JP2022095431A - メモリセルアレイユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】内部電圧に起因する動作不良を抑制することの可能なメモリセルアレイユニットを提供する。【解決手段】本開示の第1の側面に係るメモリセルアレイユニットは、内部電源部と、メモリセルアレイと、マイクロコントローラとを備えている。メモリセルアレイは、内部電源部を共有する書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを含む。マイクロコントローラは、複数の不揮発性メモリセルのうちの一部である複数の第1の不揮発性メモリセルに対してセット動作を同時に行うとともに、複数の不揮発性メモリセルのうち、複数の第1の不揮発性メモリセルとは異なる複数の第2の不揮発性メモリセルに対して、セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作を行う。【選択図】図9
Description
本開示は、メモリセルアレイユニットに関する。
従来、不揮発性を備える書き換え可能な複数のメモリセルを備えたメモリセルアレイユニットが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
ところで、上述のメモリセルアレイユニットでは、外部電源から供給される低精度の電源電圧を元にレギュレータにより高精度の内部電圧が生成され、メモリセルに印加される。この内部電圧には、配線抵抗やメモリセルに流す電流によって電圧降下が生じる。そのため、メモリセルに印加する電圧をメモリセルの位置によらず一定に保つことが難しく、動作不良が生じる可能性があった。従って、内部電圧に起因する動作不良を抑制することの可能なメモリセルアレイユニットを提供することが望ましい。
本開示の第1の側面に係るメモリセルアレイユニットは、内部電源部と、メモリセルアレイと、マイクロコントローラとを備えている。メモリセルアレイは、内部電源部を共有する書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを含む。マイクロコントローラは、複数の不揮発性メモリセルのうちの一部である複数の第1の不揮発性メモリセルに対してセット動作を同時に行うとともに、複数の不揮発性メモリセルのうち、複数の第1の不揮発性メモリセルとは異なる複数の第2の不揮発性メモリセルに対して、セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作を行う。
本開示の第1の側面に係るメモリセルアレイユニットでは、複数の第1の不揮発性メモリセルに対してセット動作が同時に行われるとともに、複数の第2の不揮発性メモリセルに対して、セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作が行われる。これにより、複数の第2の不揮発性メモリセルに対してリセット動作が同時に行われた場合と比べて、内部電源部の最大負荷電流が低く抑えされる。
本開示の第2の側面に係るメモリセルアレイユニットは、メモリセルアレイと、内部電源部と、マイクロコントローラとを備えている。メモリセルアレイは、書込み可能な複数の不揮発性メモリセルと、複数の不揮発性メモリセルを駆動する駆動部とを含む。内部電源部は、メモリセルアレイに対して電流を供給する。マイクロコントローラは、書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて駆動部の制御を行う。駆動部は、内部電源部から不揮発性メモリセルに対して供給される電流の経路に設けられた可変抵抗回路と、上記の経路における過電流を制限する電流制限回路とを有している。
本開示の第2の側面に係るメモリセルアレイユニットでは、内部電源部から不揮発性メモリセルに対して供給される電流の経路に設けられた可変抵抗回路が、書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて制御される。これにより、例えば、書き込み対象の不揮発性メモリセルの、内部電源部との位置関係に応じて可変抵抗回路の抵抗値を調整することが可能である。その結果、可変抵抗回路が設けられていない場合と比べて、書き込み対象の各不揮発性メモリセルに対して流れる電流がより均一となる。
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本技術は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(例えば各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。
<1.実施の形態>
[構成]
図1は、一実施の形態に係る情報処理システムの機能ブロックの一例を表したものである。この情報処理システムは、ホストコンピュータ100およびメモリ部200を備えている。メモリ部200は、メモリコントローラ300、1または複数のメモリセルアレイユニット400および電源部500を備えている。図1には、1つのメモリセルアレイユニット400が設けられている様子が例示されている。メモリセルアレイユニット400は、本開示の「メモリセルアレイユニット」の一具体例に相当する。
[構成]
図1は、一実施の形態に係る情報処理システムの機能ブロックの一例を表したものである。この情報処理システムは、ホストコンピュータ100およびメモリ部200を備えている。メモリ部200は、メモリコントローラ300、1または複数のメモリセルアレイユニット400および電源部500を備えている。図1には、1つのメモリセルアレイユニット400が設けられている様子が例示されている。メモリセルアレイユニット400は、本開示の「メモリセルアレイユニット」の一具体例に相当する。
(ホストコンピュータ100)
ホストコンピュータ100は、メモリ部200を制御する。具体的には、ホストコンピュータ100は、アクセス先の論理アドレスを指定するコマンドを発行して、そのコマンドやデータをメモリ部200に供給する。ホストコンピュータ100は、メモリ部200から出力されたデータを受け取る。ここで、コマンドは、メモリ部200を制御するためのものであり、例えば、データの書き込み処理を指示する書き込みコマンド、または、データの読み出し処理を指示する読み出しコマンドを含む。また、論理アドレスは、ホストコンピュータ100が定義するアドレス空間において、ホストコンピュータ100がメモリ部200にアクセスする際のアクセス単位の領域ごとに割り振られたアドレスである。
ホストコンピュータ100は、メモリ部200を制御する。具体的には、ホストコンピュータ100は、アクセス先の論理アドレスを指定するコマンドを発行して、そのコマンドやデータをメモリ部200に供給する。ホストコンピュータ100は、メモリ部200から出力されたデータを受け取る。ここで、コマンドは、メモリ部200を制御するためのものであり、例えば、データの書き込み処理を指示する書き込みコマンド、または、データの読み出し処理を指示する読み出しコマンドを含む。また、論理アドレスは、ホストコンピュータ100が定義するアドレス空間において、ホストコンピュータ100がメモリ部200にアクセスする際のアクセス単位の領域ごとに割り振られたアドレスである。
(メモリコントローラ300)
