專(zhuān)利名稱：：一種相變化存儲(chǔ)裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于基于包含硫?qū)倩锛捌渌牧系南嘧兓癁榛A(chǔ)存儲(chǔ)材料的存儲(chǔ)裝置，及操作此裝置的方法。
背景技術(shù)：
：相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料，例如硫?qū)倩锘蚱渌?lèi)似的材料可以通過(guò)施加適合應(yīng)用于集成電路中的不同級(jí)別的電流而導(dǎo)致在一非晶相與一結(jié)晶相之間的相變化。非晶相具有比結(jié)晶相更高的電阻率，其可以很容易被感應(yīng)而用于指示數(shù)據(jù)。這些特性引起了使用可編程電阻材料作為非易失性存儲(chǔ)器電路的興趣，其可以進(jìn)行隨機(jī)存取的讀取或?qū)懭搿Ｏ嘧兓鎯?chǔ)器中，數(shù)據(jù)是通過(guò)此相變化材料的有源區(qū)域在非晶相與結(jié)晶相之間的轉(zhuǎn)換而儲(chǔ)存。圖1顯示具有兩電阻狀態(tài)其中之一(以儲(chǔ)存數(shù)據(jù))的一定數(shù)目存儲(chǔ)單元的示例性狀態(tài)分布圖。每一個(gè)存儲(chǔ)單元包括一相變化存儲(chǔ)元件，其可編程為一高電阻狀態(tài)102及一低電阻狀態(tài)100。每一電阻狀態(tài)與一未重疊的電阻范圍對(duì)應(yīng)。在多位操作中，此相變化存儲(chǔ)元件可編程為超過(guò)兩個(gè)電阻狀態(tài)。自高電阻狀態(tài)102至低電阻狀態(tài)100的改變，以下稱為設(shè)置(set)，一般是一低電流步驟，在其中電流會(huì)加熱此相變化材料到高于一轉(zhuǎn)換溫度以使一有源區(qū)從非晶相轉(zhuǎn)變至結(jié)晶相。從低電阻狀態(tài)100至高電阻狀態(tài)102的改變，以下稱為復(fù)位(reset)，一般是一高電流步驟，其包括一短暫的高電流密度脈沖以融化或破壞結(jié)晶結(jié)構(gòu)，其后此相轉(zhuǎn)換材料會(huì)快速冷卻，抑制相轉(zhuǎn)換的過(guò)程，使得至少部份相轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)得以維持在非晶相。低電阻狀態(tài)100的最高電阻R1與高電阻狀態(tài)102的最低電阻R2之間的差值定義一讀取區(qū)間以區(qū)分存儲(chǔ)單元是在低電阻狀態(tài)100或是高電阻狀態(tài)102。通過(guò)確定存儲(chǔ)單元是否具有與低電阻狀態(tài)100或是高電阻狀態(tài)102對(duì)應(yīng)的電阻值，例如通過(guò)感應(yīng)此存儲(chǔ)單元的電阻值是高于還是低于此讀取區(qū)間內(nèi)的一臨界電阻值RSA103，來(lái)確定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)。此相變化存儲(chǔ)裝置的一個(gè)問(wèn)題是在高電阻狀態(tài)102時(shí)的數(shù)據(jù)保存。特別是，在高電阻狀態(tài)102的存儲(chǔ)單元會(huì)因?yàn)橛性磪^(qū)中的小部分重新結(jié)晶使得非晶相轉(zhuǎn)變回結(jié)晶相而產(chǎn)生電阻降低。電阻降低的速率與許多因素相關(guān)，包括在一陣列中的結(jié)構(gòu)及材料變動(dòng)、工藝瑕疵和此裝置所暴露的環(huán)境溫度因素等。曾經(jīng)觀察到在此陣列中的一些存儲(chǔ)單元會(huì)在一開(kāi)始就具有或是在經(jīng)歷多次復(fù)位和/或設(shè)置操作后具有在高電阻狀態(tài)102的較短數(shù)據(jù)保存時(shí)間，顯示其電阻很快隨著時(shí)間而減少至小于臨界電阻值Rsa103。其結(jié)果是，當(dāng)這些存儲(chǔ)單元(此處稱為瑕疵存儲(chǔ)單元)在讀取低電阻狀態(tài)100時(shí)會(huì)被檢測(cè)，而導(dǎo)致位錯(cuò)誤。因?yàn)椴牧霞肮に嚄l件變動(dòng)的關(guān)系所導(dǎo)致的瑕疵存儲(chǔ)單元，會(huì)造成陣列中存儲(chǔ)單元之間的不同復(fù)位特性，包括復(fù)位存儲(chǔ)單元所需的電流不同。舉例而言，陣列中結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，例如電極和相變化存儲(chǔ)元件的形狀與大小的變動(dòng)，導(dǎo)致相變化存儲(chǔ)元件間電流密度不同。其結(jié)果是，陣列中存儲(chǔ)單元間的有源區(qū)中受到不同熱和電的條件影響，導(dǎo)致有源區(qū)中非晶相材料體積的大幅變動(dòng)。因此會(huì)導(dǎo)致某些存儲(chǔ)單元(瑕疵存儲(chǔ)單元)在高電阻狀態(tài)102時(shí)僅有相當(dāng)少量的非晶相材料在有源區(qū)內(nèi)，舉例而言具有相當(dāng)大量比例的結(jié)晶相材料位于非晶相體積內(nèi)、和/或具有相對(duì)小的有源區(qū)尺寸。其結(jié)果是，在相對(duì)短的時(shí)間后，可以形成一個(gè)低電阻結(jié)晶路徑通過(guò)這些瑕疵存儲(chǔ)單元的有源區(qū)，而產(chǎn)生位錯(cuò)誤。更進(jìn)一步而言，因?yàn)榇讼嘧兓鎯?chǔ)器的電阻值是與許多因素相關(guān)，這些存儲(chǔ)單元會(huì)經(jīng)歷阻值的快速減少，因此瑕疵存儲(chǔ)單元無(wú)法根據(jù)其初始電阻值而被辨認(rèn)出來(lái)。許多嘗試解決復(fù)位存儲(chǔ)單元所需電流的差異問(wèn)題方案包括選用單個(gè)合適的高復(fù)位電流。然而如此會(huì)導(dǎo)致至少某些存儲(chǔ)單元接受了遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)換至高電阻狀態(tài)102所需的高電流級(jí)別，在此稱為”過(guò)度復(fù)位”。因?yàn)橄嘧兓牧鲜且驗(yàn)闊岬脑蚨M(jìn)行相變化，使用不必要的高電流寫(xiě)入動(dòng)作會(huì)對(duì)存儲(chǔ)單元產(chǎn)生電性和機(jī)械的可靠性問(wèn)題。這些問(wèn)題包括因?yàn)樵诓僮鲿r(shí)由熱膨脹及材料密度改變所導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力在相變化材料與電極接口之間的形成空洞。此外，使用不必要的高電流寫(xiě)入動(dòng)作會(huì)可以導(dǎo)致例如足以誘發(fā)電極與相變化材料之間擴(kuò)散/反應(yīng)的區(qū)域性加熱，和/或?qū)е掠性磪^(qū)內(nèi)的相變化材料組成改變，造成電阻切換劣化及此存儲(chǔ)單元可能失效等問(wèn)題。瑕疵存儲(chǔ)單元也可以因?yàn)樵谘b置壽命期間于高電阻狀態(tài)102的較短保持時(shí)間而產(chǎn)生。舉例而言，因?yàn)橄嘧兓牧辖M成的改變或是電極材料與相變化材料之間擴(kuò)散/反應(yīng)的關(guān)系，非晶相材料的體積大小或許會(huì)因?yàn)轫憫?yīng)于重復(fù)的設(shè)置與復(fù)位操作后的一特定復(fù)位操作而減少。因此，需要提供一種以相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)裝置及其操作方法，來(lái)解決由瑕疵存儲(chǔ)單元所產(chǎn)生數(shù)據(jù)保存的問(wèn)題，及具有對(duì)噪聲的較高承受能力。
發(fā)明內(nèi)容此處所描述的相變化存儲(chǔ)裝置及其操作方法是根據(jù)以下發(fā)現(xiàn)而提出，在施加一初始高電流操作給一相變化存儲(chǔ)單元以建立高電阻狀態(tài)之后，可以在使用不同的偏壓電壓時(shí)此存儲(chǔ)單元的電流電壓行為來(lái)檢測(cè)此存儲(chǔ)單元是否為一具有不良數(shù)據(jù)保存特性的瑕疵存儲(chǔ)單元。本發(fā)明揭露一種操作一存儲(chǔ)單元的方法，該存儲(chǔ)單元包含存儲(chǔ)材料且可被編程為包括一高電阻狀態(tài)及一低電阻狀態(tài)的多個(gè)電阻狀態(tài)。該方法包含施加一第一調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以建立該高電阻狀態(tài)，施加一第一電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第一電流，施加一第二電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第二電流，該第二電流與該第一電流不同，以及選擇性地施加一第二調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以建立該高電阻狀態(tài)。本發(fā)明也揭露一種存儲(chǔ)裝置，包含一存儲(chǔ)單元，其包含存儲(chǔ)材料且可被編程為包括一高電阻狀態(tài)及一低電阻狀態(tài)的多個(gè)電阻狀態(tài)。此裝置也包含偏壓電路，以施加一第一調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以建立該高電阻狀態(tài)，以施加一第一電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第一電流，及以施加與該第一電壓不同的一第二電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第二電流。此裝置更包含偏壓電路感應(yīng)電路，感應(yīng)該第一電流與該第二電流。假如此電流電壓行為指示此存儲(chǔ)單元可能是一個(gè)瑕疵存儲(chǔ)單元的話，此處所描述的技術(shù)包含施加一額外的高電流操作以建立高電阻狀態(tài)。后續(xù)的高電流操作是適用以增加存儲(chǔ)單元有源區(qū)內(nèi)的非晶相材料的體積尺寸。而后續(xù)的高電流操作可以是通過(guò)與第一次施加初始高電流操作所施加的脈沖高度、寬度和/或脈沖末端形狀不同。其結(jié)果是，假如此存儲(chǔ)單元在初始高電流操作后被認(rèn)定是瑕疵存儲(chǔ)單元，可以通過(guò)額外的高電流操作將其正確地復(fù)位至具有足夠的非晶相變化材料。