相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法，所述單元的寫初始化方法包括如下步驟：S1：采用初始化寫脈沖操作相變存儲(chǔ)器單元，在所述相變存儲(chǔ)器單元中形成非晶區(qū)域；所述非晶區(qū)域大于相變存儲(chǔ)器默認(rèn)寫脈沖產(chǎn)生的非晶區(qū)域；S2：采用擦脈沖將所述相變存儲(chǔ)器單元操作至低阻狀態(tài)，使所述初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域轉(zhuǎn)化為面心立方晶粒區(qū)域；S3：采用默認(rèn)寫脈沖操作所述相變存儲(chǔ)器單元。其中，在一次初始化后，可進(jìn)一步驗(yàn)證初始化效果，并根據(jù)需要選擇是否需要再次初始化。本發(fā)明使用初始化寫脈沖，對(duì)陣列各單元的FCC晶粒區(qū)域進(jìn)行控制，可以有效提高陣列平均寫電阻，降低寫電流，同時(shí)使得相變存儲(chǔ)陣列的電阻分布更加集中。
【專利說明】
相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于微納電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相變存儲(chǔ)器(Phasechange random access memory ,PCRAM)是一種新型非易失隨機(jī)存儲(chǔ)器，在工藝上與CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝完全兼容，并且具有操作速度快，抗疲勞特性好和微縮性等特點(diǎn)，在低壓，低功耗，高速，高密度和嵌入式存儲(chǔ)方面有非常廣闊的商業(yè)前景。PCRAM被認(rèn)為是最有可能取代閃存(FLASH)的下一代非易失性存儲(chǔ)器。
[0003 ]相變存儲(chǔ)器通過利用相變材料的晶態(tài)和非晶態(tài)特性來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。相變材料的非晶態(tài)和晶態(tài)之間的轉(zhuǎn)化是通過操作電流加熱來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)給相變材料施加一個(gè)窄脈寬的大電流脈沖，實(shí)現(xiàn)相變材料的快速熔融與淬火，造成相變材料從晶態(tài)到非晶態(tài)的轉(zhuǎn)變，也就是相變材料從低阻到高阻的轉(zhuǎn)變，稱之為寫過程(RESET過程)。這種高阻的非晶態(tài)稱為RESET狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)“O”。當(dāng)給相變材料施加一個(gè)長脈寬的幅值適中的電流脈沖，實(shí)現(xiàn)相變材料的在結(jié)晶溫度下的結(jié)晶，造成相變材料從非晶態(tài)到晶態(tài)的轉(zhuǎn)變，也就是相變材料從高阻態(tài)到低阻態(tài)的轉(zhuǎn)變，稱之為擦過程(SET過程)。這種低阻的非晶態(tài)稱為SET狀態(tài)，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)“I”。相變存儲(chǔ)器的晶態(tài)主要有兩種晶粒結(jié)構(gòu)，分別是面心結(jié)構(gòu)(FCC)和六方結(jié)構(gòu)(HEX)。其中，HEX晶粒在制造過程中，由于高溫退火形成。相變存儲(chǔ)器單元經(jīng)過制造后的最初狀態(tài)為HEX晶粒。FCC晶粒是在相變存儲(chǔ)器單元的非晶區(qū)域經(jīng)過再結(jié)晶形成，主要分布在底電極周圍。再結(jié)晶后的相變存儲(chǔ)單元主要分為靠近底電極的FCC晶粒區(qū)域和該區(qū)域以外的HEX晶粒區(qū)域。FCC晶粒與HEX晶粒有很多性質(zhì)上的差異，特別是導(dǎo)熱方面的差異，而導(dǎo)熱的差異主要會(huì)影響相變存儲(chǔ)單元的溫度分布。
[0004]相變存儲(chǔ)器的寫電阻大小主要與相變存儲(chǔ)單元熔融區(qū)域大小和淬火時(shí)間有關(guān)。而相變存儲(chǔ)單元的熔融區(qū)域大小除了受到寫電流，電極材料等因素影響以外，還與FCC晶粒區(qū)域的大小有關(guān)。FCC晶粒區(qū)域越大，相同寫電流條件下，相變存儲(chǔ)單元熔融區(qū)域越大。另外，相變存儲(chǔ)器在經(jīng)過過大的電流操作后，會(huì)出現(xiàn)寫電阻降低的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為“過寫”(overRESET)。寫電流大小制約著相變存儲(chǔ)器的密度和壽命，同時(shí)對(duì)功耗的降低形成嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；寫電阻大小不僅影響相變存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的成功率，同時(shí)影響著相變存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
