電阻可變存儲器中的漂移加速的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及半導(dǎo)體存儲器設(shè)備及方法，且更特定來說，涉及電阻可變存儲 器中的漂移加速。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常提供作為計算機(jī)或其它電子裝置中的內(nèi)部、半導(dǎo)體、集成電路及/或外部可 移動裝置的存儲器裝置。存在許多不同類型的存儲器，其包含隨機(jī)存取存儲器（RAM)、只讀 存儲器（ROM)、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器（DRAM)、同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SDRAM)、閃存及電 阻可變存儲器，以及其它存儲器。電阻可變存儲器的類型包含可編程導(dǎo)體存儲器、相變隨機(jī) 存取存儲器（PCRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲器（RRAM)、磁阻式隨機(jī)存取存儲器（MRAM，也稱 為磁性隨機(jī)存取存儲器）及導(dǎo)電橋接隨機(jī)存取存儲器（CBRAM)，以及其它存儲器類型。
[0003] 可利用存儲器裝置作為需要高存儲器密度、高可靠性及低電力消耗的大范圍電子 應(yīng)用的易失及非易失存儲器。非易失存儲器可被使用于，舉例來說，個人計算機(jī)、便攜式存 儲棒、固態(tài)硬盤（SSD)、個人數(shù)字助手（PDA)、數(shù)碼相機(jī)、移動電話、便攜式音樂播放器（例 如，MP3播放器）及電影播放器，以及其它電子裝置。數(shù)據(jù)（例如，程序代碼、用戶數(shù)據(jù)及/ 或系統(tǒng)數(shù)據(jù)（例如，基本輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS))通常被存儲在非易失存儲器裝置中。
[0004] 電阻可變存儲器（例如PCRAM)包含電阻可變存儲器單元，電阻可變存儲器單元能 存儲基于存儲元件電阻的數(shù)據(jù)（例如，存儲元件具有可變的電阻）。因而，電阻可變存儲器 單元可經(jīng)編程以通過改變所述電阻可變存儲元件的電阻等級存儲與目標(biāo)狀態(tài)對應(yīng)的數(shù)據(jù)。 通過向電阻可變存儲器單元（舉例來說，所述單元的存儲元件）施加電場源或能源（例如， 正或負(fù)電信號（舉例來說，正或負(fù)電壓或電流信號））歷時特定的時間間隔，所述單元可被 編程成目標(biāo)狀態(tài)（舉例來說，與特定電阻對應(yīng)）。
[0005] 可針對電阻可變存儲器單元設(shè)置許多狀態(tài)（舉例來說，電阻狀態(tài)）中的一個狀態(tài)。 舉例來說，單級單元（SLC)可被編程到兩個狀態(tài)中的一個（舉例來說，邏輯1或0)，其可取 決于所述單元是編程到電阻的特定等級之上還是以下。作為額外的實例，多種電阻可變存 儲器單元可被編程到與多個數(shù)據(jù)狀態(tài)（舉例來說，1〇、〇1、〇〇、11、111、1〇1、1〇〇、1〇1〇、1111、 010U0001等）對應(yīng)的多個不同狀態(tài)的一個狀態(tài)。這種單元可被稱為多狀態(tài)單元、多數(shù)位單 元及/或多級單元（MLC)。
[0006] 電阻可變存儲器單元的狀態(tài)可通過感測響應(yīng)于施加的詢問電壓而穿過所述單元 的電流來確定（舉例來說，讀?。Ｋ龈袦y到的電流，其基于所述單元的電阻而變化，可指 示單元的狀態(tài)（舉例來說，所述單元存儲的二進(jìn)制數(shù)據(jù)）。然而，經(jīng)編程的電阻可變存儲器 單元的電阻可隨時間漂移（例如，偏移）。電阻漂移可導(dǎo)致對電阻可變存儲器單元的錯誤感 測（舉例來說，所述單元處于不同于其被編程到的狀態(tài)的狀態(tài)），以及其它的問題。
【附圖說明】
[0007] 圖1為可根據(jù)本發(fā)明的許多實施例操作的電阻可變存儲器單元陣列的部分的示 意圖。
[0008] 圖2A是說明根據(jù)現(xiàn)有方法的與操作電阻可變存儲器單元相關(guān)聯(lián)的信號的圖。
[0009] 圖2B是說明根據(jù)本發(fā)明的許多實施例的與操作電阻可變存儲器單元相關(guān)聯(lián)的信 號的圖。
[0010] 圖3說明根據(jù)本發(fā)明的許多實施例的與操作電阻可變存儲器單元相關(guān)聯(lián)的實例 預(yù)讀取信號。
[0011] 圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的許多實施例的電阻漂移加速的圖。
[0012] 圖5說明根據(jù)本發(fā)明的許多實施例的與加速漂移相關(guān)聯(lián)的電路。