因此，此處所描述的技術(shù)可以克服由具有少量非晶相變化材料所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)保存問(wèn)題，因此延長(zhǎng)此存儲(chǔ)單元的可使用壽命。此外，因?yàn)轭~外的高電流操作僅在此存儲(chǔ)單元是瑕疵存儲(chǔ)單元的情況下進(jìn)行，也可以避免因?yàn)檫^(guò)度復(fù)位所產(chǎn)生的問(wèn)題。假如在此額外的高電流操作之后，此存儲(chǔ)單元的電流電壓行為仍指示此存儲(chǔ)單元是一個(gè)瑕疵存儲(chǔ)單元的話，則可以再施加進(jìn)一步的高電流操作以增加存儲(chǔ)單元有源區(qū)內(nèi)的非晶相材料的數(shù)量。本發(fā)明其它的目的及優(yōu)點(diǎn)見(jiàn)于以下附圖具體實(shí)施方式及權(quán)利要求所述。圖1例示了具有兩電阻狀態(tài)其中之一的一定數(shù)目存儲(chǔ)單元的電阻分布圖；圖2A2B顯示兩種”香菇狀”的現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的剖面示意；圖3是本發(fā)明的集成電路的簡(jiǎn)化框圖，此集成電路包括可以執(zhí)行本文所述的瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換處理的邏輯；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的集成電路的存儲(chǔ)陣列示意圖；圖5為一存儲(chǔ)單元的瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換操作的流程圖；圖6顯示一代表存儲(chǔ)單元中的示例性電流_電壓(IV)行為圖；圖7顯示操作圖5所示的瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換操作中的一個(gè)示例性時(shí)序圖；圖8是示出了圖7時(shí)序中一選取存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)元件其溫度與時(shí)間的關(guān)系圖；圖9為根據(jù)一實(shí)施例的感應(yīng)電路架構(gòu)的簡(jiǎn)要示意圖，其可以用于瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換操作中；圖IOA和IOB顯示兩個(gè)香菇狀相變化存儲(chǔ)單元在不同溫度時(shí)的電流-電壓行為的測(cè)量數(shù)據(jù)圖；圖11示出了將測(cè)量電流-電壓數(shù)據(jù)與圖中的方程式套用的圖示；圖12A12D顯示相變化存儲(chǔ)單元分別在不同溫度時(shí)的電流-電壓行為的測(cè)量數(shù)據(jù)圖；圖13A-13B顯示一定數(shù)目的具有高電阻狀態(tài)香菇狀相變化存儲(chǔ)單元其測(cè)量電阻與電壓的關(guān)系圖；圖14A是一定數(shù)目的存儲(chǔ)單元在高電阻狀態(tài)的測(cè)量電阻值與建立高電阻狀態(tài)的復(fù)位電流的關(guān)系圖；圖14B是圖14A中數(shù)據(jù)的電流-電壓行為斜率與復(fù)位電流的關(guān)系圖；以及圖14C是測(cè)量電流的自然對(duì)數(shù)與電壓開(kāi)根號(hào)的關(guān)系圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明100:低電阻狀態(tài)101讀取區(qū)間102高電阻狀態(tài)6103:臨界電阻值200,250存儲(chǔ)單元205存儲(chǔ)陣列212、262:頂電極214、264:底電極215、265:介電層220、270存儲(chǔ)元件222,272有源區(qū)224,274無(wú)源區(qū)300:集成電路305相變化存儲(chǔ)單元陣列310字線譯碼器及驅(qū)動(dòng)器315字線320:位線譯碼器325位線335、375總線330感應(yīng)放大器/數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)360數(shù)據(jù)總線340數(shù)據(jù)輸入線345數(shù)據(jù)輸出線365:其它電路350讀取、復(fù)位、設(shè)置、瑕疵檢測(cè)及替換模式的控制器352:地址電路355偏壓調(diào)整供應(yīng)電壓及電流源430、432、434、436存儲(chǔ)單元446、448、450、452存儲(chǔ)元件454共同源極線455源極線終端456,458字線460,462位線480電流路徑900存取晶體管905、960、985節(jié)點(diǎn)910:電壓夾鉗電路911運(yùn)算放大器912、942通道晶體管920:感應(yīng)放大電路940,941傳輸開(kāi)關(guān)950感應(yīng)節(jié)點(diǎn)980感應(yīng)放大器981第一輸入982第二輸入具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例參照附圖2A2B到14A14C進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2A2B顯示兩種”香菇狀”的現(xiàn)有技術(shù)中存儲(chǔ)陣列205中存儲(chǔ)單元200、250的結(jié)構(gòu)剖面示意圖，此陣列中可以包含上百萬(wàn)個(gè)存儲(chǔ)單元。此第一存儲(chǔ)單元200包括一底電極214延伸通過(guò)介電層215、一包含相變化材料220、及一頂電極212在相變化材料220之上。此底電極214與例如是晶體管或是二極管的存取裝置(未示)之一耦接，而此頂電極212則可以與一位線耦接或是位線的一部分。此底電極214具有寬度小于頂電極212和存儲(chǔ)元件220的寬度，以建立一較小的接觸區(qū)域于底電極214與存儲(chǔ)元件220之間，及一相對(duì)大的接觸區(qū)域于頂電極212和存儲(chǔ)元件220之間。在存儲(chǔ)單元200操作時(shí)，在頂電極和底電極212、214之間的電壓誘發(fā)從頂電極212經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)元件220至底電極214的電流，或反之亦然。此存儲(chǔ)元件220的有源區(qū)222是相變化材料會(huì)被誘發(fā)在至少兩個(gè)固態(tài)相之間改變的區(qū)域。因?yàn)榈纂姌O214較小的接觸面積，在操作時(shí)存儲(chǔ)元件220靠近底電極214的區(qū)域具有最大的電流密度，導(dǎo)致此有源區(qū)222具有如圖2A所示的“香菇形”。在存儲(chǔ)單元200進(jìn)行復(fù)位操作時(shí)，施加合適大小及持續(xù)時(shí)間的電壓或電流至頂電極和底電極212、214以誘發(fā)一電流通過(guò)此存儲(chǔ)元件220。此電流會(huì)將有源區(qū)222的溫度提高至超過(guò)此存儲(chǔ)元件220的相變化材料的轉(zhuǎn)換(結(jié)晶)溫度，且高于熔化溫度。此電流然后被終止，之后導(dǎo)致相對(duì)短的冷卻時(shí)間而使有源區(qū)222很快地冷卻而穩(wěn)定在非晶相。圖2A具有啟發(fā)性，此存儲(chǔ)單元200是在高電阻復(fù)位狀態(tài)。在高電阻復(fù)位狀態(tài)時(shí)，此存儲(chǔ)元件220具有一大致為非晶有源區(qū)222，其具有隨機(jī)分布的微小結(jié)晶區(qū)域散布于有源區(qū)222內(nèi)。此存儲(chǔ)元件220具有一大致為結(jié)晶無(wú)源區(qū)224于有源區(qū)222外。圖2B中所示的第二存儲(chǔ)單元250與第一存儲(chǔ)單元200類(lèi)似。此第二存儲(chǔ)單元250包括一底電極264延伸通過(guò)介電層265、一包含相變化材料270、及一頂電極262于相變化材料270之上。材料與工藝的變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電極尺寸及形狀的變動(dòng)，且導(dǎo)致在陣列中不同存儲(chǔ)單元中的相變化存儲(chǔ)元件的變動(dòng)。舉例而言，如圖2A和2B中所示，用來(lái)形成底電極214、264的工藝變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致底電極214、264的寬度不同。如此則會(huì)進(jìn)一步造成介于底電極264與存儲(chǔ)元件270之間，及底電極214與存儲(chǔ)元件220之間的接觸區(qū)域面積不同。因?yàn)榻佑|區(qū)域面積影響了相變化材料內(nèi)的電流密度，接觸區(qū)域面積的變動(dòng)會(huì)造成存儲(chǔ)單元250、200操作的嚴(yán)重變動(dòng)。圖2B具有啟發(fā)性，此存儲(chǔ)單元250是在進(jìn)行與施加給存儲(chǔ)單元200—樣的復(fù)位操作之后的高電阻復(fù)位狀態(tài)。如圖2B所示，此存儲(chǔ)單元250較大的接觸區(qū)域?qū)е麓鎯?chǔ)元件270內(nèi)較低的電流密度。此外，因?yàn)橄嘧兓且驗(yàn)榧訜岫a(chǎn)生，存儲(chǔ)單元250較大的264接觸區(qū)域會(huì)將熱從有源區(qū)272帶走而導(dǎo)致嚴(yán)重的熱流失。因此，如圖2A和2B中所示，當(dāng)相同的復(fù)位操作被施加于存儲(chǔ)單元200、250時(shí)，與存儲(chǔ)單元200中的有源區(qū)222相比較，較大的底電極264導(dǎo)致存儲(chǔ)單元250中具有較小的有源區(qū)272。因?yàn)榇搜b置所暴露的環(huán)境條件使得有源區(qū)272中小部分區(qū)域的重新結(jié)晶所造成的電阻偏移，較小的有源區(qū)272會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)保存問(wèn)題及位錯(cuò)誤。因此，在一相對(duì)短的時(shí)間之后，可以形成一個(gè)通過(guò)存儲(chǔ)單元250有源區(qū)272的較低電阻結(jié)晶相路徑，降低了存儲(chǔ)單元250電阻而產(chǎn)生一個(gè)位錯(cuò)誤。