NO320149B1 - Fremgangsmate for a drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning - Google Patents

Fremgangsmate for a drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning Download PDF

Info

Publication number
NO320149B1
NO320149B1 NO20040644A NO20040644A NO320149B1 NO 320149 B1 NO320149 B1 NO 320149B1 NO 20040644 A NO20040644 A NO 20040644A NO 20040644 A NO20040644 A NO 20040644A NO 320149 B1 NO320149 B1 NO 320149B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
disturbance
cells
potential
pulses
addressed
Prior art date
Application number
NO20040644A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20040644L (no
NO20040644D0 (no
Inventor
Christer Karlsson
Per Hamberg
Staffan Bjorklund
Original Assignee
Thin Film Electronics Asa
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thin Film Electronics Asa filed Critical Thin Film Electronics Asa
Priority to NO20040644A priority Critical patent/NO320149B1/no
Publication of NO20040644D0 publication Critical patent/NO20040644D0/no
Priority to PCT/NO2005/000044 priority patent/WO2005078730A1/en
Priority to RU2006130851/09A priority patent/RU2326456C1/ru
Priority to CNA2005800048122A priority patent/CN1918662A/zh
Priority to EP05710941A priority patent/EP1719136A1/en
Priority to CA002555581A priority patent/CA2555581A1/en
Priority to KR1020067018762A priority patent/KR100823007B1/ko
Priority to JP2006553076A priority patent/JP2007522602A/ja
Priority to AU2005213099A priority patent/AU2005213099A1/en
Priority to US11/053,905 priority patent/US7020005B2/en
Publication of NO20040644L publication Critical patent/NO20040644L/no
Publication of NO320149B1 publication Critical patent/NO320149B1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2253Address circuits or decoders
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2273Reading or sensing circuits or methods
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/22Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using ferroelectric elements
    • G11C11/225Auxiliary circuits
    • G11C11/2275Writing or programming circuits or methods
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/18Bit line organisation; Bit line lay-out
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C8/00Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/14Word line organisation; Word line lay-out

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning som benytter passiv matriseadressering, hvor minneinnretningen omfatter celler i form av et ferroelektrisk eller elektret, polariserbart materiale av tynnfilm som viser hysterese, spesielt en ferroelektrisk eller elektret polymertynnfilm, og første og andre sett av respektive parallelle elektroder, hvor elektrodene i det første sett, betegnet ordlinjer, er anordnet i hovedsakelig ortogonal relasjon til elektrodene i det annet sett, betegnet bitlinjer, hvor elektrodene i det første og andre sett er anordnet i direkte eller indirekte kontakt med tynnfilmmaterialet i minnecellene, hvor en celle i innretningen kan settes i en polarisasjonstilstand X eller Y eller svitsjes mellom disse ved å benytte en svitsjespenning Vs større enn en koersitivspenning Vc svarende til et koersitivfelt Ec for det polariserbare materiale, mellom en ordlinje og en bitlinje som adresserer cellen, og hvor fremgangsmåten omfatter en spenningspulsprotokoll med i det minste en forstyrrelsesgenererende driftssyklus for a svitsje valgte adresserte celler til polarisasjonstilstanden X, hvor den forstyrrelsesgenererende driftssyklus involverer valgte adresserte celler lokalisert i eller ved krysningen av adresserte ordlinjer og valgte bitlinjer, ikke-valgte adresserte celler plassert i krysningen mellom adresserte ordlinjer og ikke-valgte bitlinjer, uadresserte celler plassert i krysningen mellom uadresserte ordlinjer og de valgte bitlinjer og uadresserte celler plassert i krysningen mellom de uadresserte ordlinjer og de ikke-valgte bitlinjer, hvor under en forstyrrelsesgenererende driftssyklus potensialforskjellen mellom de adresserte ordlinjer og de valgte bitlinjer er lik svitsjespenningen Vs og potensialforskjellen mellom de adresserte ordlinjer og de ikke-valgte bitlinjer mindre enn størrelsen av koersitivspenningen Vc.
Et passivt matriseadressert minne som ovenfor omtalt, er velkjent i teknikken. Som vist på fig. 1 er den typisk implementert ved å Ia to sett av parallelle elektroder krysse hverandre, normalt ortogonalt, for å danne en matrise av krysningspunkter som kan aksesseres individuelt ved selektiv eksitasjon av de passende elektroder fra kanten av matrisen. I det følgende skai horisontale og vertikale elektroder på fig. 1 betegnes henholdsvis som "ordlinjer" og "bitlinjer". Et lag av ferroelektrisk eller elektret materiale er anordnet mellom eller ved elektrodesettene slik at kondensatorlignende strukturer som virker som minneceller, dannes i materialet mellom eller ved krysningen av elektrodene. Bruken av ferroelektriske materialer eller elektreter som minnematerialer gjør at de angjeldende minneinnretninger blir ikke-flyktige, på grunn av deres evne til i fravær av påtrykte spenninger eller strømmer i minneinnretningen å opprettholde en logisk tilstand representert ved en polarisasjonstilstand. Ved å benytte potensialforskjelier mellom to elektroder, vil det ferroelektriske eller elektrete materiale i cellen utsettes for et elektrisk felt som genererer en polarisasjonsrespons som generelt gjennomløper en hysteresekurve eller et parti av denne. En relevant hysteresekurve er vist på fig. 2, hvor den tilsvarende spenning er vist i stedet for det elektriske felt da dette er hensiktsmessig. Ved overskridelse av koersitivfeltet Ec eller den tilsvarende koersitivspenning Vc i en av retningene, f.eks. ved å benytte en svitsjespenning Vt over en minnecelle, kan minnecellen svitsjes og etterlates i en ønsket logisk tilstand. Passiv adressering fører til en enkel fremstilling og en høy minnecelletetthet sammenlignet med aktiv adressering, hvor aktive elementer så som transistorer benyttes til å koble en minnecelle fra resten av matrisen når det er høvelig. Den typiske måte for lesning av en minnecelle av den relevante type i en passiv matrise er destruktiv og innebærer å utsette en celle for hver bitlinje for en forhåndsbestemt spenning tilstrekkelig til å svitsje polarisasjonstilstanden, mens frigjorte ladninger på bitlinjen detekteres, typisk ved å benytte en deteksjonsforsterker forbundet med bitlinjen. Tilbakeskriving er nødvendig for å opprettholde den logiske tilstand etter den destruktive utlesning. Mengden og typen av stimuli som en minnecelle utsettes for i en passiv matriseadresserbar innretning, avhenger av hvordan spenningene håndteres på ordlinjene og bitlinjene i matrisen. Den tidskoordinerte styring av spenninger eller elektriske potensialer på ordlinjer og bitlinjer undertiden kalt "tidsstyringsdiagrammet" eller "spenningspulsprotokollen" eller ganske enkelt "pulsprotokollen", er viktig for effektiv utnyttelse av enhver passiv, matriseadressbar innretning. Pulsprotokollen definerer elektrodespenninger som skal påtrykkes under visse operasjonssykluser slik at bare celler som adresseres, kan motta svitsjespenninger. Det finnes en rekke pulsprotokoller foreslått i kjent teknikk, og noen som spesielt skal nevnes er vist i nærværende søkers meddelte norske patenter nr. 312699 og 314S24.
I passiv matriseadressering er en vilkårlig bitlinje felles for alle ordlinjer og en vilkårlig ordlinje felles for alle bitlinjer. Dette innebærer at ikke-adresserte celler kan påvirkes når spenningspulser benyttes til adresserte celler for å endre deres polarisasjonstilstand. Uønskede spenningspulser som forekommer i en passiv matrise, typisk på ikke-adresserte celler, blir betegnet som "forstyrrelsesspenninger", "forstyrrelsesspenningspulser" eller ganske enkelt "forstyrrelsespiilser". Generelt er fenomenet, ofte benevnt
"forstyrrelse", kjent ved passiv matriseadressering og gir opphav til en rekke negative sidevirkninger. Når valgte celler i en passiv matrise av den relevante type utsettes for en svitsjespenning V, ved eksitasjon av elektrodepotensialet, vil fraksjonelle spenninger typisk samtidig dannes på ikke-valgte celler. I de fleste situasjoner vil det være disse fraksjonelle spenninger som bidrar mest til forstyrrelsesspenningen som en celle utsettes for. I det følgende skal "forstyrrelsesspenning" som oftest benyttes synonymt med "fraksjonell spenning". I en ideell situasjon vit ikke-adresserte celler være upåvirket når andre celler adresseres og velges for å motta en svitsjespenning. Da det imidlertid er vanskelig å unngå forstyrrelses- eller fraksjonelle spenninger på grunn av de passive matrisers egenart, er det ved passiv matriseadressering viktig å oppnå reduksjon av de negative effekter på grunn av forstyrrelsesspenninger, ved f.eks. å holde disse på et lavest mulig nivå. Norsk patent nr. 314524 viser en pulsprotokoll som resulterer i at det ikke forekommer forstyrrelsesspenninger på uadresserte celler under samtidig utlesning av alle celler langs en ordlinje.
En negativ effekt av forstyrrelsesspenninger er partiell svitsjing av uadresserte celler. Partiell svitsjing angår tap av remanent polarisasjon når en minnecelle utsettes for et elektrisk fett lavere enn koersitivfeltet. En forstyrrelsesspenning kan f.eks. delvis svitsje en minnecelle i en retning gitt av polariteten til forstyrrelsespulsen og således redusere cellens netto polarisasjon. Påfølgende påtrykking av spenningspulser med lavere verdi enn koersitivspenningen, svarende til koersitivfeltet, kan derfor minske polarisasjonen innstilt i minnecellen inntil en pålitelig utlesning kan gjøres.
I kombinasjon med fenomenet "imprint" eller "avtrykk", kan en enkelt forstyrrelsespuls til og med under viss omstendigheter resultere i en utilsiktet svitsjing av polarisasjonstilstanden i en minnecelle. Avtrykk kan oppstå i minneceller som forblir i en viss polarisasjonstilstand under et visst tidsrom. Det fremstår i seg selv som en forandring i svitsjeegenskapene hvorved hysteresekurven forskyves, slik at det oppfattede koersitivfelt øker når polarisasjonen svitsjes til den motsatte retning av den hvorunder materialet har befunnet seg i avtrykksperioden. Med andre ord har polarisasjonen en tendens til å bli låst fast i retningen hvor den ble tillatt å være under en viss tid. Hvis en puls med størrelse Vc eller mer benyttes til å svitsje en celle i avtrykk, vil denne cellen i et tidsrom etterpå være følsom overfor til og med små spenninger i den tidligere avtrykksretning, f.eks. en forstyrrelsesspenning. En forstyrreisespuls kan derfor utilsiktet svitsje cellen helt tilbake til avtrykksretningen hvis cellen i avtrykk ikke først gis tid til å falle til ro i den nye retning.
