读出电路、阻变存储器及读出方法与流程

本发明涉及阻变存储器，特别是涉及一种读出电路、阻变存储器及读出方法。

背景技术：

1、阻变存储器(reram)作为新型存储器的一种，其高速、高密度、低功耗的特点相对传统存储器具有显著优势。

2、目前的阻变存储器主要包括顶电极(te)、阻变层(sl)和底电极(be)三个部分，其中各个部分的尺寸及材料组分均会受到工艺的影响，存在有不同芯片以及同一芯片上不同位置的差异性，而这些差异性会造成器件性能的显著偏差，最直接的影响就是器件的高低阻态。由于阻变存储器需要通过高低阻态的不同来实现对信息的存储，不同器件一旦高低阻态发生波动或者漂移，对器件的读取会造成很大影响，轻则造成读取速度的退化，重则导致读取错误。

3、类似地，阻变存储器的高低阻态也受到温度较为显著的影响，实际芯片使用过程中环境温度可能发生波动，同时芯片由于工作过程中发热导致各个局部的温度存在差异，使芯片上阻变存储器的既有电阻状态产生偏差，在操作中形成漂移的电阻状态，进一步导致读取性能的退化和失效。

4、可见，不同芯片以及同一芯片上不同位置的器件存在有工艺带来的性能差异，同时器件自身在不同温度下也会有性能上的差异；如何解决这些差异所带来的影响，避免造成误读，提高读取精度和速度，是本领域技术人员迫切想要解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种读出电路、阻变存储器及读出方法，用于解决现有阻变存储器因工艺和温度差异影响导致的读取精度和速度低的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种读出电路，适用于阻变存储器，所述读出电路包括读出模块及补偿模块，其中：

3、所述读出模块接收阻变存储器的位线信号和参考信号，并对所述位线信号和所述参考信号进行比较来读出存储数据；

4、所述补偿模块与所述读出模块相连，通过调节输入所述读出模块的配置信号或参考信号，对所述读出模块执行的读取操作进行温度补偿和/或工艺补偿。

5、可选地，所述补偿模块包括温度补偿部分和/或工艺补偿部分，其中：

6、所述温度补偿部分通过检测温度得到当前温度下的第一配置信号和/或第二配置信号，基于所述第一配置信号对所述读出模块进行读出配置，基于所述第二配置信号调节所述参考信号；

7、所述工艺补偿部分用于向所述读出模块提供经过工艺补偿的所述参考信号。

8、可选地，所述补偿模块包括工艺补偿部分，所述工艺补偿部分的个数大于等于1个，在所述工艺补偿部分的个数大于1个时，多个所述工艺补偿部分对应同一个所述读出模块；此时，所述读出电路还包括工艺选通模块，用于选择所述工艺补偿部分。

9、可选地，所述补偿模块还包括温度补偿部分，所述读出模块及其对应的所述工艺补偿部分构成一参考/读出组，所述参考/读出组的个数大于等于1个，所述温度补偿部分的个数大于等于1个，其中，一个所述温度补偿部分对应至少一个所述参考/读出组。

10、可选地，所述温度补偿部分包括温度检测单元及配置获取单元，其中：

11、所述温度检测单元用于进行温度检测并将温度信号转换为电信号；

12、所述配置获取单元与所述温度检测单元相连，基于所述电信号得到当前温度下的所述第一配置信号和/或所述第二配置信号。

13、可选地，所述温度检测单元包括第一pmos管、第一nmos管及第二nmos管，所述第一pmos管、所述第一nmos管及所述第二nmos管依次串联于电源电压和参考地之间，所述第一pmos管的栅极连接预充控制信号的反相信号，所述第一nmos管的栅极连接温检控制信号，所述第二nmos管的栅极连接所述预充控制信号。

14、可选地，所述温度检测单元还包括第二pmos管，串联于所述第一pmos管和所述第一nmos管之间，所述第二pmos管的栅极连接所述温检控制信号的反相信号。

15、可选地，所述配置获取单元包括模数转换器、存储器及配置生成器，其中：

16、所述模数转换器与所述温度检测单元相连，用于对所述电信号进行模拟量到数字量的转换；

17、所述存储器用于存储多组电信号的数字量及与之对应的多组第一配置信号和/或第二配置信号；

18、所述配置生成器与所述模数转换器及所述存储器相连，基于所述模数转换器输出的电信号的数字量，从所述存储器中读出与其对应的所述第一配置信号和/或所述第二配置信号，以此得到当前温度下的所述第一配置信号和/或所述第二配置信号。