因此，較小的有源區(qū)272會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)單元250成為一個(gè)瑕疵的存儲(chǔ)單元。因?yàn)檩^小的有源區(qū)導(dǎo)致的瑕疵存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)保存問(wèn)題并不是僅限于香菇狀的存儲(chǔ)單元，且相同的問(wèn)題也會(huì)在其它的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中發(fā)生。此外，因?yàn)橄嘧兓鎯?chǔ)器的電阻取決于許多不同的因素，例如陷阱密度和陷阱深度以及非晶相和結(jié)晶相材料的數(shù)量，經(jīng)歷電阻快速降低的此瑕疵存儲(chǔ)單元可能不會(huì)在低電阻結(jié)晶相形成之前就根據(jù)其初始電阻值被辨認(rèn)出來(lái)。除了瑕疵存儲(chǔ)單元會(huì)因?yàn)楣に囎儎?dòng)及瑕疵展現(xiàn)高電阻狀態(tài)102下的短保存時(shí)間之外，存儲(chǔ)單元也會(huì)在此裝置的壽命期間因?yàn)橹貜?fù)的復(fù)位和/或設(shè)置操作而產(chǎn)生較短的保存時(shí)間問(wèn)題。舉例而言，為了響應(yīng)一給定的復(fù)位操作，在重復(fù)的復(fù)位和/或設(shè)置操作之后，因?yàn)橄嘧兓牧蟽?nèi)成分的改變及電極材料與相變化材料在有源區(qū)內(nèi)的擴(kuò)散/反應(yīng)，有源區(qū)的大小或許會(huì)減少。圖3是本發(fā)明集成電路300的簡(jiǎn)化框圖。此集成電路300包括用于執(zhí)行瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換處理的邏輯，這在下面將詳細(xì)描述。此集成電路300包括使用相變化存儲(chǔ)單元(未示)的存儲(chǔ)單元陣列305。一字線譯碼器及驅(qū)動(dòng)器310具有讀取、復(fù)位、設(shè)置及瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)與替換模式，其與沿著存儲(chǔ)單元陣列305的列方向排列的多條字線315耦接并電性連接。位線(行)譯碼器320耦接并電性連接至多條沿著存儲(chǔ)單元陣列305的行排列的多條位線325，以讀取、設(shè)置和復(fù)位此陣列305中的相變化存儲(chǔ)單元?？?30中的感應(yīng)電路與數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)透過(guò)數(shù)據(jù)總線335耦接至位線譯碼器320。數(shù)據(jù)由集成電路300上的輸入/輸出端口提供或是其它內(nèi)部或外部的數(shù)據(jù)來(lái)源，透過(guò)數(shù)據(jù)輸入線340傳送至框330的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)。集成電路300也可包括其它電路365，如一般用途的處理器、特定用途的應(yīng)用電路或是可提供此存儲(chǔ)單元陣列305所支持的系統(tǒng)單芯片功能的多個(gè)模塊的組合。數(shù)據(jù)是由框330中的感應(yīng)放大器，透過(guò)數(shù)據(jù)輸出線345，傳送至集成電路300上的輸入/輸出端口或其它集成電路300內(nèi)或外的數(shù)據(jù)目的地。用于此瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換處理的冗余存儲(chǔ)器是由集成電路300的資源所支持，其包括陣列305中的一組替換存儲(chǔ)單元，選取替換存儲(chǔ)單元的位線譯碼器320，及從所選取替換存儲(chǔ)單元輸出感應(yīng)結(jié)果的框330中的感應(yīng)放大器。地址電路352在總線360上提供地址給字線譯碼器及驅(qū)動(dòng)器310與位線譯碼器320。陣列305中的瑕疵存儲(chǔ)單元的地址使用舉例而言，于此集成電路300測(cè)試及操作時(shí)被程序化的非易失存儲(chǔ)單元而儲(chǔ)存在集成電路300內(nèi)。陣列305中瑕疵存儲(chǔ)單元的位線地址則是使用此地址電路而將瑕疵存儲(chǔ)單元的地址重新導(dǎo)向陣列305中的替換存儲(chǔ)單元的地址。集成電路300中也包括此存儲(chǔ)單元陣列305對(duì)于讀取、復(fù)位、設(shè)置及瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)與替換模式的控制器350。在此實(shí)施例中，此控制器350是利用偏壓調(diào)整狀態(tài)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)施控制偏壓調(diào)整供應(yīng)電壓及電流源355，以施加如讀取、復(fù)位、設(shè)置及瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)與替換模式的調(diào)整偏壓。控制器350可以經(jīng)由回授總線375與框330中的感應(yīng)放大器耦接，且在瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換處理時(shí)響應(yīng)自框330中的感應(yīng)放大器所輸出的信號(hào)?？刂破?50包含在瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換處理時(shí)儲(chǔ)存一計(jì)數(shù)值的存儲(chǔ)器。此控制器350還根據(jù)從框320的感應(yīng)放大器的輸出信號(hào)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該輸出信號(hào)用于指示在瑕疵單元檢測(cè)過(guò)程中選擇的存儲(chǔ)器單元中的電流。如以下所描述的，控制器350也包含于施加一第一調(diào)整偏壓于所選取存儲(chǔ)單元以建立高電阻狀態(tài)之后，決定所選取存儲(chǔ)單元是否為瑕疵存儲(chǔ)單元的邏輯，其是根據(jù)所選取存儲(chǔ)單元中該第一電流與該第二電流之間的差值是否大于一特定值而決定。當(dāng)所選取存儲(chǔ)單元中該第一電流與該第二電流之間的差值大于一特定值時(shí)，此控制器350產(chǎn)生一命令信號(hào)至偏壓調(diào)整供應(yīng)電壓及電流源355，使得施加一第二調(diào)整偏壓于所選取存儲(chǔ)單元以建立高電阻狀態(tài)?？刂破?50可以利用
技術(shù)領(lǐng)域：
中已知的特殊目的邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。于其它實(shí)施方式中，控制器350可包括一般用途的處理器以執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序來(lái)控制元件的操作，而該處理器可以實(shí)現(xiàn)于相同的集成電路上。在另外的實(shí)施方式中，控制器350可利用特殊目的邏輯電路與一般用途的處理器的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，陣列305中的每一存儲(chǔ)單元包括一場(chǎng)效晶體管(或是其它的存取裝置例如是二極管)及一相變化存儲(chǔ)元件。圖4中顯示四個(gè)存儲(chǔ)單元430、432、434、436，如圖中所示每一個(gè)存儲(chǔ)單元具有各自的存儲(chǔ)元件446、448、450、452，代表陣列305中的一小區(qū)段其可以包含上百萬(wàn)個(gè)存儲(chǔ)單元。這些存儲(chǔ)元件可被編程為包括一低電阻狀態(tài)及一高電阻狀態(tài)的多個(gè)電阻狀態(tài)。存儲(chǔ)單元430、432、434、436中每一個(gè)存取晶體管的源極與共同源極線454耦接，此共同源極線終止于一例如是接地端點(diǎn)的源極線終端電路455。在另一實(shí)施例中，存取晶體管的源極并沒(méi)有電性連接，而是可以單獨(dú)的控制。此源極線終端電路455可以包含一偏壓電路例如電壓源或是電流源，以及譯碼電路以施加調(diào)整偏壓至某些實(shí)施例接地端點(diǎn)以外的共同源極線454。多條字線315包含字線456、458平行地延伸于一第一方向且與字線譯碼器310電性通訊。存儲(chǔ)單元430和434中存取晶體管的柵極與字線456耦接，存儲(chǔ)單元432和436中存取晶體管的柵極與字線458耦接。多條位線325包含位線460、462平行地延伸于一第二方向且與位線譯碼器320電性通訊。存儲(chǔ)元件446、448將位線460與存儲(chǔ)單元430和432中各自存取晶體管的漏極耦接，存儲(chǔ)元件450、452將位線462與存儲(chǔ)單元434和436中各自存取晶體管的漏極耦接。必須明白的是存儲(chǔ)陣列305并不局限于圖4中所示的陣列組態(tài)，且其它的組態(tài)也可以替代地被使用。此外，MOS場(chǎng)效晶體管以外，雙極晶體管在某些實(shí)施例也可以用來(lái)作為存取裝置。在操作中，陣列305中的每一存儲(chǔ)單元430、432、434、436根據(jù)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)元件的電阻值來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)可以通過(guò)，例如比較一選取存儲(chǔ)單元的位線電流與一合適的參考電流來(lái)決定。在一具有三個(gè)或以上狀態(tài)的存儲(chǔ)單元，參考電流可以建立以使得不同的位線電流范圍與此三個(gè)或以上的邏輯狀態(tài)對(duì)應(yīng)。讀取或?qū)懭腙嚵?05中的一個(gè)存儲(chǔ)單元可以通過(guò)施加合適的電壓至字線之一且耦接位線之一至一電壓以使得電流流入所選取的存儲(chǔ)單元來(lái)達(dá)成。舉例而言，通過(guò)所選取10的存儲(chǔ)單元432及其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)元件為448的電流路徑480是通過(guò)施加足以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的晶體管的電壓至位線460、字線458、源極線454，以誘發(fā)電流從位線460流至源極線454，或反之亦然，來(lái)建立此路徑480。