[0005]因此，如何提供一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法，以降低相變存儲(chǔ)器的寫電流大小，提高寫電阻大小，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)重要技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中相變存儲(chǔ)器寫電流較大，導(dǎo)致相變存儲(chǔ)器功耗較高、穩(wěn)定性降低的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法，包括如下步驟:
[0008]S1:采用初始化寫脈沖操作相變存儲(chǔ)器單元，在所述相變存儲(chǔ)器單元中形成非晶區(qū)域;所述非晶區(qū)域大于相變存儲(chǔ)器默認(rèn)寫脈沖產(chǎn)生的非晶區(qū)域；
[0009]S2:采用擦脈沖將所述相變存儲(chǔ)器單元操作至低阻狀態(tài)，使所述初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域轉(zhuǎn)化為面心立方晶粒區(qū)域；
[0010]S3:采用默認(rèn)寫脈沖操作所述相變存儲(chǔ)器單元。
[0011]可選地，所述初始化寫脈沖及所述默認(rèn)寫脈沖均為電流脈沖，且所述初始化寫脈沖的幅值高于所述默認(rèn)寫脈沖的幅值。
[0012]可選地，所述擦脈沖為直流電流脈沖，其使所述初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域完全結(jié)晶。
[0013]可選地，于所述步驟S3中，進(jìn)一步測量相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻Rl，并與初始化之前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻RO進(jìn)行比較，若滿足Rl >R0，則初始化完成。
[0014]可選地，若不滿足R1>R0，則增加初始化寫脈沖的幅值，并重復(fù)所述步驟S1-S3。
[0015]本發(fā)明還提供一種相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其采用上述任意一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法對(duì)所述相變存儲(chǔ)器陣列中需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元進(jìn)行寫初始化操作。
[0016]可選地，判斷所述相變存儲(chǔ)器單元是否需要進(jìn)行寫初始化包括如下步驟:
[0017]通過選址電路選擇當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元；
[0018]采用默認(rèn)寫脈沖操作當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元，并采用讀電路讀取當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻；
[0019]將當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻與目標(biāo)寫電阻進(jìn)行比較；
[0020]若當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻大于目標(biāo)寫電阻，則當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元不需要進(jìn)行寫初始化;若當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻小于目標(biāo)寫電阻，則當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元需要進(jìn)行寫初始化。
[0021]可選地，所述目標(biāo)寫電阻大于寫電阻的讀判斷閾值。
[0022]可選地，采用漸進(jìn)方式對(duì)需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元進(jìn)行寫初始化，其中，后一次的初始化寫脈沖幅度在前一次初始化寫脈沖幅值的基礎(chǔ)上增加一個(gè)增量；當(dāng)相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻達(dá)到目標(biāo)寫電阻，對(duì)該單元的寫初始化完成，否則對(duì)該單元進(jìn)行下一次初始化。
[0023]可選地，所述初始化寫脈沖的初始值大于或等于所述默認(rèn)寫脈沖的幅值。
[0024]可選地，所述增量為寫電路的寫電流基準(zhǔn)的整數(shù)倍。
