一种用于编程多个可编程电阻性存储单元的方法，其包含： 在每一存储单元上执行下列步骤： （ａ）读取存储单元的电阻值； （ｂ）读取对应至该存储单元的输入数据； （ｃ）假如该电阻值是在较高电阻状态且该输入数据对应至第一状态，编程该存储单元至较低电阻状态；以及 （ｄ）假如该电阻值是在较低电阻状态且该输入数据对应至第二状态，编程该存储单元至较高电阻状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及存储器材料上的高密度存储器元件，例如电阻随机存 取存储器(RRAM)元件，以及用于编程该装置的方法。通过施加能量， 该存储器材料可在电特性状态之间切换。该存储器材料可以是相变化 为基础的存储器材料，包含硫属化物(chalcogenide)为基础的材料，以 及其它的材料。
技术介绍
相变化为基础的存储器材料被广泛地使用在读写光盘。这些材料 至少有两种固态相，包含例如非晶固态相，以及结晶固态相。激光脉 冲被用来切换读写光盘的相位，以及读取在相变化后该材料的光学特 性。相变化为基础的存储器材料，类似硫属化物为基础的材料以及相 似的材料，也可以通过施加适合实施在集成电路内的电流电平以导致 相变化。该非晶态比该结晶态有较高电阻值的特性；该电阻值的差异 可以容易的检测以确定数据。这些特性已经产生使用可编程电阻性材 料以形成非易失性存储器电路的兴趣，其可以被随机的存取。在相变化存储器中，数据的储存是通过使用电流引起在相变化材 料中非晶态和结晶态间的暂态产生。电流加热该材料并引起状态之间 的暂态产生。从该非晶态至结晶态的变化由低电流的操作产生。从该 结晶态至非晶态的变化，在此称为重置，由高电流操作产生，其包含 短高电流密度脉冲以融化或瓦解该结晶结构，在该相变化材料快速地 冷却后，抑制该相变化步骤，允许至少一部份的相变化材料稳定在该 非晶态中。相变化存储元件的每一存储单元连接至位线和存取元件，例如晶 体管，其中该存取元件连接至字线。相变化存储单元电阻值被读取、 设定或重置的方法包含施加至该存储单元的位线或字线的偏压。为了 施加设定电压脉冲或重置电压脉冲至相变化存储单元，该字线和位线 必须连接至提供该设定电压脉冲或该重置电压脉冲的电路。用于设定 或重置相变化存储单元的这些连接的产生被称为位线建立以及字 线建立。在位线建立和字线建立的过程中，伴随着这些被采用的步 骤有时间和资源的消耗。因此，需要减少在位线建立和字线建立的过 程中所采用步骤的数目。此外，当在相变化存储单元阵列中处理编程 连续的相变化存储单元时，用于第一存储单元的字线建立和位线建立 可能需要改变，假如该设定/重置编程一个存储单元不同于该设定/重 置编程下一个存储单元。改交字线建立或位线建立，当依序编程存储 单元也会花费时间和资源。因此，当在相变化存储单元阵列中连续编程相变化存储单元时，有进一步改变字线建立或位线建立改变的次数 的需要。因此，需要提出一种方法和结构，其可以减少在在相变化存储单 元阵列中编程相变化存储单元或编程一连串的相变化存储单元时对 位线和字线的设定所采用的步骤。
技术实现思路
本专利技术的第一特征是涉及一种用于编程许多可编程的电阻性存 储单元。示例方法包含在每一存储单元执行下列步骤读取存储单元 的电阻值以及读取对应至该存储单元的输入数据。该方法进一步包含 在每一存储单元执行下列步骤假如该电阻值是在较高电阻值状态以 及该输入数据对应第一状态(设定，SET)，编程该存储单元至较低电阻值状态(设定，SET)，以及假如该电阻值是在较低电阻值状态以及 该输入数据对应第二状态(重置，RESET)编程该存储单元至较高电 阻值状态(重置，RESET)。本专利技术的第二特征涉及可编程电阻性存储器系统，在示例中包含 存储单元元件，其包含许多的可编程电阻性存储单元和用于编程该存 储单元元件的控制器。该控制器用以在每一存储单元中执行下列步 骤读取存储单元的电阻值以及读取对应至该存储单元的输入数据。该控制器进一步用于在每一存储单元执行下列步骤假如该电阻值是在较高电阻值状态以及该输入数据对应第一状态(设定，SET)，编程 该存储单元至较低电阻值状态(设定，SET)，以及假如该电阻值是在 较低电阻值状态以及该输入数据对应第二状态(重置，RESET),编 程该存储单元至较高电阻值状态(重置，RESET)。本专利技术的第三特征涉及一种计算机程序产品，其包含用于编程存 储单元元件的计算机指令，在示例中其包含许多的可编程电阻性存储 单元，该计算机指令包含用以在每一存储单元执行的如下指令读取 存储单元的电阻值以及读取对应至该存储单元的输入数据。该计算机指令进一步包含用以在每一存储单元执行的下列指令假如该电阻值是在较高电阻值状态以及该输入数据对应第一状态(设定，SET)，编程该存储单元至较低电阻值状态(设定，SET);以及假如该电阻值是 在较低电阻值状态以及该输入数据对应第二状态(重置，RESET),编 程该存储单元至较高电阻值状态(重置，RESET)。本专利技术的不同特征和优点将会出现在随后的描述中，呈现在其详 细的最佳实施例和伴随的附闺中。附图说明图1是依据本专利技术的集成电路元件的框图。图2是如图1中所示的代表性存储器阵列的部分示意图。