所施加的電壓大小及持續(xù)時(shí)間是根據(jù)所執(zhí)行的操作，例如是讀取操作或是寫(xiě)入操作，來(lái)決定。在此存儲(chǔ)單元432的讀取(或感應(yīng))操作時(shí)，字線譯碼器310提供字線458—個(gè)合適的電壓以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管。位線譯碼器320提供位線460—個(gè)合適的電壓大小及持續(xù)時(shí)間以誘發(fā)電流通過(guò)存儲(chǔ)元件448，此電流不會(huì)導(dǎo)致此存儲(chǔ)元件448進(jìn)行一電阻態(tài)改變的電流。通過(guò)此位線460的電流是根據(jù)此存儲(chǔ)元件448的電阻，即與存儲(chǔ)單元432的存儲(chǔ)元件448相關(guān)的數(shù)據(jù)狀態(tài)而決定。因此，此存儲(chǔ)單元432的數(shù)據(jù)狀態(tài)可以由舉例而言，由框330中的感應(yīng)放大器比較位線460電流與一合適的參考電流來(lái)決定。在一多位的實(shí)施例中，可以使用多個(gè)參考電流。在存儲(chǔ)單元432的一設(shè)置(或編程)操作時(shí)，字線譯碼器310提供字線458—個(gè)合適的電壓以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管。位線譯碼器320提供位線460—個(gè)合適的電壓大小及持續(xù)時(shí)間以誘發(fā)電流通過(guò)存儲(chǔ)元件448，此電流足以導(dǎo)致有源區(qū)的至少一部分從非晶相轉(zhuǎn)變至結(jié)晶相，此轉(zhuǎn)變降低此存儲(chǔ)元件448的電阻且將此存儲(chǔ)單元432設(shè)置為所預(yù)期的狀態(tài)。在存儲(chǔ)單元432的一復(fù)位(或擦除)操作時(shí)，字線譯碼器310提供字線458—個(gè)合適的電壓以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管。位線譯碼器320提供位線460—個(gè)合適的電壓大小及持續(xù)時(shí)間以誘發(fā)電流通過(guò)存儲(chǔ)元件448，此電流足以提高有源區(qū)的溫度超過(guò)此存儲(chǔ)元件448的相變化材料的轉(zhuǎn)換溫度，且高于熔化溫度以將此有源區(qū)置于一液態(tài)。此電流然后被終止，舉例而言，停止施加在字線458與位線460的電壓，導(dǎo)致相對(duì)短的冷卻時(shí)間而使有源區(qū)很快地冷卻而穩(wěn)定在大致為高電阻的非晶相，以在存儲(chǔ)單元432中建立高電阻復(fù)位狀態(tài)。此復(fù)位操作也可以包含一個(gè)或多個(gè)電壓脈沖施加至此位線460，舉例而言使用一組脈沖。圖5為一存儲(chǔ)單元432的瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換操作500的流程圖，其是由控制器350所執(zhí)行。此操作500自步驟510開(kāi)始。在步驟520，儲(chǔ)存在控制器350中的一計(jì)數(shù)值設(shè)置為零。如同以下所討論的，計(jì)數(shù)值是指示步驟530所執(zhí)行的次數(shù)。替代地，此計(jì)數(shù)值可以儲(chǔ)存于集成電路300內(nèi)其它的存儲(chǔ)器中。之后，在步驟530，施加高電流調(diào)整偏壓至存儲(chǔ)單元432以建立高電阻狀態(tài)。字線譯碼器310提供字線458—個(gè)合適的電壓以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管。位線譯碼器320提供位線460—個(gè)或多個(gè)具有合適的電壓大小及持續(xù)時(shí)間的脈沖以誘發(fā)電流通過(guò)存儲(chǔ)元件448，因此至少提高有源區(qū)的溫度超過(guò)此存儲(chǔ)元件448的相變化材料的轉(zhuǎn)換(結(jié)晶)溫度，且高于熔化溫度以將此有源區(qū)置于一液態(tài)，此電流然后被終止，舉例而言，停止施加在位線460的電壓脈沖及在字線458的電壓，導(dǎo)致相對(duì)短的冷卻時(shí)間而使有源區(qū)218很快地冷卻而穩(wěn)定在非晶相。此第一時(shí)間步驟530的進(jìn)行所使用的高電流調(diào)整偏壓可以舉例而言與存儲(chǔ)單元432復(fù)位操作時(shí)所使用的調(diào)整偏壓相同。更一般而言，此調(diào)整偏壓可以包括一個(gè)或多個(gè)脈沖施加至位線460和/或字線458和/或源極線454。所施加的脈沖的數(shù)量和形狀，包括脈沖的電壓大小和持續(xù)時(shí)間，在每個(gè)實(shí)施例中都可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定。之后，在步驟540，施加一第一調(diào)整偏壓至存儲(chǔ)單元432以誘發(fā)第一電流于存儲(chǔ)單元432之中。此第一調(diào)整偏壓包括施加合適的電壓至位線460、字線458和源極線454以建立第一電壓通過(guò)存儲(chǔ)元件448。此第一偏壓誘發(fā)一電流沿著路徑480，該電流并不會(huì)使存儲(chǔ)元件448改變電阻狀態(tài)。此第一電流的大小例如可通過(guò)感應(yīng)電路330中的感應(yīng)放大器將位線460的電流與一合適的參考電流進(jìn)行比較來(lái)決定。控制器350根據(jù)框330中的感應(yīng)放大器所提供在總線375上的一輸出信號(hào)來(lái)決定所儲(chǔ)存的一第一數(shù)據(jù)值，其是指示存儲(chǔ)單元432中第一電流的大小。之后，在步驟550，施加一第二調(diào)整偏壓至存儲(chǔ)單元432以誘發(fā)第二電流于存儲(chǔ)單元432之中。此第二調(diào)整偏壓包括將合適的電壓施加至位線460、字線458和源極線454以建立第二電壓通過(guò)存儲(chǔ)元件448。此第二偏壓與步驟540中的第一偏壓不同，且誘發(fā)一電流沿著路徑480，該電流并不會(huì)使存儲(chǔ)元件448改變電阻狀態(tài)。此第二電流的大小例如可通過(guò)感應(yīng)電路330中的感應(yīng)放大器將位線460的電流與一合適的參考電流進(jìn)行比較來(lái)決定?？刂破?50根據(jù)框330中的感應(yīng)放大器所提供在總線375上的一輸出信號(hào)來(lái)決定所儲(chǔ)存的一第二數(shù)據(jù)值，其指示存儲(chǔ)單元432中第二電流的大小。圖6例示了存儲(chǔ)單元432中相變化存儲(chǔ)元件448的電流-電壓(IV)行為圖。在圖6中的曲線600代表存儲(chǔ)單元432在高電阻狀態(tài)的電流-電壓(IV)行為，而曲線610代表存儲(chǔ)單元432在低電阻狀態(tài)的電流-電壓(IV)行為。圖6中也包括曲線615代表自高電阻狀態(tài)轉(zhuǎn)變至低電阻狀態(tài)。此曲線615僅是例示性的，且曲線615的實(shí)際形狀是根據(jù)存儲(chǔ)單元432的特性、施加至存儲(chǔ)單元432的電壓方式及相變化材料的加熱和冷卻方式來(lái)決定。閾值電壓Vth是可以使從高電阻狀態(tài)開(kāi)始轉(zhuǎn)變至低電阻狀態(tài)的通過(guò)存儲(chǔ)元件448的電壓級(jí)別。因?yàn)榇鎯?chǔ)單元432是因?yàn)榧訜岽讼嘧兓鎯?chǔ)元件448而進(jìn)行相變化，此閾值電壓Vth取決于該存儲(chǔ)單元的實(shí)現(xiàn)，包括存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)單元432材料的電性及熱傳導(dǎo)性質(zhì)，及所施加能量的脈沖形狀。閾值電壓Vth可以根據(jù)每一個(gè)不同實(shí)施例憑經(jīng)驗(yàn)而決定如圖6中所示，在步驟540施加通過(guò)存儲(chǔ)元件448的第一電壓Va誘發(fā)第一電流IA，而在步驟550施加通過(guò)存儲(chǔ)元件448的第二電壓Vb誘發(fā)第二電流IB。在此例示范例中，第一電壓\小于第二電壓VB。替代地，第一電壓Va可以大于第二電壓VB。此第一及第二電壓\、Vb小于閾值電壓Vth，所以并不會(huì)使存儲(chǔ)元件448改變電阻狀態(tài)。因此，一個(gè)給定的電壓差A(yù)V=Vb-Va施加通過(guò)存儲(chǔ)元件448會(huì)導(dǎo)致一電流差ΔΙ=Ib-Ia施加通過(guò)存儲(chǔ)元件448。如同以下會(huì)更詳細(xì)地描述一般，此電流差ΔΙ=Ib-Ia用來(lái)決定存儲(chǔ)單元432是否為瑕疵存儲(chǔ)單元。重新回到圖5，在步驟560，控制器350決定第一與第二電流之間的差值是否大于一特定值。如同以下在圖14A至圖14C中所描述的，此特定值可以憑經(jīng)驗(yàn)決定且指示存儲(chǔ)單元是否為瑕疵存儲(chǔ)單元。在步驟560中決定第一與第二電流之間的差值是否大于一特定值可以根據(jù)如何表示此差值的許多不同方式來(lái)進(jìn)行。舉例而言，此差值可以用電流差值ΔI的絕對(duì)值表示。另一個(gè)例子則是此差值可以用第一與第二電流的改變來(lái)表示，如一個(gè)改變百分比。另一個(gè)例子則是此差值可以表示成電流差值ΔI與電壓差值A(chǔ)V兩者的比例。此比例舉例而言可以是存儲(chǔ)單元432電流-電壓曲線的斜率，其表示為ΔΙ/Δν。此比例替代地也I/#的斜率，其表示為ΔΙ/ΔVF。其它的技術(shù)也可以用來(lái)表示第一與第二電流之間的差值及此特定值。更一般的是，可以根據(jù)第一與第二電流的許多其它方式，例如第一與第二電流的總合，來(lái)決定此存儲(chǔ)單元是否為瑕疵存儲(chǔ)單元。在步驟560，假如第一與第二電流之間的差值沒(méi)有大于一特定值，此存儲(chǔ)單元?jiǎng)t不是瑕疵存儲(chǔ)單元，此操作在步驟570結(jié)束。假如第一與第二電流之間的差值大于一特定值，則此存儲(chǔ)單元是瑕疵存儲(chǔ)單元，此操作繼續(xù)至步驟580。在步驟580中，則決定步驟530所進(jìn)行的次數(shù)的計(jì)數(shù)值是否超過(guò)一特定的重試值N。