[0025]可選地，當(dāng)陣列中所有需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元寫初始化后，初始化結(jié)束。
[0026]如上所述，本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法，具有以下有益效果:本發(fā)明通過使用初始化寫脈沖，對(duì)陣列各單元的FCC晶粒區(qū)域進(jìn)行控制，可以有效提高陣列平均寫電阻，降低寫電流，同時(shí)使得相變存儲(chǔ)陣列的電阻分布更加集中。
【附圖說明】
[0027]圖1顯示為本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法的流程圖。
[0028]圖2顯示為本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法中所使用的脈沖波形圖。
[0029]圖3顯示為本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法的一種實(shí)施流程圖。
[0030]圖4顯示為本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法的一種實(shí)施方式中，相變存儲(chǔ)器陣列在進(jìn)行寫初始化處理前后的寫電阻分布比較。
[0031]元件標(biāo)號(hào)說明
[0032]SI ?S3步驟
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0034]請(qǐng)參閱圖1至圖4。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0035]實(shí)施例一
[0036]本發(fā)明提供一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法，請(qǐng)參閱圖1，顯示為該方法的流程圖，包括如下步驟:
[0037]S1:采用初始化寫脈沖操作相變存儲(chǔ)器單元，在所述相變存儲(chǔ)器單元中形成非晶區(qū)域;所述非晶區(qū)域大于相變存儲(chǔ)器默認(rèn)寫脈沖產(chǎn)生的非晶區(qū)域；
[0038]S2:采用擦脈沖將所述相變存儲(chǔ)器單元操作至低阻狀態(tài)，使所述初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域轉(zhuǎn)化為面心立方晶粒區(qū)域；
[0039]S3:采用默認(rèn)寫脈沖操作所述相變存儲(chǔ)器單元。
[0040]作為示例，所述初始化寫脈沖及所述默認(rèn)寫脈沖均為電流脈沖，且所述初始化寫脈沖的幅值高于所述默認(rèn)寫脈沖的幅值。所述擦脈沖需要能夠使得非晶區(qū)域完全結(jié)晶，優(yōu)選采用直流電流脈沖。
[0041]作為示例，請(qǐng)參閱圖2，顯示為本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法中所使用的一種脈沖波形圖。首先對(duì)相變存儲(chǔ)器單元施加初始化寫脈沖，由于所述初始化寫脈沖的幅值高于所述默認(rèn)寫脈沖的幅值，因此在經(jīng)過初始化寫脈沖操作后，單元內(nèi)部會(huì)形成一個(gè)大的非晶區(qū)域，該非晶區(qū)域比默認(rèn)寫脈沖產(chǎn)生的非晶區(qū)域要大。然后對(duì)相變存儲(chǔ)器單元施加擦脈沖，該擦脈沖的脈寬足夠充分將單元操作至低阻，即將初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域充分結(jié)晶。當(dāng)初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域充分結(jié)晶后，該區(qū)域會(huì)轉(zhuǎn)化成一個(gè)面心立方(FCC)晶粒的結(jié)晶區(qū)域。該FCC晶粒的結(jié)晶區(qū)域較未初始化之前的單元內(nèi)部的FCC晶粒區(qū)域大，因而，在相同的寫電流作用下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)更高的溫度場分布，使得在相同寫電流作用下，單元的熔融區(qū)域擴(kuò)大，單元的寫電阻提高。最后，對(duì)相變存儲(chǔ)器單元施加默認(rèn)寫脈沖，該寫脈沖為相變存儲(chǔ)器默認(rèn)的寫脈沖，由于經(jīng)過初始化，單元的FCC晶粒區(qū)域擴(kuò)大，因而在默認(rèn)寫脈沖的作用下，其形成的非晶區(qū)域面積大于初始化之前形成的非晶區(qū)域面積，寫電阻提尚O
[0042]具體的，可進(jìn)一步測量相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻Rl，并與初始化之前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻RO進(jìn)行比較，若滿足R1>R0，則初始化完成。若不滿足R1>R0，則增加初始化寫脈沖的幅值，并重復(fù)所述步驟S1-S3，直至寫電阻達(dá)到目標(biāo)寫電阻。