メモリコントローラ300は、1または複数のメモリセルアレイユニット400を制御する。メモリコントローラ300は、ホストコンピュータ100から、論理アドレスを指定する書き込みコマンドを受け取る。また、メモリコントローラ300は、書き込みコマンドに従って、データの書き込み処理を実行する。この書き込み処理においては、論理アドレスが物理アドレスに変換され、その物理アドレスにデータが書き込まれる。ここで、物理アドレスは、メモリコントローラ300が1または複数のメモリセルアレイユニット400にアクセスする際のアクセス単位ごとに1または複数のメモリセルアレイユニット400において割り振られたアドレスである。メモリコントローラ300は、論理アドレスを指定する読み出しコマンドを受け取ると、その論理アドレスを物理アドレスに変換し、その物理アドレスからデータを読み出す。そして、メモリコントローラ300は、読み出したデータをリードデータとしてホストコンピュータ100に出力する。
メモリコントローラ300は、1または複数のメモリセルアレイユニット400を制御する。メモリコントローラ300は、ホストコンピュータ100から、論理アドレスを指定する書き込みコマンドを受け取る。また、メモリコントローラ300は、書き込みコマンドに従って、データの書き込み処理を実行する。この書き込み処理においては、論理アドレスが物理アドレスに変換され、その物理アドレスにデータが書き込まれる。ここで、物理アドレスは、メモリコントローラ300が1または複数のメモリセルアレイユニット400にアクセスする際のアクセス単位ごとに1または複数のメモリセルアレイユニット400において割り振られたアドレスである。メモリコントローラ300は、論理アドレスを指定する読み出しコマンドを受け取ると、その論理アドレスを物理アドレスに変換し、その物理アドレスからデータを読み出す。そして、メモリコントローラ300は、読み出したデータをリードデータとしてホストコンピュータ100に出力する。
(電源部500)
電源部500は、1または複数のメモリセルアレイユニット400に対して所望の電圧を供給するものである。電源部500は、例えば、後述のwlデコーダ112に対して、書き込み時(セット時、リセット時)または読み出し時(センス時)に用いる電圧などを供給する。電源部500は、例えば、後述のblデコーダ113に対して、書き込み時(セット時、リセット時)または読み出し時(センス時)に用いる電圧などを供給する。
電源部500は、1または複数のメモリセルアレイユニット400に対して所望の電圧を供給するものである。電源部500は、例えば、後述のwlデコーダ112に対して、書き込み時(セット時、リセット時)または読み出し時(センス時)に用いる電圧などを供給する。電源部500は、例えば、後述のblデコーダ113に対して、書き込み時(セット時、リセット時)または読み出し時(センス時)に用いる電圧などを供給する。
(メモリセルアレイユニット400)
次に、メモリセルアレイユニット400について説明する。図2は、メモリセルアレイユニット400の機能ブロックの一例を表したものである。メモリセルアレイユニット400は、例えば、半導体チップで構成されている。メモリセルアレイユニット400は、例えば、図2に示したように、m個のダイ400-j(1≦j≦m)を有している。各ダイ400-jは、例えば、図3に示したように、z個のバンク410-k(1≦k≦z)と、各バンク410-kに対するアクセス制御を行うPeriphery回路420と、メモリコントローラ300との通信を行うInterface回路430とを有している。
次に、メモリセルアレイユニット400について説明する。図2は、メモリセルアレイユニット400の機能ブロックの一例を表したものである。メモリセルアレイユニット400は、例えば、半導体チップで構成されている。メモリセルアレイユニット400は、例えば、図2に示したように、m個のダイ400-j(1≦j≦m)を有している。各ダイ400-jは、例えば、図3に示したように、z個のバンク410-k(1≦k≦z)と、各バンク410-kに対するアクセス制御を行うPeriphery回路420と、メモリコントローラ300との通信を行うInterface回路430とを有している。
各バンク410-kは、例えば、図4に示したように、メモリセルアレイ10と、マイクロコントローラ20と、内部電源部30とを有している。メモリセルアレイ10は、本開示の「メモリセルアレイ」の一具体例に相当する。マイクロコントローラ20は、本開示の「マイクロコントローラ」の一具体例に相当する。内部電源部30は、本開示の「内部電源部」の一具体例に相当する。
メモリセルアレイ10は、1ビットのアクセス単位をそれぞれ有するn個のタイル10aを有している。なお、図4には、12個のタイル10aが3行4列で配列されている場合が例示されている。マイクロコントローラ20は、各タイル10aに対するアクセス制御やメモリコントローラ300との通信を行う。各バンク410-kにおいて、マイクロコントローラ20は、複数のタイル10aを協調動作させ、全体で所定のビットサイズのデータブロックのアクセスを実現する。各バンク410-kにおいて、マイクロコントローラ20は、例えば、メモリコントローラ300からの読み書き制御に基づいて、データ書き込みやデータ読み出しのためにメモリコントローラ300から各バンク410-kに割り当てられるnビットの割り当てビットを用いてメモリセルアレイ10に対するnビットのデータの読み書きを行う。各バンク410-kにおいて、マイクロコントローラ20は、例えば、メモリコントローラ300からの読み書き制御に基づいて、nビットのデータブロックのアクセスを行う。
マイクロコントローラ20は、各タイル10aに対して各種信号を入力することにより、メモリセルアレイ10に対する書き込み動作(セット動作、リセット動作)、読み出し動作(センス動作)を実現する。セット動作とは、タイル10aに対して後述のセット電流Isetを流すことを指している。リセット動作とは、タイル10aに対して後述のリセット電流Irstを流すことを指している。
複数のタイル10aがマイクロコントローラ20との関係で行列状に配置されている場合、マイクロコントローラ20は、複数のタイル10aに対して行ごとに順次、リセット動作を行う。このとき、メモリセルアレイ10には、行ごとにリセット信号線が設けられており、マイクロコントローラ20は、行ごとに設けられたリセット信号線を介して、複数のタイル10aに対してリセット信号rst(例えばrst1,rst2,rst3)を行ごとに順次、印加することにより、リセット動作を行うレベルシフタ21を有している。レベルシフタ21は、例えば、入力されたリセット信号に基づいて、時間軸において互いに重なり合わない複数のリセット信号rst(例えば3つのリセット信号rst1,rst2,rst3)を生成し、セット動作が行われている間にメモリセルアレイ10に印加する。マイクロコントローラ20は、リセット信号rst以外の各種制御信号(制御信号ctl)については、各タイル10aに対して同時に印加することにより、書き込み動作(セット動作、リセット動作)、読み出し動作(センス動作)を行う。