N舉例而言可以是一介于2到10之間的整數(shù)。在一實(shí)施例中，N=2。假如計(jì)數(shù)值并沒(méi)有超過(guò)特定的重試值N，則計(jì)數(shù)值在步驟585遞增。此操作500然后繼續(xù)回到框530，其中控制器350產(chǎn)生一命令信號(hào)至偏壓調(diào)整供應(yīng)電壓及電流源355，如此施加一后續(xù)的高電流調(diào)整偏壓至存儲(chǔ)單元432以建立高電阻狀態(tài)。后續(xù)的高電流操作適用以增加與框530中第一次施加初始高電流操作后的存儲(chǔ)單元432有源區(qū)內(nèi)的非晶相材料的數(shù)量。后續(xù)的高電流調(diào)整偏壓可以是與第一次施加初始高電流操作所施加的脈沖高度、寬度和/或脈沖末端形狀不同。舉例而言，后續(xù)的高電流調(diào)整偏壓適用以增加與框530中第一次施加初始高電流操作后的通過(guò)存儲(chǔ)單元432的電流大小至少10%，例如增加至少50%，在某些實(shí)施例中增加至少100%。其結(jié)果是，假如此存儲(chǔ)單元432在初始高電流操作后被認(rèn)定是瑕疵存儲(chǔ)單元，可以通過(guò)額外的高電流操作將其正確地復(fù)位至具有足夠的非晶相變化材料。因此，操作500可以克服由具有少量非晶相變化材料所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)保存問(wèn)題，因此延長(zhǎng)此存儲(chǔ)單元432的可使用壽命。此外，因?yàn)轭~外的高電流操作僅在此存儲(chǔ)單元432是瑕疵存儲(chǔ)單元的情況下進(jìn)行，也可以避免因?yàn)檫^(guò)度復(fù)位所產(chǎn)生的問(wèn)題。此操作500繼續(xù)在步驟530、540和550間循環(huán)進(jìn)行直到第一與第二電流之間的差值不再大于一特定值(步驟560)或是計(jì)數(shù)值超過(guò)一特定的重試值N為止。假如此計(jì)數(shù)值超過(guò)一特定的重試值N，存儲(chǔ)單元432不再能夠在步驟590中被正確地復(fù)位和替換。此冗余步驟590例如可通過(guò)使用將毀損存儲(chǔ)單元432的位線地址儲(chǔ)存在集成電路300中的非易失存儲(chǔ)器的方式進(jìn)行，其是使用地址電路(見(jiàn)參考律師檔案編號(hào)352的圖3)以將毀損存儲(chǔ)單元的地址重新傳送至替換存儲(chǔ)單元的地址內(nèi)。替代地。也可以使用其它的冗余技術(shù)。瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換操作500可以使用測(cè)試儀器在生產(chǎn)線進(jìn)行，如此因?yàn)楣に囁斐傻蔫Υ么鎯?chǔ)單元可以被檢測(cè)及替換。舉例而言，此操作500也可以在此裝置壽命期間不時(shí)地進(jìn)行，如此因?yàn)椴僮鞔搜b置所造成的瑕疵存儲(chǔ)單元可以被檢測(cè)及替換。舉例而言，此操作500也可以作為此陣列305正常存儲(chǔ)單元復(fù)位操作的一部分。而在另一實(shí)施例中，此操作500也可以在一存儲(chǔ)單元進(jìn)行過(guò)一定數(shù)目的設(shè)置和/或復(fù)位操作后進(jìn)行。舉例而言，此操作500也可以在一存儲(chǔ)單元進(jìn)行過(guò)一百次的復(fù)位操作后進(jìn)行。于操作500之后，用來(lái)指示此特定的高電流調(diào)整偏壓已經(jīng)成功地將此存儲(chǔ)單元432復(fù)位的數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在集成電路300中的非易失存儲(chǔ)器內(nèi)。此數(shù)據(jù)然后由控制器使用使得此特定的高電流調(diào)整偏壓可以在后續(xù)的存儲(chǔ)單元432復(fù)位操作中使用，其確保此存儲(chǔ)單元432可以正確地被復(fù)位。此外，此特定的高電流調(diào)整偏壓也可以在后續(xù)的存儲(chǔ)單元432的瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換操作500中使用作為初始高電流調(diào)整偏壓。圖7示出了操作圖5中所示的瑕疵存儲(chǔ)單元檢測(cè)及替換操作500中的一范例時(shí)序圖。可以理解的是，圖7中的時(shí)序圖是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的且并未等比例繪示。在圖7所示的范例中，步驟530的第一次高電流調(diào)整偏壓包含施加一電壓Vi至字線458以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管，且施加一具有脈沖高度Vbmh及脈沖寬度702的電壓脈沖700至位線460以誘發(fā)電流在路徑480中流動(dòng)而在存儲(chǔ)元件448建立高電阻狀態(tài)。之后，在步驟540，第一調(diào)整偏壓施加至存儲(chǔ)單元432以誘發(fā)第一電流至存儲(chǔ)單元432。在圖7所示的范例中，此第一調(diào)整偏壓包含施加一電壓Vi至字線458以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管，且施加一具有脈沖高度Vkeaih及脈沖寬度707的電壓脈沖705至位線460以誘發(fā)第一電流在路徑480中流動(dòng)。之后，在步驟550，第二調(diào)整偏壓施加至存儲(chǔ)單元432以誘發(fā)第二電流至存儲(chǔ)單元432。在圖7所示的范例中，此第二調(diào)整偏壓包含施加一電壓Vi至字線458以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管，且施加一具有脈沖高度VKEAD_2及脈沖寬度712的電壓脈沖710至位線460以誘發(fā)第二電流在路徑480中流動(dòng)。在圖7所示的范例中，于步驟530的第一次電壓脈沖700施加后，介于第一與第二電流之間的電流差高于此特定值。因此，存儲(chǔ)單元432是一個(gè)沒(méi)有被正確復(fù)位的瑕疵存儲(chǔ)單元，且此流程會(huì)繼續(xù)進(jìn)行步驟530第二次。步驟530的第二次高電流調(diào)整偏壓包含施加一電壓Vwl至字線458以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管，且施加一具有脈沖高度VBreH_2及脈沖寬度717的電壓脈沖715至位線460以誘發(fā)電流在路徑480中流動(dòng)而在存儲(chǔ)元件448建立高電阻狀態(tài)。如圖7中所示，脈沖高度VHreH_2大于脈沖高度Vhkihij之后，施加第一及第二調(diào)整偏壓以誘發(fā)第一及第二電流在路徑480中流動(dòng)。在圖7所示的范例中，于電壓脈沖715施加后，介于第一與第二電流之間的電流差高于此特定值。因此，存儲(chǔ)單元432仍是一個(gè)沒(méi)有被正確復(fù)位的瑕疵存儲(chǔ)單元，且此流程會(huì)繼續(xù)進(jìn)行步驟530第三次。步驟530的第三次高電流調(diào)整偏壓包含施加一電壓Vi至字線458以開(kāi)啟存儲(chǔ)單元432的存取晶體管，且施加一具有脈沖高度VHKH_3及脈沖寬度722的電壓脈沖720至位線460以誘發(fā)電流在路徑480中流動(dòng)而在存儲(chǔ)元件448建立高電阻狀態(tài)。如圖7中所示，脈沖高度VHIGH-3大于脈沖高度VHIGH-2°之后，施加第一及第二調(diào)整偏壓以誘發(fā)第一及第二電流在路徑480中流動(dòng)。在圖7所示的范例中，于步驟530的電壓脈沖720施加后，介于第一與第二電流之間的電流差低于此特定值。因此，存儲(chǔ)單元432是已被正確復(fù)位，且此操作500終止。在圖7所示的范例中，步驟530的每一次進(jìn)行包含施加單個(gè)電壓脈沖至位線460，而源極線454保持接地。更一般而言，可以施加一組的一個(gè)或多個(gè)電壓脈沖至位線460和/或源極線454以誘發(fā)電流在路徑480中流動(dòng)而在存儲(chǔ)元件448建立高電阻狀態(tài)。所施加脈沖數(shù)目及形狀包括電壓級(jí)別大小及脈沖寬度可以憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定。圖8是例示了圖7時(shí)序中存儲(chǔ)單元432中的存儲(chǔ)元件448其溫度與時(shí)間的關(guān)系圖。如圖8中曲線800所例示的，步驟530的第一次電壓脈沖700導(dǎo)致流過(guò)存儲(chǔ)元件448的電流足以至少提高存儲(chǔ)元件448有源區(qū)的溫度超過(guò)此相變化材料的轉(zhuǎn)換(結(jié)晶)溫度802。然而，此電壓脈沖700不足以提高存儲(chǔ)元件448至少在有源區(qū)的溫度超過(guò)此相變化材料的熔化溫度804。因此，此電壓脈沖700不足以正確復(fù)位此存儲(chǔ)元件448，且在有源區(qū)中的非晶相變化材料的數(shù)量是很少的。類(lèi)似地，如圖8中曲線810所例示的，因?yàn)殡妷好}沖715不足以提高存儲(chǔ)元件448至少在有源區(qū)的溫度超過(guò)熔化溫度804，電壓脈沖715也不足以復(fù)位此存儲(chǔ)元件448。如圖8中曲線820所例示的，此電壓脈沖720足以提高存儲(chǔ)元件448至少在有源區(qū)的溫度超過(guò)熔化溫度804。其結(jié)果是，電壓脈沖720在有源區(qū)中建立足夠數(shù)量的非晶相變化材料，所以其可以正確復(fù)位此存儲(chǔ)單元432。在圖7的例示中，步驟530的每一次電壓脈沖700、715和720的脈沖高度是遞增的。替代地，步驟530的每一次電壓脈沖的其它特性是可以改變的。在一替代實(shí)施例中，電壓脈沖700、715和720的脈沖高度是相同的，而步驟530的每一次其脈沖末端是縮短的。在圖7的例示中，步驟530、540和550中的每一個(gè)施加相同的字線電壓Vp在某些替代實(shí)施例中，于步驟530中所施加的字線電壓可以較步驟540和550中所施加的字線電壓高。在更先進(jìn)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)中，例如90納米節(jié)點(diǎn)，一個(gè)更高的字線電壓可以用來(lái)將MOSFET存取晶體管過(guò)度驅(qū)動(dòng)，及獲取一個(gè)更高的程序化電流。