[0043]本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法利用高能量的初始化寫電流對(duì)相變存儲(chǔ)器單元內(nèi)部不同晶粒的分布區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)降低相變存儲(chǔ)器單元寫電流，提高寫電阻的功能。
[0044]實(shí)施例二
[0045]本發(fā)明還提供一種相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其采用實(shí)施例一中的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法對(duì)所述相變存儲(chǔ)器陣列中需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元進(jìn)行寫初始化操作。
[0046]由于對(duì)于相變存儲(chǔ)器陣列，其中各個(gè)單元由于位置，工藝等因素的影響，在寫操作的性能方面具有差異性。對(duì)于各單元是否需要寫初始進(jìn)行化存在差異性，另外對(duì)于陣列中需要初始化的各單元的初始化條件也存在差異性。因而，對(duì)于陣列的初始化應(yīng)該針對(duì)各單元分別進(jìn)行初始化，并設(shè)定相同的評(píng)估初始化效果的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)定的寫電阻標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)際的寫要求設(shè)定，一般要高于寫電阻的讀判斷閾值。其中，讀判斷閾值用于在讀操作時(shí)，通過與單元電阻進(jìn)行比較來決定該單元的數(shù)據(jù)。當(dāng)單元電阻高于讀判斷閾值時(shí)，讀出數(shù)據(jù)為‘0’；否則，為‘I’。一般地，在進(jìn)行寫操作，即構(gòu)造單元數(shù)據(jù)為‘0’時(shí)，構(gòu)造的單元電阻需高于讀判斷閾值，且單元電阻越高，越有利于讀操作準(zhǔn)確讀出數(shù)據(jù)。所以，本發(fā)明在進(jìn)行寫初始化時(shí)，為了留出相當(dāng)?shù)娜哂?，設(shè)定的寫電阻標(biāo)準(zhǔn)一般高于讀判斷閾值。
[0047]作為示例，判斷所述相變存儲(chǔ)器單元是否需要進(jìn)行寫初始化包括如下步驟:
[0048]I)通過選址電路選擇當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元；
[0049]2)采用默認(rèn)寫脈沖操作當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元，并采用讀電路讀取當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻;所述默認(rèn)寫脈沖與相變存儲(chǔ)器正常使用時(shí)使用的寫電流具有相同的脈高、脈寬參數(shù)；
[0050]3)寫過程結(jié)束后，將當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻與目標(biāo)寫電阻進(jìn)行比較;本實(shí)施例中，所述目標(biāo)寫電阻大于寫電阻的讀判斷閾值；
[0051 ] 4)若當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻大于目標(biāo)寫電阻，則當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元不需要進(jìn)行寫初始化;若當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻小于目標(biāo)寫電阻，則當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元需要進(jìn)行寫初始化。
[0052]作為示例，判斷出需要進(jìn)行寫初始化的存儲(chǔ)器單元之后，采用漸進(jìn)方式對(duì)需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元進(jìn)行寫初始化，其中，后一次的初始化寫脈沖幅度在前一次初始化寫脈沖幅值的基礎(chǔ)上增加一個(gè)增量；當(dāng)相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻達(dá)到目標(biāo)寫電阻，對(duì)該單元的寫初始化完成，否則對(duì)該單元進(jìn)行下一次初始化。其中，后一次初始化寫電流相對(duì)于前一次初始化寫電流的幅值增量一般為寫驅(qū)動(dòng)電路的寫基準(zhǔn)電流，也可根據(jù)實(shí)際電路進(jìn)行調(diào)整。
[0053]之所以采用漸進(jìn)方式，是因?yàn)楦鲉卧某跏蓟瘜戨娏魑粗?，因而在選定初始化電流時(shí)，需要由小至大遞增，并且通過默認(rèn)的寫脈沖產(chǎn)生的寫電阻來評(píng)估對(duì)該單元的初始化是否完成。這樣不僅能使得陣列各單元進(jìn)過初始化后取得更加相近的寫電阻，同時(shí)還能有效的避免在初始化過程中由于初始化電流過大而引起的“過寫”現(xiàn)象。