内部電源部30は、電源部500から供給された低精度の電源電圧を元に高精度の内部電圧を生成し、メモリセルアレイ10に対して供給する。複数のタイル10aがマイクロコントローラ20との関係で行列状に配置されている場合、内部電源部30は、所定の単位列ごとに1つずつ割り当てられた複数のレギュレータ30aを有している。なお、図4には、複数のレギュレータ30aが行列状に配置された複数のタイル10aにおける2列ごとに1つずつ割り当てられている場合が例示されている。各レギュレータ30aは、対応する列に設けられた複数のタイル10aによって共有されている。つまり、メモリセルアレイ10は、レギュレータ30aを共有する複数のタイル10aを含んでいる。
レギュレータ30aは、セット動作のときにセット対象のメモリセルMCにセット電流Isetを流すのに必要な電圧(第1の電圧)と、リセット動作のときにリセット対象のメモリセルMCに、セット電流Isetの波高値よりも大きな波高値のリセット電流Irstを流すのに必要な電圧(第2の電圧)とを生成する。メモリセルアレイ10には、レギュレータ30aと、レギュレータ30aに対応する複数のタイル10aとを接続する一組の配線Laが設けられている。一組の配線Laには、例えば、書き込み動作時(セット動作時、リセット動作時)にタイル10aに電圧(第1の電圧)を供給する配線や、読み出し動作時(センス動作時)にタイル10aに電圧(第2の電圧)を供給する配線などが含まれている。マイクロコントローラ20は、セット動作のときにセット対象の各メモリセルMCに対して電圧(第1の電圧)が供給されるとともに、リセット動作のときにリセット象の各メモリセルMCに対して電圧(第2の電圧)が供給されるように、メモリセルアレイ10を制御する。なお、書き込み動作(セット動作、リセット動作)については、後に詳述する。
各バンク410-kにおいて、マイクロコントローラ20は、例えば、メモリコントローラ300からの読み書き制御に基づいて、データ書き込みやデータ読み出しのためにメモリコントローラ300から各バンク410-kに割り当てられるnビットの割り当てビットを用いてメモリセルアレイ10に対するnビットのデータの読み書きを行う。各バンク410-kにおいて、マイクロコントローラ20は、例えば、メモリコントローラ300からの読み書き制御に基づいて、nビットのデータブロックのアクセスを行う。
各タイル10aは、例えば、図5に示すように、メモリセルアレイ111を有している。メモリセルアレイ111は、例えば、ワード線wlとビット線blとの各交点に、1ビットのメモリセルMCを有する。メモリセルMCは、本開示の「不揮発性メモリセル」の一具体例に相当する。メモリセルMCは、書き込み可能な不揮発性のメモリである。メモリセルMCは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子VR(Variable Resistor)と、双方向ダイオード特性を有する選択素子SE(Selector Element)との直列構造となっている。抵抗変化素子VRは、例えば、相変化メモリ(PCM)である。
メモリセルアレイ111は、例えば、図7に示したように、2層のメモリセルアレイ111a,111bによって構成されていてもよい。メモリセルアレイ111a,111bは、それぞれ、例えば、図7に示すように、上部ワード線uwlとビット線blとの各交点と、下部ワード線lwlとビット線blとの各交点とに、1ビットのメモリセルMCを有する。本明細書では、上部ワード線uwlおよび下部ワード線lwlの総称としてワード線wlを適宜、用いるものとする。
各タイル11は、例えば、図5に示すように、wlデコーダ112、blデコーダ113、電圧スイッチ114、ラッチ115およびセンスアンプ(SA)116を有している。
wlデコーダ112は、マイクロコントローラ20による制御信号(ワード線アドレス)に基づいて、各ワード線wlに対して所定の電圧を印加する。wlデコーダ112は、例えば、図6に示したように、各メモリセルMCに共通に設けられたgwlデコーダ112aと、メモリセルMCごとに1つずつ設けられたlwlデコーダ112bとを有している。lwlデコーダ112bには、電流制限機能を有する選択素子SE2と、非選択時にメモリセルMCのワード線wl側の電位を所定の電圧(例えば、メモリセルMCが形成された基板の基準電位)にするためのトランジスタTR2とを含んで構成されている。選択素子SE2は、メモリセルMCに流れる電流Icが流れる経路に設けられている。
blデコーダ113は、マイクロコントローラ20による制御信号(ビット線アドレス)に基づいて、複数のビット線blの中から1または複数のビット線blを選択する。blデコーダ113は、例えば、図6に示したように、各メモリセルMCに共通に設けられたgblデコーダ113aと、メモリセルMCごとに1つずつ設けられたlblデコーダ113bとを有している。lblデコーダ113bには、選択素子SE1と、非選択時にメモリセルMCのビット線bl側の電位を所定の電圧(例えば、メモリセルMCが形成された基板の基準電位)にするためのトランジスタTR1とを含んで構成されている。
電圧スイッチ114は、マイクロコントローラ20による制御信号Ctlと、ラッチ115のセットラッチおよびリセットラッチのデータとに基づいて、選択されたワード線wlおよびビット線blが接続されるノードgwl,gblの電圧を切り換える。電圧スイッチ114には、レギュレータ30aからの電圧が供給される。
ラッチ115は、例えば、書き込みデータWDATAをラッチするライトラッチと、読み出しデータRDATAをラッチするセンスラッチとを有している。書き込みデータWDATAは、バンク410-kに入力された書き込みデータのうちの1ビット分のデータに相当する。読み出しデータRDATAは、バンク410-kから読み出される読み出しデータのうちの1ビット分のデータに相当する。ラッチ115は、さらに、例えば、マイクロコントローラ20による論理演算によって生成されたセットデータをラッチするセットラッチと、マイクロコントローラ20による論理演算によって生成されたリセットデータをラッチするリセットラッチとを有している。
マイクロコントローラ20は、ライトラッチの値およびセンスラッチの値に基づいて、セットラッチの値およびリセットラッチの値を決定する。マイクロコントローラ20は、例えば、ライトラッチの値=センスラッチの値のとき、当該タイル10aにおいて書き込み動作は必要ないので、セットラッチの値およびリセットラッチの値を0とする。マイクロコントローラ20は、例えば、ライトラッチの値=1,センスラッチの値=0のとき、当該タイル10aにおいてセット動作を行う必要があるので、セットラッチの値を1とし、リセットラッチの値を0とする。マイクロコントローラ20は、例えば、ライトラッチの値=0,センスラッチの値=1のとき、当該タイル10aにおいてリセット動作を行う必要があるので、セットラッチの値を0とし、リセットラッチの値を1とする。
ラッチ115は、マイクロコントローラ20から入力された書き込みデータWDATAをライトラッチにラッチする。ラッチ115は、センスアンプ116から入力された読み出しデータRDATAをセンスラッチにラッチし、マイクロコントローラ20による制御に従ってセンスラッチの値をマイクロコントローラ20に出力する。ラッチ115は、マイクロコントローラ20から入力されたセットデータをセットラッチにラッチし、マイクロコントローラ20による制御に従ってセットラッチの値を電圧スイッチ114に出力する。ラッチ115は、マイクロコントローラ20から入力されたリセットデータをセットラッチにラッチし、マイクロコントローラ20による制御に従ってリセットラッチの値を電圧スイッチ114に出力する。