Ikke bare kan en forstyrreisespuls utilsiktet svitsje en minnecelle; forstyrrelsesspenninger kan også forårsake såkalte snikstrømmer som f.eks. kan maskere ladninger som skal detekteres når en adressert celle leses. Problemet med forstyrrelse, spesielt for snikstrømtilfellet, forsterkes i store, passive matrisestrukturer med mange forstyrrede minneceller for hver adresserte celle. Et annet nær beslektet problem er relaksasjonsstrømmer, dvs. strømmer som forblir i matrisene ved påtrykking av en spenningspuls og som svinger relativt langsomt ut sammenlignet med den direkte ladningsfrigjøring når en spenning påtrykkes over en celle. Relaksasjonsstrømmer kan vedvare og interferere med påfølgende operasjoner, og det er derfor ofte nødvendig å anordne regulære ventetidsintervaller mellom operasjonene for å redusere interferensen på grunn av vedvarende snik/relaksasjonsstrømmer, noe som i sin tur resulterer i en redusert datarate.
I US patent nr. 3 002 182 (John R. Anderson) fremlegges en pulsprotokoll som opsjonelt kan ha hva som er kalt ytterligere "bidireksjonelle", "forstyrrelseskompenserende" pulser tilføyd på søyleelektroder (svarende til bitlinjer) etterfølgende en lagringsoperasjon (svarende til en skriveoperasjon), idet det hevdes at "virkningen av forstyrrelsespulser praktisk talt er eliminert" på hva som ville tilsvare det som her er blitt definert som uadresserte celler. Problemet som tas opp av Anderson, er "virkningen av forstyrrende" pulser, som forståes å være tapet av remanent polarisasjon på grunn av partiell svitsjing. Det foreligger imidlertid ingen brukbar forklaring på begrepet "forstyrrelseskompenserende pulser" som synes i stor grad å være basert på rent empirisk grunnlag. "Forstyrrelseskompenserende pulser" forekommer bare å være rettet mot den spesifikke pulsprotokoll som er vist i Anderson. Videre gis det ingen beskrivelse av arten til de "bidireksjonelle" pulser, ingen ting er nevnt om reduksjonen eller kompensasjonen av snik/relaksasjonsstrømmer og det tas ikke hensyn til avtrykkseffekter i kombinasjon med forstyrrelsespulser. Pulsprotokoller kjent i teknikken har primært vært rettet mot å minimere forstyrrelsesspenninger. Det har ikke vært tatt hensyn til å redusere virkningen av snik- eller relaksasjonsstrømmer. For en spesifikk pulsprotokoll har det vært gitt eksempler på løsninger for å håndtere problemet med tap av remanent polarisasjon på grunn av partiell svitsjing, men uten at det tas forhåndregler mot risikoen for utilsiktet svitsjing på grunn av avtrykk og uten å etterstrebe muligheten for å øke dataraten.
I lys av dette er hovedhensikten med den foreliggende oppfinnelse å skaffe nye, effektive måter for spenningsstyring og dermed å redusere virkningen av snik- eller relaksasjonsstrømmer på de utleste verdier og tillate høyere datarater samtidig som virkningen av partiell og utilsiktet svitsjing på grunn av avtrykk reduseres.
De ovennevnte hensikter så vel som ytterligere trekk og fordeler oppnås med en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse som er kjennetegnet ved å innføre en forforstyrrelses- og/eller etterforstyrrelsessyklus henholdsvis før og etter den forstyrrelsesgenererende driftssyklus henholdsvis, under hvilke celler langs uadresserte ordlinjer mottar ikke-svitsjende spenninger og i det minste noen celler ikke-null spenninger, å frembringe for- og/eller etterforstyrretsesspenningspulser i den respektive for- og/eller etterforstyrrelsessyklus ved å holde potensialforskjellen mellom de uadresserte ordlinjer og den adresserte ordlinje lik eller mindre enn to ganger størrelsen av koersitivspenningen,
å velge de potensialer på valgte bitlinjer og de ikke-valgte bitlinjer slik at forskjellen i forhold til potensialet på de uadresserte ordlinjer er mindre enn størrelsen av koersitivspenningen, og å velge potensialet på den adresserte ordlinje slik at bare de adresserte celler kan få høyere spenninger enn koersitivspenningen i retning av polarisasjonstilstanden som allerede er satt i de adresserte celler.
Ytterligere trekk og fordeler fremgår av de vedføyde, uselvstendige krav.
Oppfinnelsen vil forståes bedre ved lesing av den nedenstående utførings beskrivelse og med henvisning til vedføyde tegning, hvor fig. 1 viser et eksempel på et passivt matriseadresserbart minne med minnematerialet anordnet mellom eller ved krysningspunktene mellom elektrodene, fig. 2 en prinsipiell skisse av en hysteresekurve for et polariserbart materiale, eksempelvis et ferroelektrisk materiale,
fig. 3 elektrodepotensialnivåer for en ikke-eksisterende løsning på problemet med samtidig svitsjing av adresserte celler i en passiv matrise til de motsatte polarisasjonstilstander,
fig. 4 relasjoner imellom elektrodepotensialer i en passiv matrise under påtrykk av en svitsjespenning til valgte adresserte celler,
fig. Sa en lukket sløyfe i en passiv matrise under en adresseringsoperasjon, herunder forkortningsbetegnelser for og plassering av ordlinjer, bitlinjer og minneceller ved krysningene av de to førnevnte,
fig. 5b cellespenninger forbundet med elektrodepotensialer for en lukket sløyfe i en passiv matrise under en forstyrrelsesgenererende driftsyklus,
fig. 6 elektrodepotensialnivåer under en ikke-svitsjende for- og/eller etterforstyrrelsessyklus,
fig. 7 cellespenninger relatert til elektrodepotensialer for en lukket sløyfe i den passive matrise under en for- og/eller etterforstyrrelsessyklus,
fig. 8 elektrodepotensialnivåer og resulterende cellespenninger for en pulsprotokoll med en forforstyrrelsessyklus med en enkelt puls,
fig. 9 elektrodepotensialnivåer under en ikke-svitsjende for- og/eller etterforstyrrelsessyklus som benytter det samme potensial på adresserte ordlinjer og ikke-adresserte ordlinjer,
fig. 10 elektrodepotensialnivåer og resulterende cellespenninger for en pulsprotokoll med en forforstyrrelsessyklus og en etterforstyrrelsessyklus, hver med en enkelt puls,
fig. 11 elektrodepotensialnivåer og resulterende cellespenninger for en pulsprotokoll med en forforstyrrelsessyklus med en enkelt puls og en etterforstyrrelsessyklus, likeledes med en enkel puls og tidsseparasjon,
fig. 12 elektrodepotensialnivåer og resulterende cellespenninger for en pulsprotokoll med en forforstyrrelsessyklus med en enkelt puls og en etterforstyrrelsessyklus med to alternerende og minkende pulser,
fig. 13 elektrodepotensialnivåer og resulterende cellespenninger for en pulsprotokoll med en forforstyrrelsessyklus med en enkelt puls og en etterforstyrrelsessyklus med en enkelt puls etterfulgt av en sluttpuls med én polaritet.
Den foreliggende oppfinnelse henvender seg til bruken i en generisk mengde av pulsprotokoller for passiv matriseadressering. Pulsprotokollene som er av interesse for den foreliggende oppfinnelse, vil derfor først beskrives generisk før det gis en mer detaljert beskrivelse av foretrukkede utførelser.
Først skal det gis noen definisjoner og forklaringer med hensyn til betegnelser og begreper benyttet i beskrivelsen.
Koersitivfelt Ee og det tilsvarende koersitivspenning Ve som vist ved hysteresekurven på fig. 2, er ikke nødvendigvis konstante. En hysteresekurve viser f.eks. ikke tidsavhengighet og de fleste av relevante materialer har forskjellig hystereseoppførsel avhengig av varigheten av spenningsforhold og temperatur, dvs. at kurven ikke bare er avhengig av spenningsnivået. I sammenheng med den foreliggende oppfinnelse skal koersitivspenningen Vc betraktes som et spenningsnivå som etter påtrykking i et forhåndsbestemt tidsrom til minnematerialet vil resultere i at halvparten av dipolene polariseres i retningen gitt av den påtrykte spennings polaritet.
Svitsjespenning Vt skal tilsvarende ses som et spenningsnivå som etter påtrykking over et forhåndsbestemt tidsperiode vil resultere i at et flertall av dipolene vil forbli polarisert i retningen gitt av den påtrykte spennings polaritet selv etter at spenningen ikke lenger påtrykkes. Svitsjespenningen V, vil alltid være større enn eller like Vc. En Ve lik Vs svarer til en hysteresekurve med kvadratisk form, noe som typisk er en teoretisk situasjon.
Adresseringsoperasjon er en operasjon på adresserte celler, dvs. en celle eller en gruppe av celler for hvilke det er en uttrykt hensikt å avsløre, forandre eller endre polarisasjonstilstanden på en forhåndsbestemt måte, f.eks. ved lesing eller skriving. En spenningspulsprotokoll (eller et tidsstyringsdiagram) definerer typisk en adresseringsoperasjon uttrykt ved spenninger påtrykt til bitlinjer og ordlinjer som funksjon av tid.
Driftssyklus er en del av en spenningspulsprotokoll og er f.eks. en lesesyklus eller skrivesyklus under hvilken elektrodespenninger svarer til en spesifikk og forhåndsbestemt sett av ordlinjepotensialer og bitlinjepotensialer som resulterer i korrekte cellespenninger for den tilsvarende adresseringsoperasjon.
Adresserte celler Ax og Ay er celler som er mål for en adresseringsoperasjon, f.eks. lese og skrive. Typisk innbefatter adresserte celler alle celler langs en adressert ordlinje AWL i en såkalte helrads- eller ordadressering. Valgte adresserte celler Ax er undermengde av de adresserte celler, nemlig de adresserte celler som intensjonelt mottar en svitsjepulsspenning for å svitsje polarisasjonstilstanden fra Y til X. Ikke-valgte adresserte celler Ay er den andre undermengde av adresserte celler, nemlig adresserte celler som intensjonelt mottar en spenningspuls for ikke å svitsje polarisasjonstilstanden, f.eks. for å opprettholde polarisasjonstilstanden Y.
Uadresserte celler Dx, Dy er alle andre celler enn de adresserte celler i en passiv matrise.
Adresserte ordlinjer A WL er ordlinjene som krysser adresserte celler. I såkalt helrads- eller ordadressering er det bare en adressert ordlinje samtidig i en adresseringsoperasjon.
Uadresserte ordlinjer UWL er ordlinjene som bare krysser uadresserte celler.
Adresserte bitlinjer BLx, BLy er bitlinjene som krysser adresserte celler av henholdsvis typen Ax og Ay.