在圖7的例示中，步驟530、540和550中的每一個(gè)施加不同的電壓至位線460。在替代實(shí)施例中，可以僅改變施加至字線458的電壓，或是同時(shí)改變施加至字線458和位線460的電壓。圖9為根據(jù)一實(shí)施例的框330的感應(yīng)電路架構(gòu)的簡(jiǎn)要示意圖，其是在步驟540和550中用來(lái)在所選取存儲(chǔ)單元432中施加第一和第二電壓及感應(yīng)第一和第二電流。在圖9的簡(jiǎn)要示意圖中，存儲(chǔ)單元432通過(guò)存取晶體管900及一代表相變化存儲(chǔ)元件448的可變電阻來(lái)模擬。位線460由圖中所示的電阻/電容網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬。位線譯碼器320可以響應(yīng)將所選取位線460與節(jié)點(diǎn)905耦接的地址信號(hào)。字線譯碼器310可以響應(yīng)將所選取字線458與一偏壓電壓(未示)耦接的地址信號(hào)以開(kāi)啟存取晶體管900。電壓夾鉗電路910與節(jié)點(diǎn)905耦接以提供電壓至所選取的存儲(chǔ)單元432，以在步驟540和550中從該存儲(chǔ)單元432誘發(fā)一電流Ira。如同以下會(huì)更詳細(xì)描述的一般，在節(jié)點(diǎn)981的電壓指示一給定VaAMP時(shí)在存儲(chǔ)單元432中的電流Ira。當(dāng)一個(gè)隨時(shí)間改變的電壓Vkef高于在節(jié)點(diǎn)981的電壓時(shí)，此感應(yīng)放大器980會(huì)將輸出信號(hào)Vqut的狀態(tài)反轉(zhuǎn)。此存儲(chǔ)單元432在步驟540的電流-電壓操作點(diǎn)可以由下述方式?jīng)Q定。將位線地址信號(hào)提供給位線譯碼器320以將所選取存儲(chǔ)單元432的位線460與節(jié)點(diǎn)905耦接，字線地址信號(hào)提供給字線譯碼器310足以開(kāi)啟存取晶體管900，且電壓夾鉗電路910響應(yīng)第一夾鉗電壓VaAMP1而提供第一電壓Va至節(jié)點(diǎn)905。此第一電壓Va誘發(fā)第一電流Ia通過(guò)存儲(chǔ)單元432。使能信號(hào)en2開(kāi)啟傳輸開(kāi)關(guān)940以將節(jié)點(diǎn)960與感應(yīng)節(jié)點(diǎn)950耦接，使能信號(hào)eni開(kāi)啟傳輸開(kāi)關(guān)941以將串聯(lián)的偏壓電壓Vbl和電阻負(fù)載元件Rlrad與感應(yīng)節(jié)點(diǎn)950耦接，導(dǎo)致由電壓夾鉗電路910提供的電流Isk至感應(yīng)放大電路920。在此例示實(shí)施例中，所示的Rltjad是一電阻，而在某些實(shí)施例中，可以替代地使用一個(gè)例如是二極管的主動(dòng)負(fù)載與晶體管連接。由電壓夾鉗電路910提供的電流Isre大小是與電流Ira的大小有關(guān)。在此例示實(shí)施例中，電壓夾鉗電路910包括運(yùn)算放大器911和通道晶體管912，如此電流Isk大小與電流Ira的大小相同。在替代實(shí)施例中，電壓夾鉗電路910可以實(shí)施為電流Isk大小電流Ira15的函數(shù)，舉例而言，可以是正比或反比。此電流Isk在節(jié)點(diǎn)950上設(shè)定一電壓，且信號(hào)Sl設(shè)定至一高電阻狀態(tài)以將通道晶體管912開(kāi)啟并將感應(yīng)放大器980的節(jié)點(diǎn)981與感應(yīng)節(jié)點(diǎn)950耦接。當(dāng)Vkef高于第一輸入981的電壓時(shí)，此感應(yīng)放大器980向應(yīng)介于第一輸入981的電壓與第二輸入982上隨著時(shí)間變動(dòng)的一預(yù)定參考電壓Vkef之間的差值而改變輸出信號(hào)Vtm的狀態(tài)。Vkef會(huì)隨著實(shí)施例的不同而變動(dòng)，且在一范例中按照100個(gè)階梯從OV變動(dòng)至3V。因?yàn)樵诟袘?yīng)節(jié)點(diǎn)905的電壓與通過(guò)存儲(chǔ)單元432的電流Ira相關(guān)，當(dāng)輸出信號(hào)Vqut的狀態(tài)改變時(shí)代表電流IrcE在存儲(chǔ)單元432中。此存儲(chǔ)單元432在步驟550的第二電流-電壓操作點(diǎn)可以由類(lèi)似的方式?jīng)Q定。在某些實(shí)施例中可以在不同電流范圍中使用超過(guò)一個(gè)的感應(yīng)放大器。另一種讀取存儲(chǔ)單元432中電流的技術(shù)可以將在一個(gè)VaAMP時(shí)的電流Ira與多個(gè)預(yù)定參考電流值進(jìn)行比較，以決定相對(duì)于VeLAMP而言電流Ira是多大。對(duì)不同的VeLAMP電壓進(jìn)行兩次，就可以決定此存儲(chǔ)單元432的電流-電壓行為的斜率。此技術(shù)即是用來(lái)獲得下列的測(cè)量數(shù)據(jù)。圖IOA和IOB顯示一相變化存儲(chǔ)單元分別在25、45、65和85°C時(shí)的電流-電壓行為的測(cè)量數(shù)據(jù)圖。圖IOA顯示一電流-電壓行為的測(cè)量數(shù)據(jù)圖，其中電流是對(duì)數(shù)坐標(biāo)。而圖IOB顯示一電流與電壓開(kāi)根號(hào)的關(guān)系圖，其中電流是對(duì)數(shù)坐標(biāo)。圖11顯示將測(cè)量電流-電壓數(shù)據(jù)與圖中的方程式套用的圖示?？梢钥闯?，電流_電壓行為特性使用此方程式可以正確的模擬。圖12A12D顯示一百個(gè)相變化存儲(chǔ)單元分別在25、45、65和85°C時(shí)的電流-電壓行為的測(cè)量數(shù)據(jù)圖。在圖12A12D中，顯示出瑕疵存儲(chǔ)單元具有一電流_電壓行為會(huì)落在代表正確復(fù)位的存儲(chǔ)單元的虛線范圍之外。此結(jié)果會(huì)結(jié)合以下的圖13A和13B詳細(xì)加以解釋。圖13A顯示一定數(shù)目的具有高電阻狀態(tài)香菇狀相變化存儲(chǔ)單元其測(cè)量電阻與電壓的關(guān)系圖。在圖13A中所示的數(shù)據(jù)是在施加一具有脈沖高度為3V、脈沖寬度50納秒的復(fù)位電壓脈沖于每一個(gè)存儲(chǔ)元件后所測(cè)量而得。此3V的脈沖高度是合適用來(lái)誘發(fā)一相對(duì)高的復(fù)位電流于此存儲(chǔ)單元中，如此存儲(chǔ)單元具有較大數(shù)量的非晶相變化材料，且因此適當(dāng)?shù)貜?fù)位到高電阻狀態(tài)。即，在圖13A中所示的數(shù)據(jù)中在施加3V的復(fù)位脈沖后并沒(méi)有瑕疵存儲(chǔ)單元。如圖13A所示，存儲(chǔ)單元的測(cè)量電阻對(duì)施加偏壓而言仍保持大致是常數(shù)。因?yàn)殡娮枋请妷号c電流的比值，圖13A中所示的數(shù)據(jù)指示此存儲(chǔ)單元的電流-電壓行為并不是瑕疵存儲(chǔ)單元。圖13B顯示與圖13A中測(cè)量相同存儲(chǔ)單元的測(cè)量電阻與電壓的關(guān)系圖。這些存儲(chǔ)單元首先被設(shè)置至低電阻狀態(tài)，而在圖13B中所示的數(shù)據(jù)是在施加一具有脈沖高度為1.5V、脈沖寬度50納秒納秒的的復(fù)位電壓脈沖于每一個(gè)存儲(chǔ)元件后所測(cè)量而得。此1.5V的脈沖高度是合適用來(lái)誘發(fā)一相對(duì)小的復(fù)位電流于與此存儲(chǔ)單元中，如此與施加3V的復(fù)位脈沖相比較此存儲(chǔ)單元具有較少數(shù)量的非晶相變化材料，如此的現(xiàn)象會(huì)發(fā)生在如圖2A所示并及討論的具有較大底電極的存儲(chǔ)單元中。即，因?yàn)檩^小的脈沖高度，由施加1.5V復(fù)位脈沖所誘發(fā)的電流會(huì)較施加3V的復(fù)位脈沖后所誘發(fā)的電流還小。此較小的電流并不足以導(dǎo)致足夠數(shù)量的結(jié)晶相材料轉(zhuǎn)換至非晶相材料，造成存儲(chǔ)單元的有源區(qū)內(nèi)僅有少量的非晶相材料。因?yàn)榇搜b置所暴露的環(huán)境條件使得有源區(qū)272中小部分區(qū)域的重新結(jié)晶所造成的電阻偏移，如此少量的非晶相材料則會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)保存和位錯(cuò)誤問(wèn)題。因此，在圖13B中所示的數(shù)據(jù)指示此存儲(chǔ)單元的電流_電壓行為是瑕疵存儲(chǔ)單元。圖13A和圖13B顯示適當(dāng)?shù)貜?fù)位到高電阻狀態(tài)的存儲(chǔ)單元(圖13A中的數(shù)據(jù))具有與瑕疵存儲(chǔ)單元(圖13B中的數(shù)據(jù))不同的電流-電壓行為(如斜率)與電壓的關(guān)系。因此，在圖13A和圖13B中的數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)單元在不同電壓時(shí)的電流-電壓行為可以用來(lái)辨識(shí)存儲(chǔ)單元是否為瑕疵存儲(chǔ)單元。如同上述在圖5中所討論過(guò)的，用來(lái)決定存儲(chǔ)單元是否為瑕疵存儲(chǔ)單元的特定值可以憑經(jīng)驗(yàn)決定。會(huì)在以下圖14A到14C中更詳細(xì)地討論。圖14A是香菇狀存儲(chǔ)單元在高電阻狀態(tài)的測(cè)量電阻值與建立高電阻狀態(tài)的復(fù)位電流Ikeset的關(guān)系圖。圖14A中的數(shù)據(jù)是在電壓為0.4V時(shí)所測(cè)量的。如圖14A中所示，當(dāng)復(fù)位電流小于約0.7mA時(shí)，存儲(chǔ)單元的電阻值會(huì)隨著復(fù)位電流Ieeset的大小增加而增加。因此，使用小于約0.7mA的復(fù)位電流時(shí)僅會(huì)部分復(fù)位此存儲(chǔ)單元，使得存儲(chǔ)單元具有相對(duì)少數(shù)量的非晶相材料。因此使用小于約0.7mA的復(fù)位電流來(lái)復(fù)位此存儲(chǔ)單元會(huì)成為瑕疵存儲(chǔ)單元，且具有較差的數(shù)據(jù)保持特性。當(dāng)此復(fù)位電流超過(guò)0.7mA時(shí)，存儲(chǔ)單元的電阻值趨于穩(wěn)定而不再受到電流增加的影響。