センスアンプ116は、マイクロコントローラ20による制御信号Ctlに基づいて、wlデコーダ112から得られたノードgwlの電圧を参照電圧と比較し、抵抗変化素子VRが低抵抗状態(LRS)であるか高抵抗状態(HRS)であるかを判別する。センスアンプ116は、抵抗変化素子VRが低抵抗状態(LRS)である場合には論理0を生成し、抵抗変化素子VRが高抵抗状態(HRS)である場合には論理1を生成し、これにより、読み出しデータRDATAを生成する。センスアンプ116は、生成した読み出しデータRDATAをラッチ115に出力する。
[動作]
次に、本実施の形態に係る情報処理システムの動作について説明する。
次に、本実施の形態に係る情報処理システムの動作について説明する。
ホストコンピュータ100がメモリセルアレイユニット400にアクセスするデータ単位に対して、各バンク410-kの、書き込みや読み出しのためのデータ単位は非常に小さく、nビット(例えば12ビット)となっている。最小限の遅延で、ホストコンピュータ100の要求(特にリード要求)に応えるため、メモリコントローラ300は、ホストコンピュータ100のアクセス粒度を、複数のバンク410-kに分散して読み書き制御を行う。
(セット)
タイル10aは、例えば、セットラッチが1、リセットラッチが0のとき、ビット線blに+4.5Vを印加するとともに、下部ワード線lwlに-3.7Vを印加する(図8参照)。これにより、下部ワード線lwlとビット線blとの交差点にあるメモリセルMCの抵抗変化素子VRが高抵抗状態(HRS)から低抵抗状態(LRS)に変化する。このようにして、メモリセルMCがセットされる。タイル10aは、例えば、セットラッチが0、リセットラッチが0のとき、ビット線blに0Vを印加するとともに、下部ワード線lwlに0V~0.8Vを印加する(図8参照)。これにより、下部ワード線lwlとビット線blとの交差点にあるメモリセルMCに対して状態変化を生じさせない。
タイル10aは、例えば、セットラッチが1、リセットラッチが0のとき、ビット線blに+4.5Vを印加するとともに、下部ワード線lwlに-3.7Vを印加する(図8参照)。これにより、下部ワード線lwlとビット線blとの交差点にあるメモリセルMCの抵抗変化素子VRが高抵抗状態(HRS)から低抵抗状態(LRS)に変化する。このようにして、メモリセルMCがセットされる。タイル10aは、例えば、セットラッチが0、リセットラッチが0のとき、ビット線blに0Vを印加するとともに、下部ワード線lwlに0V~0.8Vを印加する(図8参照)。これにより、下部ワード線lwlとビット線blとの交差点にあるメモリセルMCに対して状態変化を生じさせない。
(リセット)
タイル10aは、例えば、セットラッチが0、リセットラッチが1のとき、ビット線blに+4.5Vを印加するとともに、下部ワード線lwlに-3.7Vを印加する。これにより、下部ワード線lwlとビット線blとの交差点にあるメモリセルMCの抵抗変化素子VRが低抵抗状態(LRS)から高抵抗状態(HRS)に変化する。このようにして、メモリセルMCがリセットされる。
タイル10aは、例えば、セットラッチが0、リセットラッチが1のとき、ビット線blに+4.5Vを印加するとともに、下部ワード線lwlに-3.7Vを印加する。これにより、下部ワード線lwlとビット線blとの交差点にあるメモリセルMCの抵抗変化素子VRが低抵抗状態(LRS)から高抵抗状態(HRS)に変化する。このようにして、メモリセルMCがリセットされる。
図9は、メモリセルMCに流れる電流の波形の一例を表したものである。一般に、書き込みデータのパターンは任意である。そのため、バンク410-kの中の複数のタイル10aのうち、全部がセット動作もしくはリセット動作の場合もあれば、バンク410-kの中の複数のタイル10aにおいて、セット動作およびリセット動作が混在する場合もある。本実施の形態では、書き込み時間を短くするために、コントローラ20は、バンク410-kに入力された書き込みデータに基づいて、各タイル10aに対してセット動作とリセット動作を同時に行う。
具体的には、コントローラ20は、バンク410-kに入力された書き込みデータおよびアドレスデータ(物理アドレス)に応じてセット動作およびリセット動作を行う。コントローラ20は、例えば、バンク410-kに入力されたアドレスデータ(物理アドレス)に基づいて、バンク410-kに入力された書き込みデータと、各タイル10aの状態とを対比する。コントローラ20は、その対比結果に基づいて、例えば、図9に示したように、セット動作の必要な各タイル10aに対してセット動作(セット電流Isetを流す制御)を期間Δt1において同時に行うとともに、リセット動作の必要な各タイル10aに対して、セット動作を行っている期間Δt1内に所定の単位(例えば行)ごとに順次、リセット動作(リセット電流Irstを流す制御)を行う。
セット動作を行う期間Δt1は、セット電流Isetのパルス幅で決まる。リセット動作を行う期間Δt2は、リセット電流Irstのパルス幅で決まり、セット電流Isetのパルス幅よりも狭くなっている。例えば、バンク410-kにおいて、12個のタイル10aが3行4列で配列されている場合、リセット動作を行う期間Δt2は、セット動作を行う期間Δt1の1/3未満となっている。また、リセット電流Irstの波高値は、セット電流Isetの波高値の2~3倍程度となっている。このとき、レギュレータ30aの最大負荷電流は、リセット動作の必要な各タイル10aに対してリセット動作を同時に行ったときと比べて、リセット動作の分割数をdとしたとき、1/d倍に軽減される。
(読み出し(センス)動作)
図10は、メモリ部200における読み出し(センス)動作の一例を表したものである。メモリコントローラ300は、読み出しコマンドおよび論理アドレスを受け取ると、その論理アドレスを物理アドレス(バンクアドレス、バンク内アドレス)に変換した後、読み出しコマンドおよび物理アドレスをInterface回路430に送信する(ステップS11)。Interface回路430は、メモリコントローラ300から読み出しコマンドおよび物理アドレスを受信すると、受信したバンクアドレスに対応するバンク410-kのマイクロコントローラ20に、センスコマンドをバンク内アドレスとともに送信する(ステップS12)。
図10は、メモリ部200における読み出し(センス)動作の一例を表したものである。メモリコントローラ300は、読み出しコマンドおよび論理アドレスを受け取ると、その論理アドレスを物理アドレス(バンクアドレス、バンク内アドレス)に変換した後、読み出しコマンドおよび物理アドレスをInterface回路430に送信する(ステップS11)。Interface回路430は、メモリコントローラ300から読み出しコマンドおよび物理アドレスを受信すると、受信したバンクアドレスに対応するバンク410-kのマイクロコントローラ20に、センスコマンドをバンク内アドレスとともに送信する(ステップS12)。