I flertallet av dagens pulsprotokoller som er relevante for den foreliggende oppfinnelse, er det generiske prinsipp for lesing av polarisasjonstilstanden til en celle å påtrykke en kjent svitsjespenning V, over cellen, hvorved cellen svitsjes til en kjent polarisasjonstilstand samtidig som den frigjorte ladninger detekteres. En relativt stor mengde frigjorte ladninger angir at cellen har forandret polarisasjonstilstand, mens en relativt liten mengde av frigjorte ladninger angir at cellen allerede er blitt satt til polarisasjonstilstanden med samme retning som svitsjespenningen. I en passiv matrise oppnås dette typisk ved å Ia cellen som skal leses, være den eneste celle på bitlinjen som mottar en svitsjespenning Vs, mens ladninger detekteres med bruk av en deteksjonsforsterker forbundet med bitlinjen. Typisk benyttes den samme forhåndsdefinerte polaritet for svitsjespenningspulsen for alle leseoperasjoner og typisk blir en celle på hver bitlinje lest i parallell med tanke på effektiviteten. Ofte blir alle celler langs en ordlinje lest samtidig i en såkalt "helradslesing" eller "helordslesing". Resultatet etter lesing er at alle celler ender opp med samme forhåndsdefinerte polarisasjonstilstand, dvs. at den omtalte lesemetode er destruktiv, da enhver lagret informasjon vil fjernes fra de leste celler. Det forekommer også ikke-destruktiv lesing hvor polarisasjonstilstanden kan finnes uten nødvendigvis å svitsje cellen. Ulempen med ikke-destruktive metoder er at det resulterende signal typisk er for lite og for svakt til å skaffe pålitelig deteksjon av polarisasjonstilstanden, i det minste i dagens praktiske anvendelser. Destruktiv lesning er derfor den for tiden dominerende metode. Hvis det er ønsket å opprettholde den destruktivt leste informasjonen lagret i den passive matrise, er det nødvendig å la leseoperasjonen følges av operasjon som tilbakeskriver informasjonen.
Under en adresseringsoperasjon i den passive matrise, f.eks. ved lesing eller skriving til celler på et visst sted i matrisen ved å påtrykke en spenning V, over disse cellene, kan forstyrrende eller fraksjonelle spenninger dannes over ikke-adresserte celler. Forstyrrelsesspenningene kan spesielt være et problem i tilfelle av destruktiv lesing når relativt store cellespenninger benyttes. I tilfelle av en helradslesing er det imidlertid mulig å unngå forstyrrelsesspenninger ved å benytte en pulsprotokoll for en helradslesing som vist i norsk patent nr. 312699 og overdratt til nærværende søker, hvor alle elektroder holdes på samme potensialnivå bortsett fra den adresserte ordlinje som skiller seg med et potensial svarende til V,.
Under skriving er det typisk ønsket å sette hver av de adresserte celler til én av to mulige motsatte polarisasjonstilstander som vist på hysteresekurven i fig. 2. En celle kan svitsjes mellom polarisasjonstilstandene ved å påtrykke pulser med størrelse Vs og av motsatt polariteter. På en tilsvarende måte som i tilfelle av helradsutlesning, kan det være fristende å forsøke å skrive en hel ordlinje samtidig ved samtidig påtrykking av pulser +VS og -Vs til valgte celler langs ordlinjen. Dette er imidlertid ikke mulig i praksis på grunn av at forstyrrelsesspenninger vil dannes på de adresserte celler. Situasjonen uttrykt ved spenninger og potensialer kan beskrives ved de nedenstående ligninger.
Med henvisning til ligningene 1-4 er spenningen over en adressert celle som skal skrives og settes til polarisasjonstilstanden Y gitt av V(Ay), og spenningen over en adressert celle som skal skrives og settes til polarisasjonstilstanden X, av V(Ax). Samtidig som spenningen over de adresserte celler skal være Hk svitsjespenninger Vs av motsatt polaritet, må enhver av de ikke-adresserte celler langs bitlinjen som de deler med de adresserte celler, ikke utsettes for en svitsjespenning, dvs. spenningen over cellene Dy, Dx må være lavere enn koersitivspenningen som svarer til koersitivfeltet for materialet i cellen.
Figur 3 illustrerer ligningene 1-4 og det skal bemerkes at ligningen ikke kan løses, da det er umulig å påtrykke pulser V£ av motsatt polaritet til adresserte celler og samtidig å motta ikke-svitsjende forstyrrelsespulser V(Dx), V(Dy) over ikke-adresserte celler. Plasseringen av potensialet UWL på fig. 3 vil
alltid resultere i at minst én av spenningene på Dx og Dy overstiger Vs, som underforstått er større enn |VC|, dvs. at det ikke samtidig er mulig å påtrykke pulser +VS og -V,.
Av grunner som ovenfor gitt er det typisk nødvendig å benytte en topulssekvens for å være i stand til å sette adresserte celler på de ønskede polarisasjonstilstander. Den vanlige fremgangsmåte kjent i teknikken er først å sette alle adresserte celler på en og samme polarisasjonstilstand, typisk ved å påtrykke en puls av størrelse Vs og med samme polaritet til hver av de adresserte celler. Dette kan sammenlignes med situasjonen for destruktiv lesning som ovenfor nevnt, selv om det her ikke er nødvendig å detektere ladninger samtidig som svitsjespenningen påtrykkes. Når det er kjent at alle adresserte celler er blitt satt på samme polarisasjonstilstand, f.eks. polarisasjonstilstanden Y etter påtrykking av en puls -Vs, følger et annet trinn hvor bare en valgt del av de adresserte celler (her kalt de valgte adresserte celler), nemlig de som skal settes på motsatt polarisasjonstilstand X, skal motta en spenningspuls av motsatt polaritet og størrelse Vs, dvs. i dette eksempel en puls +VS. Under påtrykking av pulsen +VS, må alle andre celler, dvs. de uadresserte celler Dx, Dy ikke utsettes for en spenning som er større enn koersitivspenningen Vc. De ikke-valgte adresserte celler Ay som skal beholdes i polarisasjonstilstanden Y må ikke utsettes for en spenning større enn koersitivspenningen Vc i svitsjeretningen for polarisasjonstilstanden X. Situasjonen uttrykt i spenninger for påtrykking av den annen puls er beskrevet ved de følgende ligninger, hvor det er antatt at de adresserte celler Ax og Ay tidligere er blitt satt på polarisasjonstilstanden Y ved påtrykking av en puls -V,.
Hvilke polarisasjonstilstander som skal settes til +VS og -Vs er en definisjonssak og det vil være innlysende for fagfolk å anta en situasjon hvor ligningene 5-8 i stedet forutsetter adresserte celler som ikke tidligere har vært satt til polarisasjonstilstanden X av pulsen +VS og hvor ligning (8) følgelig må resultere i -Vs.
Figur 4 illustrerer ligningene 5-8. På basis av denne figur skal det nå trekkes noen konklusjoner.
Situasjonen beskrevet av ligningene vil uomgjengelig føre til forstyrrelsesspenninger på uadresserte celler. Om det ikke skal være forstyrrelsesspenninger, er det nødvendig å sette 0(UWL) = 0(BLx) = 4>(BLy), som ikke er mulig, da det vil føre til at alle adresserte celler, ikke bare de valgte, vil bli påtrykt en svitsjespenning Vs, dvs. at situasjonen heller vil svare til den for en helradslesning. På fig. 4 er det vist at da $(BLy) ikke kan holdes innenfor ±|VC| fra $(AWL), dvs. den må befinne seg i den nedre mørkegrå boksen sentrert rundt 4>(AWL), og samtidig befinne seg på en avstand V, fra O(AWL).
For å være i stand til å løse ligningene, er det påkrevet at Vs er mindre enn 3-Vc. Avstanden mellom <D(BLx) og <D(AWL) vil alltid ha størrelsen V,. 4>(BLy) må være plassert innenfor absoluttverdien av ±|VC| fra $(AWL) og innenfor ±JVCJ fra fl>(UWL), dvs. det må være mulig å lokalisere 4>(BLy) innenfor både den nedre mørkegrå boksen sentrert rundt O(AWL) og den øvre lysegrå boksen sentrert rundt O(UWL). Ved å studere fig. 4 finnes det at den første løsning vil foreligge når O(BLx) som befinner seg ved 0(BLMax) og når O(BLy) befinner seg ved sammenfallende <&(BLym„2) og G>(BLymin), dvs. at det ikke finnes en mulig løsning før den nedre mørkegrå boks sentrert rundt O(AWL) begynner å overlappe den øvre lysegrå boksen sentrert rundt O(UWL). I denne situasjonen er Vs lik 3 VC. For situasjoner hvor Vs < 3<*>Ve, vil det være mulig å få en større overlapping og følgelig vil det være flere mulige løsninger.
I norsk patent nr. 312699 ble det vist at den minste spenning som kan oppnås over cellene Ay, Dx, Dy er Vs/3 i en situasjon svarende til ligninger 5-8. De felles elektroder gjør det mulig å summere spenninger over en lukket sløyfe av de angjeldende celler, dvs. Ax, Ay, Dx, Dy. Fig. 5a viser en slik lukket sløyfe. Konklusjonen er at summen av de tre ikke-svitsjende spenninger over Ay, Dx og Dy skal resultere i |VS|, hvilket matematisk impliserer at hver av de tre ikke-svitsjende cellespenninger må bidra for å nå verdien |VS|. Minimering av størrelsen av hver av de tre spenninger resulterer i et bidrag på Vs/3 for hver celle.
Fig. 5b illustrerer situasjonen og viser cellespenninger definert i samsvar med ligningene 5-8, dvs. av bitlinjepotensialet minus ordlinjepotensialet. En cellespenning har både størrelse og retning gitt av en positiv eller negativ spenning, dvs. en cellespenning er i denne kontekst en todimensjonal vektorstørrelse definert av bitlinjepotensialet minus ordlinjepotensialet,
angitt ved pilene på fig. 5b. I henhold til ligning 6 utgjør spenningen over Ax +V„ hvilket fører til en situasjon hvor potensialene BLy og UWL kan velges fritt, dvs. de kan fritt beveges langs O-aksen. Ved å bevege potensialene BLy og UWL, er det lett å se at minimumsspenningen er Vs/3 og at et avvik fra
Vs/3 for en av cellespenningene resulterer i at noen andre cellespenninger øker. For eksempel vil forsøk på å minske V(Dx) og V(Dy) ved å bevege 4>(UWL) og 4>(BLy) oppad på figur 5b og minske deres relative avstand, resultere i at V(Ay) øker med summen av minskningen i V(Dx) og V(Dy). Fra fig. 5b kan det også konkluderes at V(Ay) har samme retning, dvs. samme polaritet som V(Ax) i alle situasjoner hvor |V(Dx)| + |V(Dy)| < Vs. Når spenningspulsprotokoller med diskrete spenningsnivåer benyttes, er det gunstig å benytte spenningsnivåer basert på trinn lik Vs/3, da disse motsvarer den minimalt oppnåelige spenningsfall over cellene.