因此使用超過(guò)0.7mA的復(fù)位電流可以完全或過(guò)度復(fù)位此存儲(chǔ)單元而使得存儲(chǔ)單元具有足夠多數(shù)量的非晶相材料，且不會(huì)具有瑕疵存儲(chǔ)單元的較差的數(shù)據(jù)保持特性。圖14B是圖14A中數(shù)據(jù)的電流-電壓行為斜率與復(fù)位電流Ikeset大小的關(guān)系圖。圖14B中的斜率是利用以下的方程式來(lái)計(jì)算「^Aln(Z)_ln(/J-ln(/g)Slope-^r-υ其中Va為第一電壓，Vb為第二電壓，Ia為由第一電壓誘發(fā)的第一電流，Ib為由第二電壓誘發(fā)的第二電流。在圖14B的數(shù)據(jù)中，Va為0.6V而Vb為IV。圖14C是在施加復(fù)位電流的大小介于0μA至1.8mA至相同存儲(chǔ)單元時(shí)，測(cè)量電流的自然對(duì)數(shù)與電壓開(kāi)根號(hào)的關(guān)系圖。如同在圖14A中所描述的，使用超過(guò)0.7mA的復(fù)位電流可以完全或過(guò)度復(fù)位此存儲(chǔ)單元而使得存儲(chǔ)單元具有足夠多數(shù)量的非晶相材料，且不會(huì)具有瑕疵存儲(chǔ)單元的較差的數(shù)據(jù)保持特性。如圖14B所示，使用超過(guò)0.7mA的復(fù)位電流復(fù)位的存儲(chǔ)單元具有約小于8的斜率。因此，在此范例中，可以使用斜率8作為決定存儲(chǔ)單元是否為瑕疵存儲(chǔ)單元的特定值。此特定值可以隨著實(shí)施例的不同而改變。如上述在存儲(chǔ)單元的實(shí)施例中包含相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料，其包含硫?qū)倩?chalcogenide)或其它材料以作為存儲(chǔ)材料。硫?qū)倩锇ㄏ铝兴脑刂腥我徽哐?0)、硫(S)、硒(Se)、以及碲(Te)，形成元素周期表上第VI族的部分。硫?qū)倩锇▽⒁涣驅(qū)僭嘏c一更為正電性的元素或自由基結(jié)合而得。硫?qū)倩衔锖辖鸢▽⒘驅(qū)倩衔锱c其它物質(zhì)如過(guò)渡金屬等結(jié)合。一硫?qū)倩衔锖辖鹜ǔ０ㄒ粋€(gè)以上選自元素周期表第六欄的元素，例如鍺(Ge)以及錫(Sn)。通常，硫?qū)倩衔锖辖鸢ㄏ铝性刂幸粋€(gè)以上的復(fù)合物銻(Sb)、鎵(Ga)、銦(In)、以及銀(Ag)。許多以相變化為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)材料已經(jīng)被描述于技術(shù)文件中，包括下列合金鎵/銻、銦/銻、銦/硒、銻/碲、鍺/碲、鍺/銻/碲、銦/銻/碲、鎵/硒/碲、錫/銻/碲、銦/鋪/鍺、銀/銦/鋪/碲、鍺/錫/鋪/碲、鍺/銻/硒/碲、以及碲/鍺/銻/硫。在鍺/銻/碲合金家族中，可以嘗試大范圍的合金成分。此成分可以下列特征式表示TeaGebSb1(lMa+b)，其中a與b代表在所有構(gòu)成元素中的原子百分比。一位研究員描述了最有用的合金為，在沉積材料中所包含的平均碲濃度遠(yuǎn)低于70%，典型地是低于60%，并在一般型態(tài)合金中的碲含量范圍從最低23%至最高58%，且最佳是介于48%至58%的碲含量。鍺的濃度是約高于5%，且其在材料中的平均范圍是從最低8%至最高30%，一般是低于50%。最佳地，鍺的濃度范圍是介于8%至40%。在此成分中所剩下的主要成分則為銻。上述百分比是為原子百分比，其為所有組成元素總和為100%。(Ovshinky‘112專(zhuān)利，第10至11欄)由另一研究者所評(píng)估的特殊合金包括Ge2Sb2Te5、GeSb2Te4、以及GeSb4Te7。(NoboruYamada,，，PotentialofGe-Sb-TePhase-changeOpticalDisksforHigh-Data-RateRecording",SPIEv.3109,pp.28—37(1997))更一般地，過(guò)渡金屬如鉻(Cr)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈮(Nb)、鈀(Pd)、鉬(Pt)、以及上述的混合物或合金，可與鍺/銻/碲結(jié)合以形成一相變化合金，其包括有可編程的電阻性質(zhì)?？墒褂玫拇鎯?chǔ)材料的特殊范例，如Ovshinsky‘112專(zhuān)利中第11-13欄所述，其范例在此列入?yún)⒖?。在某些?shí)施例中，可在硫?qū)倩锛捌渌嘧兓牧现袚诫s物質(zhì)以改善使用摻雜硫?qū)倩镒鳛榇鎯?chǔ)元件的導(dǎo)電性、轉(zhuǎn)換溫度、熔化溫度及其它等性質(zhì)。代表性的摻雜物質(zhì)為氮、硅、氧、二氧化硅、氮化硅、銅、銀、金、鋁、氧化鋁、鉭、氧化鉭、氮化鉭、鈦、與氧化鈦?？蓞⒁?jiàn)美國(guó)專(zhuān)利第6，800,504號(hào)與美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US2005/0029502號(hào)。相變化合金可在一第一結(jié)構(gòu)態(tài)與第二結(jié)構(gòu)態(tài)之間切換，其中第一結(jié)構(gòu)態(tài)是指此材料大體上為非晶固相，而第二結(jié)構(gòu)態(tài)是指此材料大體上為結(jié)晶固相。這些合金是至少為雙穩(wěn)定的(bistable)。此詞匯“非晶”是用以指稱一相對(duì)較無(wú)次序的結(jié)構(gòu)，其較一單晶更無(wú)次序性，而帶有可檢測(cè)特征，如比結(jié)晶相更高的電阻值。此詞匯“結(jié)晶”是用以指稱一相對(duì)較有次序的結(jié)構(gòu)，其較非晶相更有次序，因此包括有可檢測(cè)的特征，例如比非晶相更低的電阻值。典型地，相變化材料可電切換至完全結(jié)晶相與完全非晶相之間所有可檢測(cè)的不同狀態(tài)。其它受到非晶相與結(jié)晶相的改變而影響的材料特性中包括，原子次序、自由電子密度、以及活化能。此材料可切換成為不同的固態(tài)、或可切換成為由兩種以上固態(tài)所形成的混合物，提供從非晶相至結(jié)晶相之間的灰階部分。此材料中的電性質(zhì)也可能隨之改變。相變化合金可利用電脈沖由一相態(tài)改變至另一相態(tài)。就過(guò)去的觀察，得知時(shí)間較短、振幅較大的脈沖，較傾向?qū)⑾嘧兓牧限D(zhuǎn)為通常的非晶相；而時(shí)間長(zhǎng)、振幅較低的脈沖，則易將相變化材料轉(zhuǎn)為通常的結(jié)晶相。時(shí)間短且振幅高的脈沖，能量較高，足以破壞結(jié)晶相的鍵能，同時(shí)縮短時(shí)間可防止原子重新排列為結(jié)晶相。無(wú)須大量實(shí)驗(yàn)，即可獲得適當(dāng)?shù)拿}沖參數(shù)，以應(yīng)用于特定的相變化材料與裝置結(jié)構(gòu)。于此揭露者，相變化材料是指GST，但也可采用其它種類(lèi)的相變化材料。適用于PCRAM中的材料是Ge2Sb2Te5。其它可以使用于本發(fā)明其它實(shí)施例的可編程電阻存儲(chǔ)材料包括利用不同晶體變化來(lái)決定電阻的材料，或是利用電脈沖來(lái)改變電阻狀態(tài)的材料。舉例來(lái)說(shuō)，可使用電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)的金屬氧化物材料，如鎢氧化物(WOx)、氧化鎳、五氧化二鈮、二氧化銅、五氧化二鉭、三氧化二鋁、氧化鈷、三氧化二鐵、二氧化鉿、二氧化鈦、鈦酸鍶、鋯酸鍶、鈦酸鍶鋇。其它實(shí)施例則可包括用于磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)的材料，而磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器可以是旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)移隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STTMRAM)。舉例來(lái)說(shuō)，這些材料可以是以下組中至少一種鈷鐵硼、鐵、鈷、鎳、釓、鏑、鈷鐵、鎳鐵、錳砷、錳鉍、錳銻、二氧化鉻、氧化錳三氧化二鐵、氧化鐵五氧化二鐵、氧化鎳三氧化二鐵、氧化鎂二鐵、氧化銪及鐵磁性氧化物釔鐵石榴石(Y3Fe5O12)。此可參考美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)第2007/0176251號(hào)，其發(fā)明名稱為”MagneticMemoryDeviceandMethodofFabricatingtheSame，，,其中的內(nèi)容乃并入本文作為參考。其它的例子還包括用于可編程金屬存儲(chǔ)單元(PMC)的固態(tài)電解質(zhì)材料，或用于納米離子存儲(chǔ)單元的材料，如銀摻雜的鍺硫化物解質(zhì)或銅摻雜的鍺硫化物解質(zhì)。此部分請(qǐng)參考N.E.Gilbert等人發(fā)表的文章”Amacromodelofprogrammablemetallizationcelldevices”，Solid-StateElectronics，49(2005)，1813-1819，且其內(nèi)容乃并入本文作為參考。用以形成硫?qū)倩锊牧系囊焕痉椒ㄊ抢肞VD濺射或磁控濺射方式，其反應(yīng)氣體為氬氣、氮?dú)夂?或氦氣，壓力為ImTorr至lOOmTorr。此沉積步驟一般是在室溫下進(jìn)行。一長(zhǎng)寬比為1至5的準(zhǔn)直器可用以改良其注入表現(xiàn)。為了改善其注入表現(xiàn)，也可使用數(shù)十至數(shù)百伏特的直流偏壓。另一方面，亦可同時(shí)合并使用直流偏壓以及準(zhǔn)直器。一個(gè)使用化學(xué)氣相沉積來(lái)形成硫?qū)倩锏睦痉椒ń衣队诿绹?guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)第2006/0172067號(hào)，ChemicalVaporDepositionofChalcogenideMaterials",^W乃并入本文作為參考。而另一個(gè)使用化學(xué)氣相沉積來(lái)形成硫?qū)倩锏睦痉椒ń衣队贚ee等人發(fā)表的文章”HighlyScalablePhaseChangeMemorywithCVDGeSbTedoesub50nmGeneration，，，2007SymposiumonVLSITechnologyDigestofTechnicalPapers,PP.102-103，且其內(nèi)容乃并入本文作為參考。