マイクロコントローラ20は、指定されたバンク内アドレスを、タイル10a内のワード線アドレスおよびビット線アドレスに変換し、各タイル10aに対して、ワード線アドレスおよびビット線アドレスを設定する(ステップS13)。マイクロコントローラ20は、メモリセルアレイ10に対して、各種制御信号(制御信号ctl)を印可する。これにより、タイル10aは、読み出し対象である各メモリセルMCに対して、ワード線WLおよびビット線BLを介して読み出し用の電圧(および電流Isns)を印可する(ステップS14、図9)。マイクロコントローラ20は、読み出し対象である各メモリセルMCからデータを読み出し、センスラッチに取り込む(ステップS15)。
Interface回路430は、メモリコントローラ300から読み出しコマンドを受信した後、所定の期間Δxが経過したタイミングで、各バンク410-kのマイクロコントローラ20にデータ読み出しを指令する。所定の期間Δxとは、メモリコントローラ300から読み出しコマンドを受信してから、センスラッチにデータを取り込むまでの期間に相当する。
各バンク410-kにおいて、マイクロコントローラ20は、Interface回路430からの指令に従って、各タイル10aのセンスラッチから1ビットのデータを読み出し、それにより得られたnビットのデータをInterface回路430に送信する(ステップS16)。Interface回路430は、各バンク410-kから得られたnビットのデータからなるn×kビットの読み出しデータをメモリコントローラ300に送信する(ステップS17)。このようにして、読み出し動作が行われる。
(書き込み(セット,リセット)動作)
図11は、メモリ部200における書き込み(セット,リセット)動作の一例を表したものである。メモリコントローラ300は、書き込みコマンド、論理アドレスおよび書き込みデータを受け取ると、その論理アドレスを物理アドレス(バンクアドレス、バンク内アドレス)に変換した後、書き込みコマンドおよび物理アドレスを、コマンドアドレスバスを介してInterface回路430に送信する(ステップS21)。このとき、メモリコントローラ300は、書き込みデータを、データバスを介してInterface回路430に送信する(ステップS22)。
図11は、メモリ部200における書き込み(セット,リセット)動作の一例を表したものである。メモリコントローラ300は、書き込みコマンド、論理アドレスおよび書き込みデータを受け取ると、その論理アドレスを物理アドレス(バンクアドレス、バンク内アドレス)に変換した後、書き込みコマンドおよび物理アドレスを、コマンドアドレスバスを介してInterface回路430に送信する(ステップS21)。このとき、メモリコントローラ300は、書き込みデータを、データバスを介してInterface回路430に送信する(ステップS22)。
Interface回路430は、メモリコントローラ300から書き込みコマンド、物理アドレスおよび書き込みデータを受信すると、受信したバンクアドレスに対応するバンク410-kのマイクロコントローラ20に、コマンドアドレスバスを介して書き込みコマンドおよびバンク内アドレスを送信する(ステップS23)。このとき、Interface回路430は、受信したバンクアドレスに対応するバンク410-kのマイクロコントローラ20に、データバスを介して書き込みデータを送信する(ステップS24)。マイクロコントローラ20は、受信した書き込みデータを、各タイル10aのライトラッチに1ビットずつ保持させる。続いて、マイクロコントローラ20は、読み出し(センス)動作におけるステップS13、S14、S15と同様の動作を行うことにより、書き込み対象である各メモリセルMCからデータを読み出し、センスラッチに取り込む(ステップS25)。
次に、マイクロコントローラ20は、各タイル10aにおけるライトラッチおよびセンスラッチに保持された値に基づいて以下の論理演算を行い、セットラッチおよびリセットラッチの値を決定する(ステップS26)。
1.ライトラッチの値=センスラッチの値のとき、当該タイル10aに書き込み動作を行う必要がないので、マイクロコントローラ20は、セットラッチおよびリセットラッチの値を0とする。
2.ライトラッチの値=1、センスラッチの値=0のとき、当該タイル10aにセット動作を行う必要があるので、マイクロコントローラ20は、セットラッチの値を1に設定するとともに、リセットラッチの値を0に設定する。
3.ライトラッチの値=0、センスラッチの値=1のとき、当該タイル10aにリセット動作を行う必要があるので、マイクロコントローラ20は、セットラッチの値を0に設定するとともに、リセットラッチの値を1に設定する。
1.ライトラッチの値=センスラッチの値のとき、当該タイル10aに書き込み動作を行う必要がないので、マイクロコントローラ20は、セットラッチおよびリセットラッチの値を0とする。
2.ライトラッチの値=1、センスラッチの値=0のとき、当該タイル10aにセット動作を行う必要があるので、マイクロコントローラ20は、セットラッチの値を1に設定するとともに、リセットラッチの値を0に設定する。
3.ライトラッチの値=0、センスラッチの値=1のとき、当該タイル10aにリセット動作を行う必要があるので、マイクロコントローラ20は、セットラッチの値を0に設定するとともに、リセットラッチの値を1に設定する。
続いて、マイクロコントローラ20は、メモリセルアレイ10に対して、各種制御信号(制御信号ctl)を印可する。これにより、タイル10aは、セット対象である各タイル10aのメモリセルMCに対して、ワード線WLおよびビット線BLを介してセット用の電圧(および電流Iset)を印可する(ステップS27、図9)。マイクロコントローラ20は、セット対象である各メモリセルMCにデータを書き込む。このとき、マイクロコントローラ20は、セット対象である各メモリセルMCに対してセット動作を行っている最中に、リセット対象である各タイル10aのメモリセルMCに対して、ワード線WLおよびビット線BLを介してリセット用の電圧(および電流Irst)を所定の単位(例えば行)ごとに順次、印可する(ステップS28、図9)。これにより、レギュレータ30aの最大負荷電流を、リセット動作の必要な各タイル10aに対してリセット動作を同時に行ったときと比べて、リセット動作の分割数をdとしたとき、1/d倍に軽減することができる。
[効果]
次に、本実施の形態に係る情報処理システムの効果について説明する。
次に、本実施の形態に係る情報処理システムの効果について説明する。
本実施の形態では、セット対象の複数のメモリセルMCに対してセット動作が同時に行われるとともに、リセット対象の複数のメモリセルMCに対して、セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作が行われる。これにより、リセット対象の複数のメモリセルMCに対してリセット動作が同時に行われた場合と比べて、内部電源部30の最大負荷電流を低く抑えることができる。その結果、配線抵抗やメモリセルMCに流す電流による電圧降下も低く抑えることができるので、内部電圧に起因する動作不良を抑制することができる。
本実施の形態では、書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータ(論理アドレス)の入力に応じてセット動作およびリセット動作が行われる。これにより、1つの書き込みコマンドの入力に応じて、アドレスデータに対応する複数のメモリセルMCに対して書き込みデータを書き込む際に、セット対象の複数のメモリセルMCに対してセット動作が同時に行われるとともに、リセット対象の複数のメモリセルMCに対して、セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作が行われる。これにより、リセット対象の複数のメモリセルMCに対してリセット動作が同時に行われた場合と比べて、内部電源部30の最大負荷電流を低く抑えることができる。その結果、配線抵抗やメモリセルMCに流す電流による電圧降下も低く抑えることができるので、内部電圧に起因する動作不良を抑制することができる。