Fra fig. 5b kan det ytterligere konkluderes med at fortegn(V(Dx)) = -fortegn(V(Dy)), dvs. at spenningen over cellene Dx og Dy er av motsatt polaritet for alle tilfeller hvor det er ønskelig å holde |V(Dx)|, |V(Dy)| og |V(Ay)| under V./2.
Selv om forstyrrelsesspenningen har vist å være uunngåelig når det er ønskelig å påtrykke svitsjespenninger bare til valgte deler av celler langs en ordlinje, er det fortsatt av interesse å holde forstyrrelsespulsene så små som mulig. For forstyrrelsesspenningspulser på celler Dx, Dy langs uadresserte ordlinjer, er det umulig å si om det for den ene eller den andre vil finne sted mer hyppig eller være verre, da dette helt vil avhenge av hvilke polarisasjonstilstander som skal innstilles i de adresserte celler, noe som i sin tur avhenger av hvilke data som skal skrives, med andre ord av hvilke logiske tilstander som skal representeres i minnecellene. Det vil typisk være like sannsynlig å skrive en logisk 1 som en logisk 0 og derfor vil det være av interesse å se på tilfeller hvor |V(Dx)| = |V(Dy)|.
Spenningspulsene på cellene Dx og Dy er problematiske da disse forstyrrelsesspenninger forekommer i en stor mengde celler, nemlig alle uadresserte celler langs en bitlinje. Dette bør sammenlignes med forstyrrelsesspenningspulsen V(Ay) som kan forekomme bare på en celle pr. bitllinje, nemlig på cellene langs en adressert ordlinje og for hvilke polariteten ikke skal svitsjes, dvs. for ikke-valgte, adresserte celler. Da imidlertid de adresserte cellene befinner seg i polarisasjonstilstand Y og da V(Ay) som tidligere vist, typisk vil ha samme retning som svitsjepulsen for svitsjing til den motsatte polarisasjonstilstand, kan forstyrrelsesspenningen på celler Ay bidra til partiell svitsjing av cellene i retning av polarisasjonstilstanden X eller til og med resultere i en feilaktig svitsjing i kombinasjon med avtrykksfenomener. For å redusere risikoen for dette, er det typisk påkrevet med en viss oppholdstid etter at cellene er blitt satt til polarisasjonstilstanden Y, idet polarisasjonstilstanden Y tillates å stabilisere seg før svitsjespenningene påtrykkes på cellene Ax. Oppholdstiden blir typisk implementert i en pulsprotokoll med såkalt hviletilstand hvor alle elektrodepotensialer .er de samme, f.eks. mellom en skrive/slettesyklus og en forstyrrelsesgenererende skrive/tilbakeskirvingssyklus.
Polariteten til forstyrrelsespulser er avhengig av hvorvidt polarisasjonstilstanden til adresserte celler skal svitsjes eller opprettholdes, dvs. polariteten er dataavhengig. Selv om det typisk vil foreligge en lik fordeling av data i form av logiske 1 og logiske 0 blant cellene over en lang tidsperiode, er det ikke nødvendigvis riktig for individuelle celler eller grupper av celler under kortere tidsrom. Dette innebærer at på ethvert tidspunkt etter at det har forekommet et antall dataavhengige forstyrrelsesspenninger, kan cellene som mottar forstyrrelsespulsene, svitsjes parallelt i forskjellige retninger og med forskjellig grad. Dette skal unngås eller i det minste reduseres hvis de forstyrrede uadresserte celler Dx, Dy alltid vil motta en hovedsakelig lik mengde spenninger av begge polariteter i forbindelse med en forstyrrelsesgenererende driftssyklus i pulsprotokollen. Hvis f.eks. forstyrrelsesspenningen på Dx under operasjonssyklusen er +Vs/3, vil det være en etter- eller forforstyrrelsessyklus som genererer en puls av samme størrelse med motsatt polaritet, dvs. i dette eksempel -V,/3, og med hovedsakelig samme varighet. Da spenning av en viss amplitude med hensyn til svitsjeevnen i noen grad kan kompenseres av en lavere spenning over en lengre periode, er det ikke alltid nødvendig at en viss pulsform og amplitude alltid må balanseres av en tilsvarende puls med samme størrelse, men med motsatt polaritet. I stedet kan pulsarealet benyttes til å måle svitsjeeffekten, idet en spenningspuls av en viss polaritet og et visst pulsareal (enhet volt sekunder) kan balanseres med en puls av motsatt polaritet med hovedsakelig samme pulsareal.
For å unngå svitsjing av celler i matrisen under påtrykk av spenninger i for-eller etterforstyrrelsessyklusen er den generelle regel at det aldri skal foreligge en spenning påtrykket en celle slik at den får cellen til å svitsje i motsatt retning av den den befant seg i. Situasjonen kan generelt beskrives av de følgende ligninger uttrykt ved spenninger
En sammenligning av ligningene 9-12 med ligningene 5-8 viser den forskjell at V(Ax) nå skal holdes over -Vc i stedet for å være lik Vs. Dette angir at det typisk vit være lettere å finne løsninger for ligningssystemet 9-12 enn for ligningssystemet 5-8, da begrensningene er redusert.
Figur 6 illustrerer ligningene 9-12 på tilsvarende måte som fig. 4 illustrerer ligningene 5-8, og tilsvarende vil fig. 6 bli benyttet som en referanse når løsningene undersøkes. Da O(BLx) og <D(BLy) begge må befinne seg innenfor ±|VC| fra O(UWL), idet O(BLy) må holdes på maksimum |VC| over
<1>(AWL) og <t>(BLx) på minimum |VC| under 1>(AWL), vil ikke noen løsning være mulig for avstander mellom <D(UWL) og $(AWL) som overskrider 2|VC|. Dette er vist på fig. 6 ved at den nedre mørkegrå boks er sentrert rundt O(AWL) må begynne å overlappe den øvre lysegrå boks sentrert rundt 4>(UWL) eventuelle noen løsninger foreligger.
Tidligere ble det vist at situasjonen V(Dy) =* -V(Dx) = V(D) er av interesse under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus og følgelig gjelder det samme for for- eller etterforstyrrelsessyklusen, da disse typisk er relevante for og til og med etterligner forstyrrelsespulser som benytter motsatt polaritet. Videre er derfor av interesse å skjelne mellom to situasjoner, nemlig der hvor <D(UWL)=0>(AWL) og der hvor 0(UWL)<>0(AWL). I det sistnevnte tilfelle vil det være mulig å håndtere spenninger påtrykt i celler langs en adressert ordlinje adskilt fra spenninger påtrykt uadresserte celler, mens i det første tilfellet vil alle ordlinjer behandles på samme måte under påtrykking av etter- eller forforstyrrelsespulser.
Fig. 7 er en modifisert versjon av fig. 6 og viser situasjonen V(Dy) = -V(Dx) = V(D), med 4>(UWL)<>0(AWL). En cellespenning er definert som en bitlinjespenning minus ordlinjespenning. Det skal forstås av fig. 7 at |V(D)| < |VC| og at det er bare et spørsmål om bytte av posisjoner for ©(BLy) og <t>(BLx) for å oppnå motsatte polariteter for cellespenninger langs BLx og BLy. I tilfellet hvor det er ønskelig å holde cellespenningene V(Ax) og V(Ay) under 2V(D), vil potensialet på den adresserte ordlinje (AWL) holdes mellom potensialene til bitlinjene BLx og BLy. Følgelig vil polariteten til cellespenningen langs en bestemt bitlinje typisk være den samme, men polaritetene vil være motsatt mellom celler som befinner seg langs bitlinjene BLx og BLy. Hvis det alternativt tillates spenninger på celter langs den adresserte ordlinje større enn 2V(D), kan de adresserte ordlinjecellespenninger V(Ax) og V(Ay) ha samme polaritet.
Anta at den forstyrrelsesgenererende driftsyklus resulterer i +V(D) for cellene Dx og -V(D) for cellene Dy. Den motsatte polaritet er naturligvis også mulig og vil i det følgende bare kreve en mindre forandring, noe som vi] være innlysende for fagfolk. Ifølge den foregående drøftelse er det ønskelig å benytte for- og/eller etterforstyrrelsespulser som vil være av samme størrelse, men med motsatt polaritet av forstyrrelsespulsene, dvs. i dette tilfelle at V(Dx) = -V(D) og V(Dy) = V(D). I henhold til hva som ble forklart under henvisning til fig. 7, vil dette resultere i at V(Ax) vil ligge i svitsjeretningen for polarisasjonstilstanden Y og at V(Ay) vil ligge i svitsjeretningen for polarisasjonstilstanden X. Dette er ikke ønskelig, spesielt i tilfelle av en etterforstyrrelsespuls, da det medfører at en nettopp svitsjet celle mottar en spenningspuls i retningen motsatt av svitsjespenningen. En etterforstyrrelsespuls V(Ax) i svitsjeretningen for polarisasjonstilstanden Y vil det være verre, da svitsjing for polarisasjonstilstanden X ligger nærmest i tid. Det kan imidlertid også være problemer med en etterforstyrrelsespuls V(Ay) i svitsjeretningen til polarisasjonstilstanden Y, spesielt da det er sannsynlig at de adresserte celler nettopp, like før påtrykking av forstyrrelsesgenererende driftssyklus, er blitt svitsjet til polarisasjonstilstanden Y. Således er det i den omtalte situasjonen tilsynelatende ikke mulig helt å unngå risikoen for utilsiktet svitsjing i gal retning ved etterforstyrrelsespulser, selv om det skal være mulig å minske cellespenningen i den uønskede retning for en type adresserte celler, f.eks. Ax-celler, på bekostning av økte spenninger i uønsket retning over Ay-celler. Ved imidlertid i stedet å benytte forforstyrrelsespuls kan det faktum at alle adresserte celler vil ha polarisasjonstilstanden Y benyttes, hvilket innebærer at de adresserte celler vil være ufølsomme overfor spenninger i polarisasjonsretningen av polarisasjonstilstanden Y. Dette betyr i realiteten at ligning 10 i tilfelle av en forforstyrrelsespuls kan sløyfes, da det ikke vil foreligge noen begrensninger på Ax-celler. Sløyfing av ligning (10) kan illustreres på fig. 6 ved å sløyfe den nedre potensialgrense <D(BLxmin2) i den nedre mørkegrå boks sentrert rundt O(AWL). Således vil det være foretrukket å velge elektrodepotensialer for å balansere forstyrrelsesspenningene slik at cellespenningen langs uadresserte ordlinjeceller Dx og Dy dannes som forforstyrrende pulser, og med spenningen over adresserte celler Ax og Ay beholdt bare i svitsjeretningen for polarisasjonstilstanden Y, dvs. i retningen for polarisasjonstilstanden som det er kjent at de adresserte celler allerede er blitt svitsjet til. Dette oppnås typisk ved å sette potensialet for den adresserte ordlinje AWL lik potensialet for bitlinjen BLy. Ved f.eks. på fig. 7 å velge <D(AWL) » «(BLy), hvilket resulterer i at V(Ax) = -2V(D) og V(Ay) = 0, vil spenningspulsene på de adresserte celler bare foreligge i svitsjeretningen for polarisasjonstilstanden
Y.
