定することと、によって、メモリセルのデータ状態を決定することを含む。
【００３８】
要素が別の要素に対して「上にある」、「接続されている」、もしくは「結合されている」ものとして言及されるとき、それは他の要素に対して直接に上にある、接続されている、もしくは結合されている、ことが可能であり、または介在要素が存在することができることを理解されたい。対照的に、要素が別の要素に対して「直接に上にある」、「直接に接続されている」、もしくは「直接に結合されている」ものとして言及されるとき、介在する要素または層は存在しない。本明細書で使用される場合、「及び／または」の用語は、いくつかの関連する記載された項目のうちのいずれか及び全ての組合せを含む。
【００３９】
特定の実施形態が本明細書で示され、説明されたが、当業者は、同じ結果を達成するように意図された配設が示された特定の実施形態の代替となり得ることを理解するであろう。本開示は、本開示のいくつかの実施形態の改造または変形を包含することを意図する。上記の説明は、実例の様式で行われ、限定的なものでないことを理解されたい。上記の実施形態、及び本明細書で具体的に説明されなかった他の実施形態の組合せは、上記の説明の検討によって当業者には明らかであろう。本開示のいくつかの実施形態の範囲は、上記の構造及び方法が使用されている他の適用を含む。したがって、本開示のいくつかの実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照し、そのような特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲とともに、決定されるべきである。
【００４０】
前述の詳細な説明では、いくつかの特徴は、開示を簡素化する目的で単一の実施形態で一緒にグループ化されている。開示の本方法は、本開示の開示された実施形態が各請求項に明示的に列挙されているよりも多くの特徴を使用することを必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきでない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の主題は、単一の開示された実施形態の全てよりも少ない特徴に存する。したがって、以下の特許請求の範囲は、別個の実施形態として独立している各請求項とともに、本明細書によって詳細な説明に組み込まれる。
【図１】
2016522956.tif 000003
【図２】
2016522956.tif 000004
【図３】
2016522956.tif 000005
【図４】
2016522956.tif 000006
【図５Ａ】
2016522956.tif 000007
【図５Ｂ】
2016522956.tif 000008
【図５Ｃ】
2016522956.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月7日(2015.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗可変メモリセルのアレイと、
前記アレイに結合された制御装置あって、
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、を前記メモリセルに適用することと、
前記適用された プログラミング信号に応じて前記メモリセルに関連付けられた第１の感知された信号を、前記適用されたプログラミング信号に応じて前記メモリセルに関連付けられた第２の感知された信号と比較することによって、前記プログラミング信号の適用中に、前記メモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化したかどうかを決定することと、によって、前記メモリセルの前記データ状態を決定することを制御するように構成される、制御装置と、を備える、装置。
【請求項２】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記第１の感知された信号と前記第２の感知された信号との間の差が閾値未満の量であるとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態であることを決定することを含む、請求項１に記載の前記装置。
【請求項３】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記第１の感知された信号と前記第２の感知された信号との間の差が閾値以上の量であるとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定することを含む、請求項１に記載の前記装置。
【請求項４】
前記メモリセルの前記データ状態が、前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態であると決定され、前記メモリセルが、前記初期状態に戻るように再プログラムされ得る、請求項３に記載の前記装置。 
【請求項５】
前記メモリセルの前記データ状態が前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化するかどうかを決定することが、前記メモリセルに関連付けられた信号の変化を決定するための変化決定構成要素を使用することを含む、請求項１に記載の前記装置。
【請求項６】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記メモリセルに関連付けられた前記決定された信号の変化が閾値未満の量であるとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態であることを決定することを含む、請求項５に記載の前記装置。
【請求項７】
前記メモリセルの前記データ状態を決定することが、前記メモリセルに関連付けられた前記決定された信号の変化が閾値以上の量であるとき、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定することを含む、請求項５に記載の前記装置。
【請求項８】
前記変化決定構成要素が、ダイオード、キャパシタ、及びコンパレータを含む、請求項５に記載の前記装置。
【請求項９】
前記変化決定構成要素が、抵抗器、キャパシタ、及びコンパレータを含む、請求項５に記載の前記装置。
【請求項１０】
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、をメモリセルに適用することと、
第１の期間中に前記プログラミング信号が前記メモリセルに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、
第２の期間中に前記プログラミング信号が前記メモリセルに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた信号を感知することと、