本実施の形態では、複数のメモリセルMCは、マイクロコントローラ20との関係で行列状に配置されており、マイクロコントローラ20によって、複数のメモリセルMCに対して行ごとに順次、リセット動作が行われる。これにより、リセット対象の複数のメモリセルMCに対してリセット動作が同時に行われた場合と比べて、内部電源部30の最大負荷電流を低く抑えることができる。その結果、配線抵抗やメモリセルMCに流す電流による電圧降下も低く抑えることができるので、内部電圧に起因する動作不良を抑制することができる。
本実施の形態では、セット動作のときにメモリセルMCにセット電流Isetを流すのに必要な電圧と、リセット動作のときにメモリセルMCに、セット電流Isetの波高値よりも大きな波高値のリセット電流Irstを流すのに必要な電圧とを生成するレギュレータ30aがバンク410-k内に設けられている。そして、マイクロコントローラ20によって、セット動作のときに各メモリセルMCに対して、セット電流Isetを流すのに必要な電圧が供給されるとともに、リセット動作のときに各メモリセルMCに対して、リセット電流Irstを流すのに必要な電圧が供給されるように、メモリセルアレイ10が制御される。これにより、マイクロコントローラ20によって、複数のメモリセルMCに対して行ごとに順次、リセット動作を行うことにより、内部電源部30の最大負荷電流低く抑えることができる。その結果、配線抵抗やメモリセルMCに流す電流による電圧降下も低く抑えることができるので、内部電圧に起因する動作不良を抑制することができる。
本実施の形態では、各メモリセルMCは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子VRと、双方向ダイオード特性を有する選択素子SEとの直列構造を有している。これにより、マイクロコントローラ20によって、抵抗変化素子VRの抵抗値の高低を制御することにより、書き換え可能なメモリセルアレイユニット400を実現することができる。
<2.変形例>
次に、上記実施の形態に係る情報処理システムの変形例について説明する。
次に、上記実施の形態に係る情報処理システムの変形例について説明する。
図12は、比較例に係るタイルの一部の概略構成を表したものである。例えば、図12に示したように、内部電源部30に近い位置にあるタイル10a内のメモリセルMCにおいて、ビット線blに+4.5V、ワード線wlに-3.7Vが印可されると、メモリセルMCがオンして、セル電流Icが50μAに達する。すると、選択素子SE2の電流制限機能により、メモリセルMCのうち、ワード線wl側の電圧Vwlが-3.7Vから1.3Vに上昇する。ワード線wl側の電圧Vwlが1.3Vに達すると、トランジスタTR2内の寄生ダイオードがオンして、基板へ電流Iaが流れる。この電流Iaは選択素子SE2を迂回するので、その分だけメモリセルMCには過電流が流れ、配線抵抗やメモリセルMCに流す電流Icによる電圧降下が大きくなる。その結果、レギュレータ30aの負荷が増加し、書き込み不良につながる可能性がある。
一方、上記実施の形態において、例えば、図13に示したように、gblデコーダ113a内の、内部電源部30aからメモリセルMCに対して供給される電流Icの経路(以下、「電流経路α」と称する。)に可変抵抗回路Rvが設けられていてもよい。この場合、マイクロコントローラ20は、制御信号r_bを可変抵抗回路Rvに印加することにより、可変抵抗回路Rvの抵抗値を制御する。マイクロコントローラ20は、例えば、メモリコントローラ300から書き込みコマンドとともに入力されたアドレスデータ(論理アドレス)に基づいて制御信号r_bを生成し、生成した制御信号r_bを可変抵抗回路Rvに入力することにより、可変抵抗回路Rvの抵抗値を制御する。可変抵抗回路Rvは電流経路αに配置されている。
lwlデコーダ112bには、電流経路αにおける過電流を制限する電流制限回路の一具体例として、選択素子SE2が設けられている。選択素子SE2は電流経路αに配置されている
マイクロコントローラ20は、例えば、アドレスデータに対応するメモリセルMCが内部電源部30aに近い位置に設けられている場合には、アドレスデータに対応するメモリセルMC内の可変抵抗回路Rvの抵抗値を、内部電源部30aから離れた位置にあるメモリセルMC内の可変抵抗回路Rvの抵抗値よりも大きくする。これにより、内部電源部30aに近い位置に設けられたメモリセルMCにおいて、基板へ流れる電流Iaを低減することができる。その結果、レギュレータ30aの負荷が低下し、書き込み不良の発生を低減することができる。
(書き込み(セット,リセット)動作)
図14は、本変形例に係るメモリ部200における書き込み(セット,リセット)動作の一例を表したものである。メモリコントローラ300は、書き込みコマンド、論理アドレスおよび書き込みデータを受け取ると、上記実施の形態におけるステップS21~26を実行する(図14)。
図14は、本変形例に係るメモリ部200における書き込み(セット,リセット)動作の一例を表したものである。メモリコントローラ300は、書き込みコマンド、論理アドレスおよび書き込みデータを受け取ると、上記実施の形態におけるステップS21~26を実行する(図14)。
続いて、マイクロコントローラ20は、アドレスデータ(論理アドレス)に基づいて制御信号r_bを生成し、生成した制御信号r_bを可変抵抗回路Rvに入力することにより、可変抵抗回路Rvの抵抗値を所定の値に設定する(ステップS29、図14)。マイクロコントローラ20は、例えば、アドレスデータに対応するメモリセルMCが内部電源部30aに近い位置に設けられている場合には、アドレスデータに対応するメモリセルMC内の可変抵抗回路Rvの抵抗値を、内部電源部30aから離れた位置にあるメモリセルMC内の可変抵抗回路Rvの抵抗値よりも大きくする。これにより、内部電源部30aに近い位置に設けられたメモリセルMCにおいて、基板へ流れる電流Iaを低減することができる。その結果、レギュレータ30aの負荷が低下し、書き込み不良の発生を低減することができる。
続いて、マイクロコントローラ20は、メモリセルアレイ10に対して、各種制御信号(制御信号ctl)を印可する。これにより、タイル10aは、セット対象である各タイル10aのメモリセルMCに対して、ワード線WLおよびビット線BLを介してセット用の電圧(および電流Iset)を印可する(ステップS27、図14)。マイクロコントローラ20は、セット対象である各メモリセルMCにデータを書き込む。このとき、マイクロコントローラ20は、セット対象である各メモリセルMCに対してセット動作を行っている最中に、リセット対象である各タイル10aのメモリセルMCに対して、ワード線WLおよびビット線BLを介してリセット用の電圧(および電流Irst)を所定の単位(例えば行)ごとに順次、印可する(ステップS28、図14)。これにより、レギュレータ30aの最大負荷電流を、リセット動作の必要な各タイル10aに対してリセット動作を同時に行ったときと比べて、リセット動作の分割数をdとしたとき、1/d倍に軽減することができる。