[0054]作為示例，所述初始化寫脈沖的初始值大于或等于所述默認(rèn)寫脈沖的幅值，優(yōu)選為與默認(rèn)寫電流相當(dāng)(不超過默認(rèn)寫電流的10%)。所述增量為寫電路的寫電流基準(zhǔn)的整數(shù)倍，優(yōu)選為等于寫電路的寫電流基準(zhǔn)。因?yàn)橐话愕?，寫電流基?zhǔn)為寫電流的最小調(diào)節(jié)單位，寫電路通過倍乘寫電流基準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)寫電流的產(chǎn)生。當(dāng)在進(jìn)行寫初始化時(shí)，每次寫初始化電流的增量應(yīng)為寫電流基準(zhǔn)的倍數(shù)，倍數(shù)越大，初始化的速度越快，但是，由于增量較粗放，對(duì)一些單元可出現(xiàn)“過寫”現(xiàn)象。為了避免“過寫”，一般以寫電流基準(zhǔn)為增量。
[0055]當(dāng)陣列中所有需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元寫初始化后，初始化結(jié)束。
[0056]作為示例，圖3顯示了本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法的一種實(shí)施流程圖，包括如下步驟:
[0057]I)初始化開始；
[0058]2)通過選址電路選擇當(dāng)前進(jìn)行初始化的相變存儲(chǔ)器單元；
[0059]3)使用默認(rèn)寫脈沖對(duì)當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元進(jìn)行操作，驗(yàn)證該單元是否需要進(jìn)行初始化處理。在寫過程結(jié)束后，使用讀電路讀取當(dāng)前單元的寫電阻；
[0060]4)將當(dāng)前單元的寫電阻與目標(biāo)寫電阻進(jìn)行比較；
[0061]5)若當(dāng)前單元的寫電阻大于目標(biāo)寫電阻，該單元初始化不再需要進(jìn)行初始化處理，則進(jìn)行下一單元的初始化；
[0062]若當(dāng)前單元的寫電阻小于目標(biāo)寫電阻，對(duì)該單元進(jìn)行初始化處理;首先，在前一次初始化寫電流的基礎(chǔ)上以一定的增量增大初始化寫電流，并使用該初始化寫脈沖對(duì)單元操作，然后，使用擦脈沖將單元操作至低阻狀態(tài)，再進(jìn)一步執(zhí)行上述步驟3)，并往下進(jìn)行，如此循環(huán)；
[0063 ] 6)當(dāng)陣列所有的需要初始化的單元初始化后，初始化結(jié)束。
[0064]作為示例，圖4顯示為一塊相變存儲(chǔ)器陣列在經(jīng)過寫初始化處理前后的寫電阻分布比較，其縱坐標(biāo)為累積概率，橫坐標(biāo)為Log (Re s)。該相變存儲(chǔ)器整列大小為4K bi ts。圖中正方形所示的電阻分布為在進(jìn)行初始化處理之前，由1.0mA，200ns的寫脈沖產(chǎn)生的電阻分布。圖中三角形所示的電阻分布為在在進(jìn)行初始化處理之前，由1.3mA，200ns的寫脈沖產(chǎn)生的電阻分布?？梢?，越大的寫電流產(chǎn)生更高的且更加集中的電阻分布。而圖中圓形所示的電阻分布為在進(jìn)行初始化處理之后，由1.0mA，200ns的寫脈沖產(chǎn)生的電阻分布?？梢?，在初始化處理前后，使用相同的1.0mA，200ns的寫脈沖產(chǎn)生的電阻分布截然不同。經(jīng)過初始化處理之后，相同的電流產(chǎn)生的電阻分布更高的且更加集中。另外，初始化處理之后使用1.0mA，200ns的寫脈沖產(chǎn)生的電阻分布與初始化處理之前使用1.3mA，200ns的寫脈沖產(chǎn)生的電阻分布基本相當(dāng)?？梢姡诮?jīng)過初始化處理之后，相變存儲(chǔ)器陣列需要的寫電流實(shí)現(xiàn)了降低。
[0065]綜上所述，本發(fā)明的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法及其陣列的寫初始化方法通過使用初始化寫脈沖，對(duì)陣列各單元的FCC晶粒區(qū)域進(jìn)行控制，可以有效提高陣列平均寫電阻，降低寫電流，同時(shí)使得相變存儲(chǔ)陣列的電阻分布更加集中。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0066]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:采用初始化寫脈沖操作相變存儲(chǔ)器單元，在所述相變存儲(chǔ)器單元中形成非晶區(qū)域；所述非晶區(qū)域大于相變存儲(chǔ)器默認(rèn)寫脈沖產(chǎn)生的非晶區(qū)域； S2:采用擦脈沖將所述相變存儲(chǔ)器單元操作至低阻狀態(tài)，使所述初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域轉(zhuǎn)化為面心立方晶粒區(qū)域； S3:采用默認(rèn)寫脈沖操作所述相變存儲(chǔ)器單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法，其特征在于:所述初始化寫脈沖及所述默認(rèn)寫脈沖均為電流脈沖，且所述初始化寫脈沖的幅值高于所述默認(rèn)寫脈沖的幅值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法，其特征在于:所述擦脈沖為直流電流脈沖，其使所述初始化寫脈沖形成的非晶區(qū)域完全結(jié)晶。