En annen fordel ved å benytte forforstyrrelsespuls i stedet for en etterforstyrrelsespuls er at tidligere nevnte oppholdstid mellom svitsjepulser kan effektivt benyttes til annet enn bare å vente på at de adresserte celler skal stabilisere seg i polarisasjonstilstanden Y.
Fig. 8 illustrerer en foretrukket utførelse i henhold til det ovenstående med bruk av en pulsprotokoll basert på Vs/3 med en forforstyrrelsessyklus og viser både elektrodepotensialene (tø(AWL), O(UWL), 0»(BLx) og O(BLy)) og de resulterende cellespenninger (V(Dx), V(Dy), V(Ax), V(Ay)). Det skal spesielt bemerkes at forforstyrrelsespulsen på uadresserte celler Dx, Dy har samme størrelse, men motsatt polaritet sammenlignet med forstyrrelsespulsen Vs/3 som følger umiddelbart deretter. Det skal også bemerkes at det foreligger forforstyrrelsesspenninger på adresserte celler i den allerede polariserte retning, nemlig en -2Vs/3-puls på Ax-celler og ingen spenning over Ay-celler.
På fig. 8 og i påfølgende illustrasjoner av pulsprotokoller, er spenningsovergangene vist meget bratte og spenningsnivåene synes å ha forandret seg i perfekt synkronisering uten at det tas hensyn til rekkefølgen av tidspunktene for forandring av visse elektriske potensialer. I en virkelig situasjon hvor spenningspulsene naturligvis krever en viss tid før de når det fastsatte nivå, og samtidig forandring av spenningsnivåene på forskjellige steder, dvs. ved en ordlinje og en bitlinje, er derfor ikke alltid mulig. Innenfor rammen av hva som faller inn under kravet i den foreliggende oppfinnelse er imidlertid disse detaljer ikke av betydning og kan utelates med tanke på å få en mer hensiktsmessig beskrivelse. En puls som har kortere varighet enn en annen, er følgelig typisk vist som tilsvarende mindre, men i hvilken grad en puls er mindre/større enn en annen må ikke baseres på hva som er vist på figurene, men i stedet kan informasjon om størrelsen av pulser finnes i den ledsagende beskrivelse.
Utførelsen på fig. 8 er primært rettet mot risikoen for et ubalansert antall forstyrrelsesspenninger i visse retninger, risikoen for partiell svitsjing og risikoen for utilsiktet svitsjing i gal retning på grunn av avtrykk, men den fokuserer ikke på problemer med snik- eller relaksasjonsstrømmer. Snik-eller relaksasjonsstrømmer må være lave nok til å tillate lesning i hvilken som helst leseoperasjon som kan følge etter eller like etter den forstyrrelsesgenererende driftssyklus. Det er mulig å vente til snik/relaksasjonsstrømmene minker, men da dette vil sinke den oppnåelige operasjonelle datarate, vil det være ønskelig at reduksjonen skjer hurtigere. Hovedmengden av snik- eller relaksasjonsstrømmene stammer typisk fra påtrykkingen av spenninger på uadresserte celler. Polariteten til forstyrrelsesspenningene vil som tidligere vist avhenge av spenningen påtrykt den eller de adresserte celler langs den samme bitlinje som de uadresserte celler. Følgelig vil retningen av snik- eller relaksasjonsstrømmene påvirkes av polariteten av spenninger påtrykt adresserte celler, hvilket i sin tur typisk er avhengig av hvilke data som skal skrives eller leses. Da spenninger av motsatte polariteter vanligvis gir opphav til snik- eller relaksasjonsstrømmer i motsatte retninger, vil det å balansere en positiv spenning med en negativ, f.eks. som i utførelsen vist på fig. 8, følgelig også kunne redusere mengden av snik- eller relaksasjonsstrømmer som forekommer etter anvendelsen av den forstyrelsesgenererende driftssyklus. I praksis vil det imidlertid typisk være den sist påtrykte spenningspuls som bidrar med snik- eller relaksasjonsstrømmene. Av denne grunn er det mulig å oppnå en raskere reduksjon i snik- eller relaksasjonsstrømmer enn ved bare å vente med å påtrykke en etterforstyrrelsespuls som resulterer i en spenningspuls av motsatt polaritet, men av mindre varighet sammenlignet med en foregående spenningspuls på ikke-adresserte celler. Generelt er det ikke nødvendig med samme amplitude og mindre varighet, da den samme effekt like så gjerne kan oppnås ved å benytte en etterforstyrrelsespuls av motsatt polaritet og med vesentlig mindre pulsareal enn den foregående spenningspuls. Det er f.eks. mulig med pulser av mindre varighet og mindre størrelse. Når det benyttes en spenningsprotokoll med diskrete trinn, så som pulsprotokoll med Vs/3 i utførelsen på fig. 8, vil amplituden til etterforstyrrelsespulsene på uadresserte celler ha motsatt polaritet, men samme størrelse som en foregående forstyrreisespuls på de samme celler.
Problemet som må løses ved påtrykking av en etterforstyrrelsespuls kan igjen beskrives av ligningene 9-12, og følgelig vil det igjen være en risiko for utilsiktet svitsjing i gal retning, spesielt for adresserte celler som kan være tilbøyelig til å svitsje tilbake på grunn av avtrykk. Imidlertid er pulsen denne gang mindre, og ligger typisk i et område fra en femtedel til en tjuedel sammenlignet med den påtrykte spenningspuls i den forstyrrelsesgenererende driftssyklus. Dette vil i mange anvendelser redusere risikoen for utilsiktet svitsjing i en gal retning til et akseptabelt nivå. Hvis det imidlertid anses å foreligge en liten, men fortsatt mulig risiko for utilsiktet svitsjing, kan det være en løsning å redusere etterforstyrrelsesspenningen på adresserte celler i den retning som foreligger umiddelbart etter den siste svitsjing, eksempelvis ved å redusere spenningen i y-retningen for Ax-cellene på bekostning av en tilsvarende noe høyere verdi i x-retningen for Ay-cellene. Hvis mindre varighet og mindre størrelse av de etterforstyrrende pulser sammenlignet med forstyrrelsespulsene ikke forårsaker problemer med partiell og/eller utilsiktet svitsjing på grunn av avtrykk, er det ikke mye å oppnå ved å behandle 0(AWL) adskilt fra <D(UWL) for etterforstyrrelsespulsene. Settes fl>(AWL) = O(UWL), vil det i stedet føre til enklere og mindre komplisert elektrodespenningskontroll og resultere i at situasjonen kan beskrives utelukkende av ligningene 11-12 og med større frihetsgrad i løsningene. Fig. 9 viser ligningene 11-12 når $(AWL) - <E»(UWL). I praksis er det mulig å danne hvilken som helst form for spenninger på cellene, men potensialet på bitlinjene BL og BLx må ikke adskille seg med mer enn |VC| fra ordlinjepotensialet. Fig. 10 viser en foretrukket utførelse i henhold til den ovenstående ved å benytte en pulsprotokoll basert på Vs/3 og med en forforstyrrelsessyklus som tidligere vist på fig. 8 og en etterforstyrrelsespuls av mindre varighet en forforstyrrelsespulsen. Figuren viser både elektrodepotensialer 4>(AWL), O(UWL), O(BLx) og *(BLy) og de resulterende cellespenninger V(Dx), V(Dy), V(Ax), V(Ay). Det skal bemerkes at etterforstyrrelsespulsene har det samme utseende for alle celler langs en bitlinje, selv om det på de adresserte celler, som tidligere forklart, vil være mulig med spenning som adskiller seg fra spenningene på de uadresserte celler, dvs. å ha en situasjon som er den samme som for forforstyrrelsespulsen. I lys av hva som er forklart, selv om det ikke er eksplisitt vist på fig. 10, skal det forstås at etterforstyrrelsespulsen kan være asymmetriske, dvs. at forstyrrelsespulsene kunne f.eks. frembringes med større relativ verdi, i enten den positive eller negative retning. Det kan også iakttas at ved å addere etterforstyrrelsespulsene på fig. 10, vil det ikke lenger være en balanse mellom positive og negative pulser påtrykt uadresserte celler, hvilket var en av de vesentlige ideer bak den tidligere omtalte etterforstyrrelsespuls. Da imidlertid etterforstyrrelsespulsen typisk er av kort varighet, er effekten mindre og kan være akseptabel i noen situasjoner. Det er likevel lett å kompensere for ubalansen ved å minske varigheten av etterforstyrrelsespulsen, da polariteten til etter- og forforstyrrelsespulsene på fig. 10 er den samme. Følgelig er det bare nødvendig å redusere varigheten av etterforstyrrelsespulsen med varigheten av forstyrrelsespulsen for igjen å oppnå et balansert forhold mellom antallet positive og negative spenningspulser på uadresserte celler.
Situasjonen på fig. 10 hvor O(AWL) » 0>(UWL) kan i visse tilfeller ikke tillates, f.eks. i tilfeller hvor til og med puls av kort varighet i motsatt retning like etter en svitsjepuls på adresserte celler ikke er akseptabel. Hvis det i etterforstyrrelsessyklusen ikke er ønskelig å tillate noen spenning i en viss retning for adresserte celler, typisk y-retningen for Ax-celler og det samtidig ikke er ønskelig å tillate en høyere spenning på andre celletyper, f.eks. i x-retningen for Ay-cetler, er det i henhold til fig. 7 ikke mulig å fine en løsning. I det minste er det ikke mulig så lenge som spenningspulser samtidig skal påtrykkes på Dx- og Dy-celler med innbyrdes motsatt polariteter og motsatt polariteter i forhold til forstyrrelsesspenninger som de samme celler utsettes for under åen forstyrrelsesgenererende driftssyklus. Ved imidlertid å adskille spenningspulser på uadresserte celler Dx og Dy i tid slik at f.eks. en etterforstyrrelsespuls først påtrykkes Dx-celler og deretter Dy-celler, er det mulig å unngå uønskede etterforstyrrelsesspenninger i en viss retning på adresserte celler Ax, Ay og å oppnå ordinære forstyrrelsesspenningsverdier utelukkende i den andre retningen. Uttrykt ved de tidligere benyttede ligninger kan dette oppnås ved å sette ligningene 11 eller 12 lik null, f.eks. ved enten å sette bitlinjepotensialene lik potensialene på de uadresserte bitlinjer, mens resten av ligningene gir den ønskede spenning på den tilsvarende uadresserte celle. Samtidig skal den adresserte ordlinjes potensial settes lik det potensial som has på bitlinjen til de adresserte celler som ikke skal motta en spenning motsatt av deres svitsjeretning. Ved således samtidig å danne etterforstyrrelsespulser av samme polaritet, er det mulig å oppnå to etterforstyrrelsespulser med ordinær størrelse og en polaritet motsatt av svitsjeretningen til adresserte celler i bare en polarisasjonstilstand, f.eks. Ay-cellene, mens cellene i den annen polarisasjonstilstand, f.eks. Ax-cellene samtidig mottar en etterforstyrrelsesspenning som hovedsakelig er lik 0. Da Ax-cellene ble svitsjet aller sist, er det typisk disse cellene som skal velges for ikke å motta etterforstyrrelsesspenning.