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本技術を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
(1)
内部電源部と、
前記内部電源部を共有する書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを含むメモリセルアレイと、
前記複数の不揮発性メモリセルのうちの一部である複数の第1の不揮発性メモリセルに対してセット動作を同時に行うとともに、前記複数の不揮発性メモリセルのうち、前記複数の第1の不揮発性メモリセルとは異なる複数の第2の不揮発性メモリセルに対して、前記セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作を行うマイクロコントローラと
を備えた
メモリセルアレイユニット。
(2)
書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて前記セット動作および前記リセット動作を行う
(1)に記載のメモリセルアレイユニット。
(3)
前記複数の不揮発性メモリセルは、前記マイクロコントローラとの関係で行列状に配置されており、
前記マイクロコントローラは、前記複数の第2の不揮発性メモリセルに対して行ごとに順次、前記リセット動作を行う
(1)または(2)に記載のメモリセルアレイユニット。
(4)
前記内部電源部は、前記セット動作のときに前記第1の不揮発性メモリセルにセット電流を流すのに必要な第1の電圧と、前記リセット動作のときに前記第2の不揮発性メモリセルに、前記セット電流の波高値よりも大きな波高値のリセット電流を流すのに必要な第2の電圧とを生成するレギュレータを有し、
前記マイクロコントローラは、前記セット動作のときに各前記第1の不揮発性メモリセルに対して前記第1の電圧が供給されるとともに、前記リセット動作のときに各前記第2の不揮発性メモリセルに対して前記第3の電圧が供給されるように、前記メモリセルアレイを制御する
(1)ないし(3)のいずれか1つに記載のメモリセルアレイユニット。
(5)
各前記不揮発性メモリセルは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子と、双方向ダイオード特性を有する選択素子との直列構造を有する
(1)ないし(4)のいずれか1つに記載のメモリセルアレイユニット。
(6)
書込み可能な複数の不揮発性メモリセルと、前記複数の不揮発性メモリセルを駆動する駆動部とを含むメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイに対して電流を供給する内部電源部と、
書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて前記駆動部の制御を行うマイクロコントローラと
を備え、
前記駆動部は、
前記内部電源部から前記不揮発性メモリセルに対して供給される電流の経路に設けられた可変抵抗回路と、
前記経路における過電流を制限する電流制限回路と
を有する
メモリセルアレイユニット。
(7)
前記マイクロコントローラは、前記アドレスデータに基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を制御する
(6)に記載のメモリセルアレイユニット。
(8)
前記可変抵抗回路および前記電流制限回路は、前記経路に配置されている
(6)または(7)に記載のメモリセルアレイユニット。
(9)
各前記不揮発性メモリセルは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子と、双方向ダイオード特性を有する選択素子との直列構造を有する
(6)ないし(8)のいずれか1つに記載のメモリセルアレイユニット。
(1)
内部電源部と、
前記内部電源部を共有する書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを含むメモリセルアレイと、
前記複数の不揮発性メモリセルのうちの一部である複数の第1の不揮発性メモリセルに対してセット動作を同時に行うとともに、前記複数の不揮発性メモリセルのうち、前記複数の第1の不揮発性メモリセルとは異なる複数の第2の不揮発性メモリセルに対して、前記セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作を行うマイクロコントローラと
を備えた
メモリセルアレイユニット。
(2)
書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて前記セット動作および前記リセット動作を行う
(1)に記載のメモリセルアレイユニット。
(3)
前記複数の不揮発性メモリセルは、前記マイクロコントローラとの関係で行列状に配置されており、
前記マイクロコントローラは、前記複数の第2の不揮発性メモリセルに対して行ごとに順次、前記リセット動作を行う
(1)または(2)に記載のメモリセルアレイユニット。
(4)
前記内部電源部は、前記セット動作のときに前記第1の不揮発性メモリセルにセット電流を流すのに必要な第1の電圧と、前記リセット動作のときに前記第2の不揮発性メモリセルに、前記セット電流の波高値よりも大きな波高値のリセット電流を流すのに必要な第2の電圧とを生成するレギュレータを有し、
前記マイクロコントローラは、前記セット動作のときに各前記第1の不揮発性メモリセルに対して前記第1の電圧が供給されるとともに、前記リセット動作のときに各前記第2の不揮発性メモリセルに対して前記第3の電圧が供給されるように、前記メモリセルアレイを制御する
(1)ないし(3)のいずれか1つに記載のメモリセルアレイユニット。
(5)
各前記不揮発性メモリセルは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子と、双方向ダイオード特性を有する選択素子との直列構造を有する
(1)ないし(4)のいずれか1つに記載のメモリセルアレイユニット。
(6)
書込み可能な複数の不揮発性メモリセルと、前記複数の不揮発性メモリセルを駆動する駆動部とを含むメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイに対して電流を供給する内部電源部と、
書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて前記駆動部の制御を行うマイクロコントローラと
を備え、
前記駆動部は、
前記内部電源部から前記不揮発性メモリセルに対して供給される電流の経路に設けられた可変抵抗回路と、
前記経路における過電流を制限する電流制限回路と
を有する
メモリセルアレイユニット。
(7)
前記マイクロコントローラは、前記アドレスデータに基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を制御する
(6)に記載のメモリセルアレイユニット。
(8)
前記可変抵抗回路および前記電流制限回路は、前記経路に配置されている
(6)または(7)に記載のメモリセルアレイユニット。
(9)