第１の期間中及び前記第２の期間中に感知された前記信号を比較することによって、前記プログラミング信号の適用中に、前記メモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化するかどうかを決定することと、を含む、抵抗可変メモリセルを感知するための方法。
【請求項１１】
前記メモリセルの前記データ状態が初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化するかどうかを決定することが、前記プログラミング信号の適用が前記メモリセルの前記データ状態を前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化させる場合に、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態であることを決定し、前記プログラミング信号の適用が前記メモリセルの前記データ状態を前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化させない場合に、前記メモリセルの前記データ状態が前記特定のデータ状態とは異なることを決定することを含む、請求項１０に記載の前記方法。
【請求項１２】
前記方法が、前記プログラミング信号の適用が前記メモリセルの前記データ状態を前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化させた場合に、前記メモリセルを前記特定のデータ状態から前記初期のデータ状態に戻すようにプログラムすることを含む、請求項１０に記載の前記方法。
【請求項１３】
前記方法が、前記メモリセルに結合された制御装置を介して、前記メモリセルの前記データ状態が変化するかどうかを決定することを含む、請求項１０に記載の前記方法。
【請求項１４】
前記プログラミング信号を適用することが、プログラミングランプ信号を前記メモリセルに適用することを含む、請求項１０に記載の前記方法。
【請求項１５】
前記第１の期間中及び前記第２の期間中に感知された前記信号を比較することによって、前記プログラミング信号の適用中に、前記メモリセルの前記データ状態が前記初期のデータ状態から前記特定のデータ状態に変化するかどうかを決定することが、前記第１の期間中に感知された前記信号と前記第２の期間中に感知された前記信号との間の電気特性の勾配の変化を決定することを含む、請求項１０に記載の前記方法。
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月13日(2016.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗可変メモリセルのアレイと、
前記アレイに結合された制御装置であって、
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、を前記メモリセルに、第１の期間適用して、前記メモリセルに関連付けられた第１の感知された信号を生成することと、
前記プログラミング信号を前記メモリセルに、前記第１の期間と長さが異なる第２の期間適用して、前記メモリセルに関連付けられた第２の感知された信号を生成することと、
前記第１及び第２の感知された信号を比較することによって、前記プログラミング信号を前記メモリセルに前記第２の期間適用中に、前記メモリセルのデータ状態が変化したかどうかを決定することと、によって、前記メモリセルに格納されたデータを決定することを制御するように構成される、制御装置と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記メモリセルに格納された前記データを決定することが、前記第１の感知された信号と前記第２の感知された信号との間の差が閾値未満の量であるとき、前記メモリセルに格納された前記データが前記特定のデータ状態に対応するデータであることを決定することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記メモリセルに格納された前記データを決定することが、前記第１の感知された信号と前記第２の感知された信号との間の差が閾値以上の量であるとき、前記メモリセルに格納された前記データが前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態に対応するデータであることを決定することを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記メモリセルに格納された前記データが、前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態に対応するデータであると決定されたときに、前記制御装置が、前記メモリセルを、前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態に戻るように再プログラムする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記制御装置が、前記第１及び第２の感知された信号を比較するための変化決定構成要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記変化決定構成要素が、コンパレータと、前記コンパレータの入力端子と前記メモリセルとの間に接続されたキャパシタとを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記変化決定構成要素が、コンパレータと、前記コンパレータに接続され、前記第１の信号に関連する電荷を保持するように構成されたキャパシタとを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
プログラミング信号であって、メモリセルを特定のデータ状態にプログラムすることに関連付けられたプログラミング信号、をメモリセルに適用することと、
第１の期間中に前記プログラミング信号が前記メモリセルに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた第１の信号を感知することと、
前記第１の期間と長さが異なる第２の期間中に前記プログラミング信号が前記メモリセルに適用されている間に、前記メモリセルに関連付けられた第２の信号を感知することと、
前記第１及び第２の信号を比較することによって、前記第２の期間中に、前記メモリセルのデータ状態が変化したかどうかを決定することと、を含む、抵抗可変メモリセルを感知するための方法。
【請求項９】