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法，其特征在于:于所述步驟S3中，進(jìn)一步測量相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻Rl，并與初始化之前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻RO進(jìn)行比較，若滿足Rl >R0，則初始化完成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相變存儲(chǔ)器單元的寫初始化方法，其特征在于:若不滿足Rl>RO，則增加初始化寫脈沖的幅值，并重復(fù)所述步驟S1-S3。6.—種相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其特征在于:采用如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的寫初始化方法對(duì)所述相變存儲(chǔ)器陣列中需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元進(jìn)行寫初始化操作。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其特征在于:判斷所述相變存儲(chǔ)器單元是否需要進(jìn)行寫初始化包括如下步驟: 通過選址電路選擇當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元； 采用默認(rèn)寫脈沖操作當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元，并采用讀電路讀取當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻； 將當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻與目標(biāo)寫電阻進(jìn)行比較； 若當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻大于目標(biāo)寫電阻，則當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元不需要進(jìn)行寫初始化;若當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻小于目標(biāo)寫電阻，則當(dāng)前相變存儲(chǔ)器單元需要進(jìn)行寫初始化。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其特征在于:所述目標(biāo)寫電阻大于寫電阻的讀判斷閾值。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其特征在于:采用漸進(jìn)方式對(duì)需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元進(jìn)行寫初始化，其中，后一次的初始化寫脈沖幅度在前一次初始化寫脈沖幅值的基礎(chǔ)上增加一個(gè)增量；當(dāng)相變存儲(chǔ)器單元的寫電阻達(dá)到目標(biāo)寫電阻，對(duì)該單元的寫初始化完成，否則對(duì)該單元進(jìn)行下一次初始化。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其特征在于:所述初始化寫脈沖的初始值大于或等于所述默認(rèn)寫脈沖的幅值。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其特征在于:所述增量為寫電路的寫電流基準(zhǔn)的整數(shù)倍。12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相變存儲(chǔ)器陣列的寫初始化方法，其特征在于:當(dāng)陣列中所有需要進(jìn)行寫初始化的相變存儲(chǔ)器單元寫初始化后，初始化結(jié)束。
【文檔編號(hào)】G11C13/00GK105869671SQ201610178596
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】王月青, 蔡道林, 陳 峰, 陳一峰, 宋志棠, 魏宏陽, 霍如如
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所