Figur 11 gjengir en illustrasjon av en utførelse hvor etterforstyrringspulsene på Dx- og Dy-cellene er blitt adskilt i tid for å unngå etterforstyrrelsespulser på Ax-cellene i retningen for polarisasjonstilstanden Y. Utførelsen benytter videre en pulsprotokoll basert på Vs/3 med en forforstyrrelsessyklus som tidligere vist på fig. 8. Det skal bemerkes at det ikke i det hele tatt er noen etterforstyrrelsesspenninger på Ax-cellene, men at Ay-cellene vil få to etterforstyrrelsespulser i x-retningen og med samme størrelse og varighet som etterforstyrrelsespulsene på Dx- og Dy-cellene. I en typisk situasjon vil dette ikke være kritisk, da det er relativt lenge siden Ay-cellene ble svitsjet til polarisasjonstilstanden Y, i det minste sammenlignet med svitsjingen av Ax-cellene. I samsvar med det som tidligere er sagt i forbindelse med utførelsen på fig. 10, er varigheten av etterforstyrrelsespulsen minsket for å oppnå en balansert mengde av spenningspulser i begge svitsjeretninger på ikke-adresserte celler.
En etterforstyrrelsespuls for å oppnå raskere reduksjon av snik- eller relaksasjonsstrømmer behøver ikke bare å være pulser med en enkelt spenning, da det også kan være mulig med sekvenser av etterforstyrrelsesspenningspulser, f.eks. et pulstog med varierende spenningsnivåer, varigheter, polariteter, former osv. I lys av hva som ovenfor er betonet og sagt med henvisning til figurene 7 og 9, skal det innses at i prinsippet kan hvilken som helst av type ikke-svitsjende etter- og forforstyrringsspenningspulser dannes. Pulser med en minkende amplitude og/eller varighet er av spesiell interesse. Andre pulsformer av interesse er f.eks. sagtannpulser, eksempelvis hvor hver puls til å begynne med er av en viss størrelse som så i løpet av et forhåndsbestemt tidsrom minker mot null.
Fig. 12 viser en foretrukket utførelse i henhold til det ovenstående, og benytter en pulsprotokoll basert på Vs/6 og med nok en annen etterforstyrrelsespuls sammenlignet med fig. 10, hvor hver puls sammenlignet med den foregående puls har kortere varighet, er mindre og har motsatt polaritet for hurtigere reduksjon av vedvarende snik- eller relaksasjonsstrømmer. Figuren viser både elektrodepotensialene <D(AWL), O(UWL), O(BLx) og O(BLy) og resulterende cellespenninger V(Dx), V(Dy), V(Ax) og V(Ay). Det skal bemerkes at det bare er den siste av etterforstyrrelsespulsene som gir den lavere spenningsverdi Vt/6 over cellene. Da de to etterforstyrrelsespulser i dette tilfelle vil balansere hverandre i noen grad, er det vanligvis mindre behov for å kompensere med en forandring i varigheten av forforstyrrelsespulsen. I det minste vil det høyst være nødvendig med en mindre justering enn den som behøves for eksempel utførelsen i fig. 11. En annen utførelse skaffes ved å benytte en strikt Vs/3-protokoll, dvs. ved å benytte verdien Vs/3 for alle etterforstyrrelsespulser og i stedet minske varigheten av pulsene, slik at hver etterforstyrrelsespuls dannes med en kortere varighet enn den foregående puls.
Varigheten av for- og etterforstyrrelsespulsene kan bestemmes på forhånd, f.eks. på konfigureres i innretningen før minnet settes i drift, men kunne like gjerne styres under driften basert på miljøbetingede målestørrelser, f.eks. ved å benytte en desisjonsalgoritme med miljøbetingede målestørrelser som inngangsvariable. Det er f.eks. funnet at ved for høye temperaturer må pulsvarighetene øke for å gi samme effekt som ved romtemperatur. Det er ved eksperimenter funnet at pulsvarigheter ved f.eks. 60'C må være større enn ved romtemperatur for å frembringe samme effekt. Typisk tigger de lengre varigheter i intervallet 1-2 ganger varigheten ved romtemperatur. Effektive kjøretidsjusterbare pulsvarigheter kan oppnås ved å benytte en temperatursensor eller lignende for å skaffe en målestørrelse for nærtemperaturen i den relevante passive matrise.
Det er ofte vanskelig å finne det nøyaktige opphav til alle snik- eller relaksasjonsstrømmer, og strømmene påvirkes av utførelse, arkitektur, valg av materialer osv. for innretningen som omfatter den passive matrise. Ofte blir den passive matrise dannet som en stabel med en rekke lag minnematerialer og elektroder og tilstøtende passive matriser som ofte betegnes som undermatriser. En undermatrise, undertiden også benevnt segment, er her definert som en passiv matrise som i alt vesentlig er elektrisk isolert fra den passive matrise som rommer de for øyeblikket adresserte celler, det vil si den er en passiv matrise innenfor den samme innretning og vil i en ideell situasjon hovedsakelig ikke utsettes for forstyrrelsesspenninger når en annen undermatrise innenfor innretningen utsettes for en forstyrrelsesgenererende driftssyklus. På grunn av feil som forekommer i de fleste praktiske innretninger, er det imidlertid blitt funnet at snik- eller relaksasjonsstrømmer ikke utelukkende bare kan komme fra uadresserte celter innenfor den passive matrise som for øyeblikket adresseres, da det også kan være ikke-negtisjerbare bidrag av relaksasjonsstrømmer som skyldes kobling mellom lag, f.eks. mellom en uadressert ordlinje i en tilstøtende passiv matrise og en bitlinje i den adresserte passive matrise og mellom bitlinjer i det for øyeblikket adresserte segment.
Snik- eller relaksasjonsstrømmer mellom bitlinjene er sterkt dataavhengige og er hovedsakelig et resultat av en spenningsforskjell mellom en bitlinje og tilstøtende bitlinjer, dvs. typisk to tilstøtende bitlinjer pr. bitlinje, én på hver side. Forskjellige verdier på adresserte celler langs tilstøtende bitlinjer resulterer i en spenningsforskjell og følgelig snikstrømmer. Spenningsdifferansen er eksempelvis 2Vs/3 i en forstyrrelsesgenererende driftssyklus som benytter en seleksjonsregel basert på Vs/3 som vist i de ovenstående eksempler. Snik- eller relaksasjonsstrømmene fra bitlinje til bitlinje vil ytterligere avhenge av avstanden mellom bitlinjene, areal av bitlinjen som vender mot den tilstøtende bitlinje og av materialet mellom bitlinjene. Disse faktorer blir vanligvis definert og justert på basis av andre krav, f.eks. krav til integfasjonstetthet, brikkeareat, elektrodetykkelse etc. og følgelig er det ofte vanskelig å oppnå en passiv matriseløsning som helt eliminerer snik- og relaksasjonsstrømmer mellom bitlinjer. Det må derfor tas hensyn til den mulige risiko for signifikant snik- og relaksasjonsstrøm mellom bitlinjer når for- og etterforstyrrelsespulser spesifiseres.
Snik- eller relaksasjonsstrømmer som er dannet ved kobling mellom lag skyldes hovedsakelig isolasjonsfeil mellom adskilte passive matriser, betegnet som undermatriser, på samme brikke. Forskjellige metoder og grunner for å segmentere eller dele et passivt matrisebasert minne er omtalt i kjent teknikk. Ofte vil en passiv matriseinnretning bestå av minst en eller to tilstøtende passive matriser i parallelle lag over og/eller under, adskilt av et isolerende lag, f.eks. et dielektrisk lag. Imidlertid vil et ikke-perfekt isolerende lag tillate at snikstrømmer fra en elektrode i en tilstøtende inaktiv passiv matrise kan nå en adressert bitlinjeelektrode i den for øyeblikket adresserte passive matrise, for eksempel på grunn av en potensialforskjell mellom elektrodene i de forskjellige matriser. Typisk skyldes hovedbidraget til snikstrømmer fra tilstøtende passive matriser de passive matriser som befinner seg nærmest, det vil si lagene over og under den for øyeblikket adresserte passive matrise, med andre ord fra passive matriser som befinner seg i parallelle plan tilstøtende den for øyeblikket adresserte passive matrise. I en inaktiv passiv matrise vil alle elektroder vanligvis holdes på et felles potensial, en såkalt hviletilstand. Ved passende valg av hvilepotensialnivået i tilstøtende inaktive matriser er det mulig å oppnå kontrollerte potensialforskjeller mellom lag, noe som i sin tur gjør at snik- eller relaksasjonsstrømmer kan reduseres og/eller kontrolleres av for- og etterforstyrrelsespulser i den for øyeblikket adresserte, passive matrise. Tilsvarende de ordinære snik- eller relaksasjonsstrømmer mellom bitlinjer og uadresserte ordlinjer, vil snik- eller relaksasjonsstrømmer mellom lag minke hurtigere hvis spenningspulsen eller spenningsforskjellen som generer strømmene under den forstyrrelsesgenererende spenningssyklus følges av en spenningspuls eller spenningsforskjell med motsatt polaritet og mindre areal. Dette vil oppnås hvis elektrodepotensialnivået, dvs. hvilespenningsnivået til elektrodene i den tilstøtende inaktive passive matrise settes på samme potensialnivå som den uadresserte ordlinje i den for øyeblikket adresserte (aktive) passive matrise.