前記メモリセルの前記データ状態が変化するかどうかを決定することが、前記第２の期間中に前記メモリセルの前記データ状態が変化した場合に、前記メモリセルに格納されたデータが前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態に対応するデータであることを決定し、前記第２の期間中に前記メモリセルの前記データ状態が変化しない場合に、前記メモリセルに格納された前記データが前記特定のデータ状態に対応するデータであることを決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法が、前記第２の期間中に前記メモリセルの前記データ状態が変化した場合に、前記メモリセルを前記特定のデータ状態から前記特定のデータ状態とは異なるデータ状態に戻すようにプログラムすることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が、前記メモリセルに結合された制御装置を介して、前記メモリセルの前記データ状態が変化したかどうかを決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記プログラミング信号を適用することが、プログラミングランプ信号を前記メモリセルに適用することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の期間中及び前記第２の期間中に感知された前記信号を比較することによって、前記プログラミング信号の適用中に、前記メモリセルの前記データ状態が変化したかどうかを決定することが、前記第１の期間中に感知された前記信号と前記第２の期間中に感知された前記信号との間の電気特性の勾配の変化を決定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の期間が、前記メモリセルを前記特定のデータ状態にプログラムするために必要な期間よりも短く、前記第２の期間が、前記メモリセルを前記特定のデータ状態にプログラムするために必要な期間よりも長いことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の期間が、前記メモリセルを前記特定のデータ状態にプログラムするために必要な期間よりも短く、前記第２の期間が、前記メモリセルを前記特定のデータ状態にプログラムするために必要な期間よりも長いことを特徴とする、請求項８乃至１３のいずれかに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本開示のいくつかの実施形態によるセンシング操作は、２つ以上のデータ状態に関連付けられた抵抗を有するセルに関連するセンシングエラーを低減させ、かつ／またはセンシング操作を行う時間を減少させることができる。以前の手法は、センシングエラー、または低減されても、メモリセルのデータ状態を決定するために２つのセンシング操作及びプログラミング操作を含むいくつかの時間がかかるステップを伴ったセンシングエラー、をもたらすセンシング操作を含んだ。いくつかの実施形態では、抵抗可変メモリセルを感知する方法は、プログラミング信号をメモリセルに適用することと、プログラミング信号の適用中にメモリセルのデータ状態が変化したかどうかを決定することによって、メモリセルのデータ状態を決定することと、を含むことができる。プログラミング信号の適用中のメモリのデータ状態の変化は、プログラミング信号の適用中にメモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定する変化決定構成要素を使用することによって、決定することができる。例えば、メモリセルのデータ状態を決定することは、メモリセルに関連付けられた信号の決定された変化が閾値の量よりも小さいとき、メモリセルのデータ状態がメモリセルに適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態であることを決定することと、メモリセルに関連付けられた信号の決定された変化が閾値の量以上であるとき、メモリセルのデータ状態は、メモリセルに適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定することと、を含むことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
いくつかの実施形態では、抵抗可変メモリセルを感知する方法は、プログラミング信号をメモリセルに適用することと、適用されたプログラミング信号に応じてメモリセルに関連付けられた第１の感知された信号を、適用されたプログラミング信号に応じてメモリセルに関連付けられた第２の感知された信号と、比較することにより、メモリセルのデータ状態が初期のデータ状態から変化したかどうかを決定することによって、メモリセルのデータ状態を決定することと、を含むことができる。第１の感知された信号は、第１の期間中に感知することができる。第１の期間は、プログラミング信号が最初にセルに適用された時から時間Ｔｗｍｉｎまでの時間を含むことができる。Ｔｗｍｉｎは、メモリセルが抵抗レベルを切り換えるためにかかる時間量未満であり得る。第２の期間は、Ｔｗｍａｘ後の時間期間を含むことができる。Ｔｗｍａｘは、メモリセルが抵抗レベルを切り換えるためにかかる時間量よりも大きい時間であり得る。例えば、メモリセルのデータ状態を決定することは、第１の感知された信号と第２の感知された信号との間の差が閾値の量よりも小さいとき、メモリセルのデータ状態が、適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態であることを決定することと、第１の感知された信号と第２の感知された信号との間の差が閾値の量以上であるとき、メモリセルのデータ状態が、適用されたプログラミング信号に関連付けられたデータ状態とは異なるデータ状態であることを決定することと、を含むことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図５Ａ〜５Ｃは、本開示のいくつかの実施形態による実施例の変化決定構成要素を示す。図５Ａでは、変化決定構成要素５４４は、特定のプログラミング信号がメモリセルに適用されている間に、メモリセルに関連付けられた信号の変化が発生したかどうかを決定するために使用することができる。変化決定構成要素５４４は、ダイオード５４８、キャパシタ５５０、コンパレータ５５２、及びラッチ５６２を備える。コンパレータ５５２は、入力５５６（Ｉｎ１）と入力５５８（Ｉｎ２）とを互いに比較することにより、信号５５４（Ｓｃｅｌｌ）の変化が発生したかどうかを決定するために使用することができる。入力５５６は、セルから直接の信号５５４を含み、入力５５８は、信号５５４がダイオード５４８及び充電されたキャパシタ５５０を通過後の信号を含む。コンパレータ５５２からの出力５６０（Ｏｕｔ）は、メモリセルのデータ状態を決定するために、ラッチ５６２に入力することができる。ラッチ５６２の出力５６４（ＤａｔａＯＵＴ）は、メモリセルのデータ状態がプログラミング信号によって変化したかどうかを示すことができる。このように、出力５６４が、データ状態が変化したことを示す場合、メモリセルは、その初期のデータ状態に再プログラムすることができる。
【国際調査報告】
2016522956.tif 000010
2016522956.tif 000011