19、可选地，所述存储器采用阻变存储器中某一段地址对应的阻变存储单元实现。

20、可选地，所述工艺补偿部分包括工艺补偿电阻，连接于所述读出模块的参考接收端和参考地之间；其中，所述工艺补偿电阻采用与阻变存储器中相应阻变存储单元工艺、材料相同的mim结构实现，其阻值介于相应阻变存储单元高低阻态对应的阻值之间。

21、可选地，所述工艺补偿部分还包括第三nmos管，串联于所述工艺补偿电阻和参考地之间，所述第三nmos管的栅极连接参考控制信号。

22、可选地，所述工艺补偿电阻由下至上依次包括底电极、阻变层及顶电极，通过改变所述阻变层的导电性来设置所述工艺补偿电阻的阻值。

23、可选地，通过减薄所述阻变层的厚度、对所述阻变层进行掺杂、调整所述阻变层的组分、对所述阻变层顶部进行界面修饰、于所述阻变层上表面形成导电插层中的至少一种方式来改变所述阻变层的导电性以设置所述工艺补偿电阻的阻值。

24、可选地，所述读出模块采用灵敏放大器实现。

25、本发明还提供一种阻变存储器，所述阻变存储器包括阻变存储阵列、行译码电路、列译码电路、位线选通电路、如上任意一项所述的读出电路，其中：

26、所述阻变存储阵列包括按m行和n列排布呈阵列的阻变存储单元，每行所述阻变存储单元连接至同一字线，每列所述阻变存储单元连接至同一位线，m和n为大于1的整数；

27、所述行译码电路通过各字线与各行所述阻变存储单元相连，所述列译码电路通过各位线与各列所述阻变存单元相连，所述行译码电路和所述列译码电路配合，用于选中所述阻变存储单元；

28、所述读出电路通过所述位线选通电路与各列所述阻变存储单元相连，用于对选中阻变存储单元中的存储数据进行读出。

29、可选地，由读出模块及其对应的工艺补偿部分构成的参考/读出组和温度补偿部分的个数均大于1个时，将n列所述阻变存储单元分成多个列组，多个所述参考/读出组通过所述位线选通电路与多个列组一一对应，一个所述温度补偿部分对应至少一个所述参考/读出组。

30、可选地，在工艺补偿部分的个数大于1个时，所述读出电路还包括工艺选通模块；将m行所述阻变存储单元分成多个行组，多个所述工艺补偿部分通过所述工艺选通模块与多个行组一一对应。

31、本发明还提供一种阻变存储器的读出方法，所述读出方法包括：

32、基于读出模块对阻变存储器的位线信号和参考信号进行比较来读出存储数据；其中，通过调节输入所述读出模块的配置信号或参考信号，对所述读出模块执行的读取操作进行温度补偿和/或工艺补偿。

33、可选地，进行温度补偿的方法包括：基于温度检测得到当前温度下的第一配置信号和/或第二配置信号，所述第一配置信号包括读出使能信号和时钟信号中的至少一个，所述第二配置信号包括参考控制信号；基于所述第一配置信号对所述读出模块进行读出配置，基于所述第二配置信号调节所述参考信号；

34、进行工艺补偿的方法包括：采用与阻变存储器中相应阻变存储单元工艺、材料相同的mim结构来生成所述参考信号。

35、可选地，基于温度检测得到当前温度下的第一配置信号和/或第二配置信号的方法包括：

36、基于温度检测得到当前温度对应的检测值；

37、基于所述检测值从预先生成的查找表中得到当前温度下的第一配置信号和/或第二配置信号，其中，所述查找表包括多个检测值及与之对应的多组第一配置信号和/或第二配置信号。

38、如上所述，本发明的读出电路、阻变存储器及读出方法，通过对阻变存储器中阻变存储阵列进行分布式、局域化的温度补偿和/或工艺补偿，可以减小数据读取过程中由于温度和/或工艺影响所引发的误差和错误，有利于提高读取精度和读取速度。