图3是依据本专利技术实施例用于编程可编程电阻性存储单元的电压和温度相对时间的脉冲图。图4是依据本专利技术实施例的流程图，描述用于编程包含相变化材料的一个单元的一般步骤控制流程。图5是依据本专利技术实施例的流程图，描述用于编程包含相变化材 料的一个单元的步骤控制流程。图6是依据本专利技术实施例的流程图，描述用于连续地编程包含相 变化材料的许多存储单元的步骤控制流程。图7是依据本专利技术实施例的流程图，描述用于群组编程包含相变 化材料的许多存储单元的步骤控制流程。图8是依据本专利技术的其他实施例的流程图，描述用于群组编程包 含相变化材料的许多存储单先的步骤控制流程。图9是依据本专利技术实施例的流程图，描述用于编程包含相变化材 料的许多存储单元的该群组设定步骤的控制流程。图IO是依据本专利技术实施例的流程图，描述用于编程包含相变化 材料的许多存储单元的该群组重置步骤的控制流程。图11是依据本专利技术实施例的流程图，描述用于重置编程包含相 变化材料的存储单元的该步骤的控制流程。主要元件符号说明10:集成电路的简化框图12:相变化存储器阵列 14:字线解码器和驱动器 16:多个字线 18:位线解码器 20:多个位线 22:总线24:电流顺从(compliance)检测放大器和数据输入结构 26:数据总线 27:输入缓冲器28:数据输入线30:其他电路32:数据输出线34:控制器36:偏压设定供应电压38、 40、 42、 44:存取晶体管46、 48、 50、 52:相变化存储元件54:源极线55:源极线端点56、 58:字线 '60、 62:位线88:分隔连接300:电压和电流相对时间的脉冲图302:重置脉冲的起点304:相变化材料转换至非晶态的温度306:相变化材料转换至结晶态的温度308:抑制相310:过渡期间312:重置脉冲314:设定脉冲316:设定脉冲的起点402、502、 702、 802:开始编程404、504、 604、 906、 1006、 1104、 1110:读取单元电阻值楊、506、 508、 606、 608、 908、 1008:读取输入数据408:单元是否已经在期望的状态410:设定或重置单元412、510、 616、 708、 808:结束编程512、612、 912:设定该单元514、614、 1012:重置该单元601:开始602、904、 1004:移至下一个单元610、910、 1010:是否为最后一个单元704、806:群组设定706、804:群本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于编程多个可编程电阻性存储单元的方法，其包含：在每一存储单元上执行下列步骤：（ａ）读取存储单元的电阻值；（ｂ）读取对应至该存储单元的输入数据；（ｃ）假如该电阻值是在较高电阻状态且该输入数据对应至第一状态，编程该存储单元至较低电阻状态；以及（ｄ）假如该电阻值是在较低电阻状态且该输入数据对应至第二状态，编程该存储单元至较高电阻状态。
【技术特征摘要】
1.一种用于编程多个可编程电阻性存储单元的方法，其包含在每一存储单元上执行下列步骤(a)读取存储单元的电阻值；(b)读取对应至该存储单元的输入数据；(c)假如该电阻值是在较高电阻状态且该输入数据对应至第一状态，编程该存储单元至较低电阻状态；以及(d)假如该电阻值是在较低电阻状态且该输入数据对应至第二状态，编程该存储单元至较高电阻状态。2. 如权利要求1所述的方法，其中该(c)编程步骤发生在该(d)编 程步骤之前。3. 如权利要求1所述的方法，其中该(a)读取步骤包含在一位址读 取该存储单元的该电阻值，通过施加电压至连接至该存储单元的位 线，以及施加电压至连接至存取元件的字线，该存取元件被连接至该 存储单元。4. 如权利要求3所述的方法，其中该(b)读取步骤还包含自输入 缓冲器读取输入数据以及评估该输入数据的值。5. 如权利要求4所述的方法，其中该(c)编程步骤还包含施加偏压 至该位线与该字线以改变该存储单元至结晶、低电阻状态。6. 如权利要求5所述的方法，其中该(d)编程步骤还包含施加偏 压至该位线与该字线以改变该存储单元至非晶、高电阻状态。7. —种可编程电阻性存储器系统，其包含 存储单元元件，其包含多个可编程电阻性存储单元；以及控制器，用于编程该存储单元元件，该控制器被用以在每一存储单元上执行下列步骤(a) 读取存储单元的电阻值；(b) 读取对应至该存储单元的输入数据；(c) 假如该电阻值是在较高电阻状态且该输入数据对应至第一 状态，编程该存储单元至较低电阻状态；以及(d) 假如该电阻值是在较低电阻状态且该输入数据对应至第二状态，编程该存储单元至较高电阻状态。8. 如权利要求7所述的该可编程电阻性存储器系统，其中该(c) 编程步骤发生在该(d)编程步骤之前。9. 如权利要求7所述的该可编程电阻性存储器系统，其中每一存 储单元包含相...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙翔澜，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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