[0013] 圖6為根據(jù)本發(fā)明的許多實施例的呈存儲器裝置形式的設(shè)備。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明包含與電阻可變存儲器中的漂移加速相關(guān)聯(lián)的設(shè)備及方法。許多實施例包 含向電阻可變存儲器單元施加編程信號以編程所述單元到目標(biāo)狀態(tài)，隨后向所述電阻可變 存儲器單元施加預(yù)讀取信號以使所述經(jīng)編程單元的電阻漂移加速，以及隨后向所述電阻可 變存儲器單元施加讀取信號。
[0015] 本發(fā)明的許多實施例可使與電阻可變存儲器單元（舉例來說，相變存儲器單元） 的經(jīng)編程狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的電阻漂移加速，與先前的方法相比其可改良電阻狀態(tài)的穩(wěn)定性。舉 例來說，本發(fā)明的許多實施例可在讀出之前經(jīng)由向經(jīng)編程單元施加預(yù)讀取信號（舉例來 說，電壓信號）來加速電阻漂移。所述預(yù)讀取信號與現(xiàn)有方法（例如，通過溫度進(jìn)行漂移加 速（舉例來說，經(jīng)由退火工藝））相比可為更可行的加速漂移方式。因而，本發(fā)明的實施例 可提供例如增加的準(zhǔn)確度及/或可靠性的益處，舉例來說，減少的錯誤率及/或增加的存儲 器壽命，以及其他益處。
[0016] 在以下本發(fā)明的詳細(xì)描述中，參考構(gòu)成本發(fā)明一部分的附圖，且附圖通過說明的 方式展示怎樣實踐本發(fā)明的許多實施例。這些實施例被描述的足夠仔細(xì)以使所屬領(lǐng)域的技 術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明的所述實施例，且應(yīng)理解在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可利用 其它實施例以及可進(jìn)行工藝、電氣及/或結(jié)構(gòu)的變化。
[0017] 如本文所使用的，"許多"某物可指代一個或多個此類事物。舉例來說，許多存儲器 單元可指代一個或多個存儲器單元。另外，如本文所使用的指示符"M"及"N"，尤其在關(guān)于 圖中的參考數(shù)字使用時，指示如此指示的許多特定特征可包含于本發(fā)明的許多實施例中。
[0018] 本文中的圖遵循編號規(guī)定，其中前一或多個數(shù)字對應(yīng)于圖號，且其余的數(shù)字識別 圖中的元件或組件。不同圖之間相似的元件或組件可通過使用相似數(shù)字來識別。應(yīng)了解， 本文多種實施例中所顯示的元件可被增加、交換及/或消除以便提供本發(fā)明的許多額外的 實施例。另外，應(yīng)了解，圖中所提供的元件的比例及相對尺度意圖說明本發(fā)明的實施例，且 不應(yīng)被認(rèn)為有限制意義。
[0019] 圖1為可根據(jù)本發(fā)明的許多實施例操作的電阻可變存儲器單元陣列100的部分的 示意圖。在圖1所說明的實施例中，存儲器陣列100包含許多存儲器單元，舉例來說，相變存 儲器單元，其各具有相關(guān)聯(lián)的存取裝置102及電阻可變元件104 (舉例來說，相變材料104)。 存取裝置102可被操作（舉例來說，接通/關(guān)斷）以選擇存儲器單元以便執(zhí)行操作（例如， 在電阻可變元件104上的數(shù)據(jù)編程及/或數(shù)據(jù)讀取操作）。
[0020] 在圖1中所說明的實施例中，存取裝置102為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 (MOSFET)。如圖1中所示，與每一個存儲器單元相關(guān)聯(lián)的每一個MOSFET 102的柵極耦合 到許多存取線105-0(WL0)、105-1 (WLl)、……、105_N(WLN)中的一條，g卩，每一條存取線 105-0、105-1、……、105-N耦合到一行存儲器單元（舉例來說，相變存儲器單元）。本文中 存取線105-0、105-1、……、105-N可稱為"字線"。使用指示符"N"指示存儲器陣列可包含 許多存取線。
[0021] 電阻可變元件104可為，舉例來說，相變硫?qū)倩衔锖辖?，例如銦（In)-銻 (Sb) -碲（Te) (1ST)材料，例如，In2Sb2Te5、In1Sb 2Te^ 11^1^^7等，或鍺-銻-碲（GST) 材料，例如Ge-Sb-Te材料，例如Ge2Sb2Te5、Ge 1Sb2Te^ 。本文所使用的帶有連 字符的化學(xué)組成表示法指示包含于特定的混合物或化合物中的元素，且其旨在代表涉及 所指示的元素的所有化學(xué)計量。其它相變材料可包含GeTe、In-Se、Sb2Te3、GaSb、InSb、 As-Te、Al-Te、Ge-Sb-Te、Te-Ge-As、In-Sb-Te、Te-Sn-Se、Ge-Se-Ga、Bi-Se-Sb、Ga-Se-Te、 Sn-Sb-Te、In-Sb-Ge、Te-Ge-Sb-S、Te-Ge-Sn-0、Te-Ge-Sn-Au、Pd-Te-Ge-Sn、In-Se-Ti-Co、 Ge-