各前記不揮発性メモリセルは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子と、双方向ダイオード特性を有する選択素子との直列構造を有する
(6)ないし(8)のいずれか1つに記載のメモリセルアレイユニット。
本開示の第1の側面に係るメモリセルアレイユニットでは、複数の第1の不揮発性メモリセルに対してセット動作が同時に行われるとともに、複数の第2の不揮発性メモリセルに対して、セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作が行われる。これにより、複数の第2の不揮発性メモリセルに対してリセット動作が同時に行われた場合と比べて、内部電源部の最大負荷電流を低く抑えることができる。その結果、配線抵抗や不揮発性メモリセルに流す電流による電圧降下も低く抑えることができるので、内部電圧に起因する動作不良を抑制することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本開示の第2の側面に係るメモリセルアレイユニットでは、内部電源部から不揮発性メモリセルに対して供給される電流の経路に設けられた可変抵抗回路が、書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて制御される。これにより、例えば、書き込み対象の不揮発性メモリセルの、内部電源部との位置関係に応じて可変抵抗回路の抵抗値を調整することが可能である。その結果、可変抵抗回路が設けられていない場合と比べて、書き込み対象の各不揮発性メモリセルに対して流れる電流がより均一となるので、内部電圧に起因する動作不良を抑制することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
10…メモリセルアレイ、10a…タイル、20…マイクロコントローラ、21…レベルシフタ、30…内部電源部、30a…レギュレータ、100…ホストコンピュータ、111,111a,111b…メモリセルアレイ、112…wlデコーダ、112a…gwlデコーダ、112b…lwlデコーダ、113…blデコーダ、113a…gblデコーダ、113b…lblデコーダ、114…電圧スイッチ、115…ラッチ、116…センスアンプ、200…メモリ部、300…メモリコントローラ、400…メモリセルアレイユニット、400-1,400-2,400-j,400-m…ダイ、410-1,410-2,410-k,410-z…バンク、420…Periphery回路、430…Interface回路、500…電源部、ctl…制御信号、Ic…セル電流、lbl…下部ビット線、Irst,Irst1,Irst2,Irst3…リセット電流、Iset…セット電流、Isns…センス電流、lwl…下部ワード線、MC…メモリセル、Rv…可変抵抗回路、r_b…制御信号、SE,SE1,SE2…選択素子、TR1,Tr2…トランジスタ、ubl…上部ビット線、uwl…上部ワード線、Vwl…ワード線電圧、Vbl…ビット線電圧、VR…抵抗変化素子。
Claims (9)
- 内部電源部と、
前記内部電源部を共有する書込み可能な複数の不揮発性メモリセルを含むメモリセルアレイと、
前記複数の不揮発性メモリセルのうちの一部である複数の第1の不揮発性メモリセルに対してセット動作を同時に行うとともに、前記複数の不揮発性メモリセルのうち、前記複数の第1の不揮発性メモリセルとは異なる複数の第2の不揮発性メモリセルに対して、前記セット動作を行っている期間内に所定の単位ごとに順次、リセット動作を行うマイクロコントローラと
を備えた
メモリセルアレイユニット。 - 書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて前記セット動作および前記リセット動作を行う
請求項1に記載のメモリセルアレイユニット。 - 前記複数の不揮発性メモリセルは、前記マイクロコントローラとの関係で行列状に配置されており、
前記マイクロコントローラは、前記複数の第2の不揮発性メモリセルに対して行ごとに順次、前記リセット動作を行う
請求項1に記載のメモリセルアレイユニット。 - 前記内部電源部は、前記セット動作のときに前記第1の不揮発性メモリセルにセット電流を流すのに必要な第1の電圧と、前記リセット動作のときに前記第2の不揮発性メモリセルに、前記セット電流の波高値よりも大きな波高値のリセット電流を流すのに必要な第2の電圧とを生成するレギュレータを有し、
前記マイクロコントローラは、前記セット動作のときに各前記第1の不揮発性メモリセルに対して前記第1の電圧が供給されるとともに、前記リセット動作のときに各前記第2の不揮発性メモリセルに対して前記第3の電圧が供給されるように、前記メモリセルアレイを制御する
請求項1に記載のメモリセルアレイユニット。 - 各前記不揮発性メモリセルは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子と、双方向ダイオード特性を有する選択素子との直列構造を有する
請求項1に記載のメモリセルアレイユニット。 - 書込み可能な複数の不揮発性メモリセルと、前記複数の不揮発性メモリセルを駆動する駆動部とを含むメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイに対して電流を供給する内部電源部と、
書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスデータの入力に応じて前記駆動部の制御を行うマイクロコントローラと
を備え、
前記駆動部は、
前記内部電源部から前記不揮発性メモリセルに対して供給される電流の経路に設けられた可変抵抗回路と、
前記経路における過電流を制限する電流制限回路と
を有する
メモリセルアレイユニット。 - 前記マイクロコントローラは、前記アドレスデータに基づいて前記可変抵抗回路の抵抗値を制御する
請求項6に記載のメモリセルアレイユニット。 - 前記可変抵抗回路および前記電流制限回路は、前記経路に配置されている
請求項6に記載のメモリセルアレイユニット。 - 各前記不揮発性メモリセルは、抵抗値の高低の状態により1ビットの情報を記録する抵抗変化素子と、双方向ダイオード特性を有する選択素子との直列構造を有する
請求項6に記載のメモリセルアレイユニット。
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2021
- 2021-11-29 TW TW110144405A patent/TW202242876A/zh unknown
- 2021-12-08 WO PCT/JP2021/045052 patent/WO2022131089A1/ja active Application Filing
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Publication number | Publication date |
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TW202242876A (zh) | 2022-11-01 |
WO2022131089A1 (ja) | 2022-06-23 |
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