Det er i kjent teknikk angitt forskjellige metoder for å kompensere for snik-eller relaksasjonsstrømbidrag i en utlest verdi. Noen eksisterende metoder drar fordel av en konsistent oppførsel for snik- eller relaksasjonsstrømmer i påfølgende utlesninger og av at forskjellige individuelle bitlinjer som representerer den samme dataverdi skal oppføre seg på samme måte og besitte hovedsakelig de samme karakteristikker. Referansebitlinjer blir vanligvis benyttet for å representere en forhåndsbestemt dataverdi. Da polariteten til forstyrrelsespulser imidlertid er dataavhengig, og da snikstrømmer er komplekse og forekommer innenfor bitlinjene mellom bitlinjene og til og med mellom lagene, vil fluktuasjonen av snik- og relaksasjonsstrømmer i tillegg også være dataavhengig. En mer konsistent og mer datauavhengig oppførsel kan oppnås ved å innføre en etterforstyrrelsespuls eller et pulstog av etterforstyrrelsespulser som ender i en etterforstyrrelsespuls med en enkelt polaritet for alle bitlinjer BLx og BLy, uavhengig av dataverdien. I de ovennevnte utførelser har polaritetene til for- og/eller etterforstyrrelsespulser på uadresserte celler alltid hatt motsatte polariteter på bitlinjene BLx og BLy fordi forstyrrelsesspenningene typisk har motsatt polaritet på bitlinjene BLx og BLy. I lys av hva som ble fremlagt i forbindelse med figur 9, kan det ses at her bare trengs å sette bitlinjeelektrodene på samme potensial for å frembringe pulser med en enkelt polaritet. Samtidig åpner dette muligheten for nullspenning over adresserte celler, da potensialet på den adresserte ordlinje i denne situasjonen kan settes Hk begge bitlinjepotensialene. Bruk av en sluttpuls med en enkel polaritet vil typisk gjøre det totale areal til etterforstyrrelsespulsene av uadresserte celler langs bitlinjene BLx og Bly forskjellig, hvilket i sin tur gjør det ønskelig å ha forskjellige varighet for forforstyrrelsespulsen på cellene Dx og Dy. For å oppnå dette, må den adresserte ordlinjes potensial velges slik at Ay-cellene får nullspenning eller spenning bare i retningen til polarisasjonstilstanden Y, mens de uadresserte ordlinjepotensial settes likt ett av bitlinjepotensialene, f.eks. BLy-potensialene, og mens potensialet på den andre typen bitlinjer, f.eks. BLx, velges for å danne den ønskede forforstyrrelsesspenning på de tilsvarende uadresserte celler.
Fig. 13 viser en foretrukket utførelse som benytter en pulsprotokoll basert på Vs/3 og med to etterforstyrrelsespulser og hvor den siste av etterforstyrrelsespulsene har samme polaritet for alle bitlinjer for å oppnå bedre kontroll og konsistent oppførsel for vedvarende snik- og relaksasjonsstrømmer. Fig. 13 viser både elektrodepotensialene $(AWL), O(UWL), O(BLx) og <D(BLy) og resulterende cellespenninger V(Dx), V(Dy), V(Ax), V(Ay). Det skal bemerkes at i likhet med utførelsen på fig. 11 er det ikke spenninger i den motsatt retning av svitsjespenningen for Ax-cellene i etterforstyrrelsessyklusen. Videre kan det også bemerkes at på grunn av sluttpulsen med en enkel polaritet, vil ikke det totale pulsareal i etterforstyrrelsessyklusen være det samme for uadresserte celler langs bitlinjene BLx og BLy, men at dette er blitt kompensert ved å redusere varigheten av forforstyrrelsespulsene bare for Dy-cellene, slik at det allikevel vil foreligge en balansert mengde av positive og negative pulser på uadresserte celler.
Etterforstyrrelsespulser som slutter med en enkelt polaritet som vist på fig.
13 vil ikke nødvendigvis samlet alltid gi et godt resultat. Etterforstyrrelsesstuttpulser med samme polaritet på alle bitlinjer vil alltid gjøre at noen celler mottar to påfølgende pulser med samme polaritet, noe som vanligvis ikke er det beste utgangspunkt for å oppnå rask reduksjon av snik- og relaksasjonsstrømmer. Bruk av sluttpulser med en enkelt polaritet kan med andre ord skaffe en datauavhengig effekt, men effekten av en raskere reduksjon av snik- og relaksasjonsstrømmer kan være dårligere sammenlignet med en situasjon hvor polariteten til
etterforstyrrelsessluttpulsene er dataavhengig og kan variere mellom bitlinjene.
En av fordelene med fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse er at det oppnås mulighet for mer pålitelig utlesning, noe som f.eks. vil tillate en økning av dataraten. Videre vil minneceltene være mindre tilbøyelig til partiell svitsjing og utilsiktet svitsjing på grunn av avtrykk under driften.
Fagfolk vil innse at på basis av utførelser og prosedyrer som er blitt omtalt og vist for å forklare den foreliggende oppfinnelse, kan det gjøres forandringer i detaljer så som spenningsnivåer, varigheter i pulsprotokoller og den innbyrdes anordning av deler og metoder generelt andre utførelsesvarianter uten å avvike fra den foreliggende oppfinnelses grunnleggende prinsipper. Det skal også forståes at de omtalte utførelsesformer er eksemplifiserende og ment å skulle forklare den foreliggende oppfinnelse, hvilket ikke er til hinder for å realisere andre, ikke omtalte utførelsesvarianter innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse.

Claims (28)

1. Fremgangsmåte for å drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning som benytter passiv matriseadressering, hvor minneinnretningen omfatter celler i form av et ferroelektrisk eller elektret, polariserbart materiale av tynnfilm som viser hysterese, spesielt en ferroelektrisk eller elektret polymertynnfilm, og første og andre sett av respektive parallelle elektroder, hvor elektrodene i det første sett, betegnet ordlinjer (WL), er anordnet i hovedsakelig ortogonal relasjon til elektrodene i det annet sett, betegnet bitlinjer (BL), hvor elektrodene i det første og andre sett er anordnet i direkte eller indirekte kontakt med tynnfilmmaterialet i minnecellene, hvor en celle i innretningen kan settes i en polarisasjonstilstand X eller Y eller svitsjes mellom disse ved å benytte en svitsjespenning Vs større enn en koersitivspenning Vc svarende til et koersitivfelt Ec for det polariserbare materiale, mellom en ordlinje (WL) og en bitlinje (BL) som adresserer cellen, og hvor fremgangsmåten omfatter en spenningspulsprotokoll med i det minste en forstyrrelsesgenererende driftssyklus for å svitsje valgte adresserte celler (Ax) til polarisasjonstilstanden X, hvor den forstyrrelsesgenererende driftssyklus involverer valgte adresserte celler (Ax) lokalisert i eller ved krysningen av adresserte ordlinjer (AWL) og valgte bitlinjer (BLx), ikke-valgte adresserte celler (Ay) plassert i krysningen mellom adresserte ordlinjer (AWL) og ikke-valgte bitlinjer (BLy), uadresserte celler (Dx) plassert i krysningen mellom uadresserte ordlinjer (UWL) og de valgte bitlinjer (BLx) og uadresserte celler (Dy) plassert i krysningen mellom de uadresserte ordlinjer (UWL) og de ikke-valgte bitlinjer (BLy), hvor under en forstyrrelsesgenererende driftssyklus potensialforskjellen mellom de adresserte ordlinjer (AWL) og de valgte bitlinjer (BLx) er lik svitsjespenningen Vs og potensialforskjellen mellom de adresserte ordlinjer (AWL) og de ikke-valgte bitlinjer (BLy) mindre enn størrelsen av koersitivspenningen Vc, og hvor fremgangsmåten er karakterisert ved å innføre en forforstyrrelses- og/eller etterforstyrrelsessyklus henholdsvis før og etter den forstyrrelsesgenererende driftssyklus henholdsvis, under hvilke celler langs uadresserte ordlinjer mottar ikke-svitsjende spenninger og i det minste noen celler ikke-null spenninger, å frembringe for- og/eller etterforstyrrelsesspenningspulser i den respektive for- og/eller etterforstyrrelsessyklus ved å holde potensialforskjellen mellom de uadresserte ordlinjer og den adresserte ordlinje lik eller mindre enn to ganger størrelsen av koersitivspenningen, å velge de potensialer på valgte bitlinjer og de ikke-valgte bitlinjer slik at forskjellen i forhold til potensialet på de uadresserte ordlinjer er mindre enn størrelsen av koersitivspenningen, og å velge potensialet på den adresserte ordlinje slik at bare de adresserte celler kan få høyere spenninger enn koersitivspenningen i retning av polarisasjonstilstanden som allerede er satt i de adresserte celler.
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at spenningsprotokollen benytter en spenningsseleksjonsregel på en 1/3 Vs for potensialene på ordlinjer og bitlinjer.
3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å adskille potensialene på de uadresserte ordlinjer fra potensialene på de adresserte ordlinjer under dannelsen av for-og etterforstyrrelsespulsene.
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å danne minst en for- og/eller etterforstyrrelsespuls på uadresserte de celler og med motsatt polaritet av forstyrrelsespulsene dannet på de samme celler under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus, ved å sette potensialet på de valgte bitlinjer og/eller potensialet på de ikke-valgte bitlinjer lavere enn potensialet på de uadresserte ordlinjer hvis potensialet på de tilsvarende bitlinjer var høyere enn potensialet på de uadresserte ordlinjer under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus eller ved å sette potensialet på de valgte bitlinjer og/eller potensialet på de ikke-valgte bitlinjer høyere enn potensialet på de uadresserte ordlinjer hvis potensialet på de tilsvarende bitlinjer var lavere enn potensialet på den uadresserte ordlinje under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus.
5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, karakterisert ved å velge varigheter og amplituder for for- og etterforstyrrelsespulsene frembrakt på uadresserte celler slik at summen av pulsarealene med positiv polaritet er hovedsakelig den samme som summen av pulsarealene med negativ polaritet for alle pulser påtrykt uadresserte celler i den forstyrrelsesgenererende driftssyklus og i for- og/eller etterforstyrrelsessyklusen.
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å danne en for- og/eller etterforstyrrelsespuls på hver uadressert celle med hovedsakelig samme pulsareal, men med motsatt polaritet av forstyrrelsespulsen dannet på de samme celler under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus og med en pulsareal av hovedsakelig samme størrelse som pulsarealet frembrakt på samme celle under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus, men av motsatt polaritet.
7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, karakterisert ved å danne en forforstyrrelsespuls på hver uadressert celle med hovedsakelig den samme størrelse og varighet, men med motsatt polaritet av forstyrrelsespulsen dannet på de samme celler under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus.
8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved å danne spenningspulser med samme polaritet på adresserte celler i retning av den allerede innstilte polarisasjonstilstand i de adresserte celler ved å sette potensialet på den adresserte ordlinje likt eller mindre enn det laveste potensial på bitlinjen eller likt eller høyere det høyeste potensial på bitlinjen under påtrykking av forforstyrrelsespulsen.
9. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å danne for- og/eller etterforstyrrelsespulser med forskjellig varighet og ikke-adresserte celler avhengig av typen av bitlinjer (BLx eller BLy) ved å sette bitlinjepotensialet på de ikke-adresserte celler som skal ha den korteste puls varighet, likt med potensialet på de ikke-adresserte ordlinjer i det minste under en del av forforstyrrelsessyklusen.
10. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å danne en etterforstyrrelsespuls på hver uadresserte celle med hovedsakelig samme størrelse og varighet, men med en polaritet motsatt av forstyrrelsespulsen dannet på de samme celler under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus.
11. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å danne en eller flere etterforstyrrelsespulser på uadresserte celler, idet hver av pulsene har hovedsakelig mindre pulsareal enn enhver puls dannet på de samme celler under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus, og at minst en av pulsene har en polaritet som er motsatt av den siste puls dannet på de samme celler under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus.
12. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved å danne de nevnte én eller flere etterforstyrrelsespulser med hovedsakelig samme størrelse, men med mindre varighet enn en puls dannet på de samme celler under en forstyrrelsesgenererende driftssyklus.
13. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved at hver av de nevnte én eller flere etterforstyrrelsespulser er fra en femtedel til en tjuedel så store som enhver puls dannet på de samme celler under den forstyrrelsesgenererende driftssyklus.
14. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved å danne alternerende positive og negative etterforstyrrelsespulser på uadresserte celler.
15. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved å danne etterforstyrrelsespulser med mindre pulsareal enn hvilke som helst forutgående etterforstyrrelsespuls på de samme celler i den samme etterforstyrrelsessyklus.
16. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å danne tidsadskilte for- og/eller etterforstyrrelsespulser på uadresserte celler og med samme polaritet på et tidspunkt ved å sette enten bare potensialet til de ikke-valgte bitlinjer (BLy) eller potensialet på de valgte bitlinjer (BLx) likt potensialet på de uadresserte ordlinjer, og på et annet tidspunkt ved å sette bare potensialet på henholdsvis de valgte bitlinjer (BLx) eller de ikke-valgte bitlinjer (BLy) likt potensialet på de uadresserte ordlinjer.
17. Fremgangsmåte i henhold til krav 16, karakterisert ved å danne spenningspulser på adresserte celler bare i retning av polarisasjonstilstanden Y ved å sette potensialet på de adresserte ordlinjer likt potensialet på de valgte bitlinjer, mens de tidsseparerte spenningspulser dannes.
18. Fremgangsmåte i henhold til krav 16, karakterisert ved å danne spenningspulser på adresserte celler bare i retning av polarisasjonstilstanden X ved å sette potensialet på de adresserte ordlinjer likt potensialet på de ikke-valgte bitlinjer, mens de tidsseparerte spenningspulser dannes.
19. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å holde potensialet på de adresserte ordlinjer likt potensialet på de uadresserte ordlinjer under i det minste en del av etterforstyrrelsessyklusen, samtidig som etterforstyrrelsespulsene dannes.
20. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å holde potensialet på de adresserte ordlinjer forskjellig fra potensialet på de uadresserte ordlinjer under i det minste en del av etterforstyrrelsessyklusen, mens etterforstyrrelsespulsene dannes.
21. Fremgangsmåte i henhold til krav 20, karakterisert ved å danne pulser på adresserte celler som alltid har større størrelse i en retning enten ved å sette potensialet på den adresserte ordlinje nærmere det høyeste potensial på bitlinjene, samtidig som det dannes etterforstyrrelsespulser i etterforstyrrelsessyklusen eller ved å sette potensialet på de adresserte ordlinjer nærmere det laveste potensial på bitlinjene, samtidig som det dannes etterforstyrrelsespulser i etterforstyrrelsessyklusen.
22. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved at det siste av etterforstyrrelsespulsene på uadresserte celler har samme polaritet for alle bitlinjer.
23. Fremgangsmåte i henhold til krav 22, karakterisert ved å sette potensialet på de uadresserte ordlinjer og potensialet på den adresserte ordlinje og potensialet på en av bitlinjene likt, samtidig som det siste av etterforstyrrelsespulsene dannes.
24. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å danne en eller flere for- og/etterforstyrrelsespulser som ikke har firkantform, og at mellom begynnelsen og slutten på hver slik puls har de en tidsvarierende størrelse.
25. Fremgangsmåte i henhold til krav 24, karakterisert ved å danne pulsene med sagtannform, idet størrelsen minker og nærmer seg null.
26. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å justere formen på for- og/eller etterforstyrrelsespulsene avhengig av den omgivende temperatur.
27. Fremgangsmåte i henhold til krav 26, karakterisert ved å øke varigheten av pulsene med økende temperatur.
28. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved å sette inaktive bitlinjer og inaktive ordlinjer i en eller flere matriser som er tilstøtende den for øyeblikket adresserte passive matrise på samme potensial som den uadresserte ordlinje i den for øyeblikket adresserte passive matrise.
NO20040644A 2004-02-13 2004-02-13 Fremgangsmate for a drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning NO320149B1 (no)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20040644A NO320149B1 (no) 2004-02-13 2004-02-13 Fremgangsmate for a drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning
AU2005213099A AU2005213099A1 (en) 2004-02-13 2005-02-07 Non-switching pre-and post-disturb compensational pulses
EP05710941A EP1719136A1 (en) 2004-02-13 2005-02-07 Non-switching pre-and post-disturb compensational pulses
RU2006130851/09A RU2326456C1 (ru) 2004-02-13 2005-02-07 Способ управления запоминающим устройством с подачей компенсационных импульсов до и после помехи
CNA2005800048122A CN1918662A (zh) 2004-02-13 2005-02-07 非切换前置和后置干扰补偿脉冲
PCT/NO2005/000044 WO2005078730A1 (en) 2004-02-13 2005-02-07 Non-switching pre-and post-disturb compensational pulses
CA002555581A CA2555581A1 (en) 2004-02-13 2005-02-07 Non-switching pre-and post-disturb compensational pulses
KR1020067018762A KR100823007B1 (ko) 2004-02-13 2005-02-07 넌-스위칭 사전 및 사후-방해 보상 펄스들
JP2006553076A JP2007522602A (ja) 2004-02-13 2005-02-07 非スイッチング妨害前および妨害後補償パルス
US11/053,905 US7020005B2 (en) 2004-02-13 2005-02-10 Non-switching pre- and post- disturb compensational pulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20040644A NO320149B1 (no) 2004-02-13 2004-02-13 Fremgangsmate for a drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20040644D0 NO20040644D0 (no) 2004-02-13
NO20040644L NO20040644L (no) 2005-08-15
NO320149B1 true NO320149B1 (no) 2005-10-31

Family

ID=34793421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20040644A NO320149B1 (no) 2004-02-13 2004-02-13 Fremgangsmate for a drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7020005B2 (no)
EP (1) EP1719136A1 (no)
JP (1) JP2007522602A (no)
KR (1) KR100823007B1 (no)
CN (1) CN1918662A (no)
AU (1) AU2005213099A1 (no)
CA (1) CA2555581A1 (no)
NO (1) NO320149B1 (no)
RU (1) RU2326456C1 (no)
WO (1) WO2005078730A1 (no)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228261A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Micron Technology Inc デジット線絶縁ゲートの負電圧駆動
US7916544B2 (en) 2008-01-25 2011-03-29 Micron Technology, Inc. Random telegraph signal noise reduction scheme for semiconductor memories
KR100913424B1 (ko) * 2008-07-01 2009-08-21 한국과학기술원 수동 매트릭스-어드레스 가능한 메모리 장치
US7821808B2 (en) * 2009-01-30 2010-10-26 Seagate Technology Llc Multilayer ferroelectric data storage system with regenerative read
US10127964B2 (en) 2014-07-03 2018-11-13 Yale University Circuitry for ferroelectric FET-based dynamic random access memory and non-volatile memory
US9857218B2 (en) * 2015-03-09 2018-01-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. Pulsed sensing using multiple pulse samples
US9641259B1 (en) 2016-06-20 2017-05-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for pulsed based receiver photo sensor
US9613676B1 (en) * 2016-06-29 2017-04-04 Micron Technology, Inc. Writing to cross-point non-volatile memory

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3002182A (en) * 1956-12-10 1961-09-26 Bell Telephone Labor Inc Ferroelectric storage circuits and methods
DE69840486D1 (de) * 1997-11-14 2009-03-05 Rohm Co Ltd Halbleiterspeicher und Zugriffsverfahren hierauf
NO312699B1 (no) 2000-07-07 2002-06-17 Thin Film Electronics Asa Adressering av minnematrise
JP4024166B2 (ja) * 2002-03-20 2007-12-19 三洋電機株式会社 強誘電体メモリ
NO317905B1 (no) 2002-09-11 2004-12-27 Thin Film Electronics Asa Fremgangsmate for a operere ferroelektrisk eller elektret minneinnretning og en innretning av denne art
US6856534B2 (en) 2002-09-30 2005-02-15 Texas Instruments Incorporated Ferroelectric memory with wide operating voltage and multi-bit storage per cell

Also Published As

Publication number Publication date
CN1918662A (zh) 2007-02-21
US7020005B2 (en) 2006-03-28
RU2326456C1 (ru) 2008-06-10
JP2007522602A (ja) 2007-08-09
US20050248979A1 (en) 2005-11-10
CA2555581A1 (en) 2005-08-25
WO2005078730A1 (en) 2005-08-25
NO20040644L (no) 2005-08-15
NO20040644D0 (no) 2004-02-13
KR100823007B1 (ko) 2008-04-17
EP1719136A1 (en) 2006-11-08
RU2006130851A (ru) 2008-03-20
AU2005213099A1 (en) 2005-08-25
KR20060111721A (ko) 2006-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11018190B2 (en) Three-dimensional memory apparatuses and methods of use
JP4472921B2 (ja) メモリマトリックスのアドレス指定
US20190027218A1 (en) Apparatuses and methods including memory and operation of same
JP5743987B2 (ja) 受動マトリクス・アドレス指定可能素子の読み取り方法並びにその方法を実施するための素子
CN111599393B (zh) 具有选择器电压补偿的磁性随机存取存储器
JP4708026B2 (ja) 強誘電体又はエレクトレット・メモリ・デバイスを作動する方法及び装置
NO312698B1 (no) Fremgangsmåte til å utföre skrive- og leseoperasjoner i en passiv matriseminne og apparat for å utföre fremgangsmåten
NO320149B1 (no) Fremgangsmate for a drive en ferroelektrisk eller elektret minneinnretning
TW202301347A (zh) 用於鐵電記憶體胞元操作之設備、系統及方法
NO322040B1 (no) Bimodal drift av ferroelektriske og elektrete minneceller og innretninger
JP2007522602A5 (no)
US20090323390A1 (en) Semiconductor memory device
US9263127B1 (en) Memory with specific driving mechanism applied on source line
KR100576484B1 (ko) 차동 데이터를 가지는 불휘발성 강유전체 메모리 장치
KR20070073307A (ko) 강유전체 메모리 장치 및 그것의 기입 방법
NO318368B1 (no) Ikke-flyktig passiv matriseinnretning og fremgangsmate for utlesing av samme