有時(shí)需要在真空中或氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行一沉積后退火處理，以改良硫?qū)倩锊牧系慕Y(jié)晶相。此退火處理的溫度典型地是介于100°C至400°C，而退火時(shí)間則少于30分鐘。雖然本發(fā)明已參照實(shí)施例來(lái)加以描述，然而本發(fā)明創(chuàng)作并未受限于其詳細(xì)描述內(nèi)容。替換方式及修改樣式已于先前描述中所建議，且其它替換方式及修改樣式將被熟悉該技術(shù)的人所想到。特別是，所有具有實(shí)質(zhì)上相同于本發(fā)明的構(gòu)件組合而達(dá)成與本發(fā)明實(shí)質(zhì)上相同結(jié)果的，皆不脫離本發(fā)明的精神范圍。因此，所有類(lèi)似替換方式及修改樣式都落在本發(fā)明所附權(quán)利要求及其等同物物所限定的范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種操作一存儲(chǔ)單元的方法，該存儲(chǔ)單元包含存儲(chǔ)材料并且可被編程為包括多個(gè)電阻狀態(tài)，這些電阻狀態(tài)包括一高電阻狀態(tài)和一低電阻狀態(tài)，該方法包含施加一第一調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以建立該高電阻狀態(tài)；施加一第一電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第一電流；施加一第二電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第二電流，該第二電流與該第一電流不同；以及選擇性地施加一第二調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以建立該高電阻狀態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于該第一電流與該第二電流來(lái)決定是否有選擇性地施加一第二調(diào)整偏壓的步驟。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該存儲(chǔ)材料包含相變化材料。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該選擇性地施加包含當(dāng)該第一電流與該第二電流之間的一差值大于一特定值時(shí)施加該第二調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元。5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包含通過(guò)測(cè)量該第一電流和該第二電流之間的一差值與該第一電壓和該第二電壓之間的一差值兩者之間的一比值，來(lái)決定該差值是大于一特定比值。6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該第一電流與該第二電流之間的該差值是指示該存儲(chǔ)單元的該相變化材料的一有源區(qū)內(nèi)的非晶相變化材料的體積。7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包含于施加該第二調(diào)整偏壓之后，進(jìn)行下列步驟施加一第三電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第三電流；施加一第四電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第四電流，該第二電流與該第一電流不同；以及選擇性地施加一第三調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以根據(jù)該第三電流與該第四電流建立該高電阻狀態(tài)。8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包含重復(fù)施加該第三電壓、該第四電壓及該第三調(diào)整偏壓，直到該第三電流與該第四電流之間的差值小于第二特定值或是已經(jīng)嘗試了特定重試次數(shù)為止。9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包含當(dāng)已經(jīng)嘗試該特定重試次數(shù)后，將該存儲(chǔ)單元以一替換存儲(chǔ)單元替換。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一調(diào)整偏壓或第一偏壓于該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第一復(fù)位電流；該第二調(diào)整偏壓于該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第二復(fù)位電流，該第二復(fù)位電流大于該第一復(fù)位電流。11.一種存儲(chǔ)裝置，包含存儲(chǔ)單元，其包含存儲(chǔ)材料并且可被編程為包括多個(gè)電阻狀態(tài)，這些電阻狀態(tài)包括一高電阻狀態(tài)和一低電阻狀態(tài)；偏壓電路，用于施加一第一調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以建立該高電阻狀態(tài)，施加一第一電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第一電流，施加與該第一電壓不同的一第二電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第二電流；以及感應(yīng)電路，感應(yīng)該第一電流與該第二電流。12.如權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)裝置，其中該存儲(chǔ)材料包含相變化材料。13.如權(quán)利要求11所述存儲(chǔ)裝置，其中響應(yīng)于一命令信號(hào)而選擇性地施加一第二調(diào)整偏壓。14.如權(quán)利要求13所述的存儲(chǔ)裝置，還包含控制電路，其根據(jù)該感應(yīng)的第一電流與第二電流產(chǎn)生該命令信號(hào)。15.如權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)裝置，其中該控制電路在當(dāng)該第一電流與該第二電流之間的一差值大于一特定值時(shí)產(chǎn)生該命令信號(hào)。16.如權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)裝置，其中該控制電路在當(dāng)該第一電流與該第二電流之間的一差值與該第一電壓與該第二電壓之間的一差值兩者之間的一感應(yīng)比值大于一特定比值時(shí)產(chǎn)生該命令信號(hào)。17.如權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)裝置，其中該存儲(chǔ)材料包含相變化材料；該差值是指示該存儲(chǔ)單元的該相變化材料的一有源區(qū)內(nèi)的非晶相變化材料的數(shù)量。18.如權(quán)利要求15所述的存儲(chǔ)裝置，其中該偏壓電路進(jìn)一步施加一第三電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第三電流，施加一第四電壓至該存儲(chǔ)單元以在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第四電流，施加一第三調(diào)整偏壓至該存儲(chǔ)單元以響應(yīng)一第二命令信號(hào)而建立該高電阻狀態(tài)；以及該感應(yīng)電路更包含感應(yīng)該第三電流與該第四電流，以在當(dāng)該第三電流與該第四電流之間的一差值大于一第二特定值時(shí)產(chǎn)生該第二命令信號(hào)。19.如權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)裝置，其中該感應(yīng)電路重復(fù)施加該第三電壓、該第四電壓及該第三調(diào)整偏壓，直到該感應(yīng)電路產(chǎn)生該第二命令信號(hào)或是已經(jīng)嘗試一特定重試次數(shù)為止。20.如權(quán)利要求19所述的存儲(chǔ)裝置，還包含一存儲(chǔ)單元陣列，包含該存儲(chǔ)單元；以及一組替換存儲(chǔ)單元，用于提供該存儲(chǔ)單元陣列的替換，且其中該感應(yīng)電路包含替換資源，在當(dāng)已經(jīng)嘗試該特定重試次數(shù)后，將該存儲(chǔ)單元由該組替換存儲(chǔ)單元中的一替換存儲(chǔ)單元替換。21.如權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)裝置，其中該第一調(diào)整偏壓(或第一偏壓)在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第一復(fù)位電流；該第二調(diào)整偏壓在該存儲(chǔ)單元中誘發(fā)一第二復(fù)位電流，該第二復(fù)位電流大于該第一復(fù)位電流。全文摘要本發(fā)明是揭露一種相變化存儲(chǔ)裝置及其操作方法。此處所描述的相變化存儲(chǔ)裝置及其操作方法是根據(jù)以下發(fā)現(xiàn)而提出，施加一初始高電流操作于一相變化存儲(chǔ)單元以建立高電阻復(fù)位狀態(tài)之后，可以使用在不同的偏壓電壓下此存儲(chǔ)單元的電流電壓行為來(lái)檢測(cè)此存儲(chǔ)單元是否為一具有不良數(shù)據(jù)保存特性的瑕疵存儲(chǔ)單元。文檔編號(hào)G11C11/56GK101958147SQ20101021400公開(kāi)日2011年1月26日申請(qǐng)日期2010年6月25日優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日發(fā)明者吳昭誼,施彥豪,李明修,林仲漢,畢平·拉詹德瑞,羅杰·契克,馬修·J·布雷杜斯克,龍翔瀾申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司;國(guó)際商用機(jī)器公司