多级单元交叉点存储阵列可以被用于构建高密度电阻式存储器。然而，在对多级单元交叉点存储阵列施加读操作的过程中，耦合的潜通电流和互连线电压降导致了单元之间多级读出电流的不均匀性。实验室博士生汪承宁在冯丹教授和童薇副教授的指导下，分析发现如果在一个大规模交叉点阵列中的多个多级单元之间粗粒度地共享多级读基准，则会降低阵列级的多级读裕度。为此，作者提出了一种通过容忍交叉点存储阵列中单元间读出电流的不均匀性来提升阵列级的多级读裕度的方案。为了消除沿着所选位线的潜通电流并调节沿着所选字线的潜通电流，作者设计了一种未选字线接地，未选位线部分偏压的并行读方案。接着，作者分析了部分偏压系数对有效读电压和阵列功耗的影响。作者观察发现在这种情况下多级读出电流的大小只对位线的位置敏感。因此，为了提高阵列级的多级读裕度，作者进一步提出了一种适应位线位置的多级读基准设置方案。该方案以细粒度的形式将相邻的位线分为一组，并在组内共享多级读基准值。作者还分析了读基准共享粒度、互连线电压降系数、开关阻值比、每个单元的阻值状态个数对阵列级的多级读裕度的影响。SPICE模拟验证了所提方案能有效地提升阵列级的多级读裕度。

该研究成果以Regular Paper “Design and analysis of address-adaptive read reference settings for multilevel cell cross-point memory arrays”于10月30日在线发表于IEEE Transactions on Electron Devices (T-ED), doi: 10.1109/TED.2019.2945058。IEEE T-ED是器件领域最有影响力的SCI期刊之一。该项研究工作受到国家自然科学基金等多个项目的支持。

未选字线接地，未选位线部分偏压的交叉点存储阵列读方案

依赖于位线位置的多级读出电流