[發明專利]使用閾值邊緣檢測的相變存儲器狀態確定

有效

• 申請號: 201110290677.X
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102411992A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 阿斯溫·提魯文加達姆
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: G11C16/34
• 分類號: G11C16/34
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

技術領域

本文中所揭示的標的物涉及用于讀取存儲器單元的技術，所述技術涉及相變存儲器的復位狀態的閾值邊緣現象。

背景技術

相變存儲器(PCM)可至少部分地基于一個或一個以上特定相變材料的行為及性質操作，例如硫屬化物玻璃及/或碲化鍺銻(GST)，僅列舉幾個實例。此類材料的結晶及非晶狀態具有不同的電阻率，因此呈現可借以存儲信息的基礎。非晶、高電阻狀態可表示所存儲的第一二進制狀態且結品、低電阻狀態可表示所存儲的第二二進制狀態。當然，所存儲的信息的此二進制表示僅為實例：PCM也可用來存儲由(例如)不同程度的相變材料電阻率表示的多個存儲器狀態。

PCM單元的狀態的確定可至少部分地基于所述PCM單元的狀態的電阻率的不同。舉例來說，PCM單元的RESET狀態與SET狀態之間的區分可涉及確定所述PCM單元的電阻的不同。然而，新PCM材料的引入及/或PCM大小的持續減小可影響狀態(例如，RESET狀態與SET狀態)之間的PCM電阻容限或讀取窗口。舉例來說，減小的編程窗口可導致SET狀態與RESET狀態之間的較窄讀出容限。與具有較大讀取窗口的PCM相比，具有減小的讀出窗口的PCM可經歷較大數目的讀取錯誤。

附圖說明

將參考以下各圖描述非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另外說明，否則所有各圖中相似參考編號指代相似部件。

圖1是根據實施例的相變存儲器的一部分的示意圖。

圖2包含根據實施例顯示偏置信號波形及存儲器單元電壓/電流的特性的圖表。

圖3是根據實施例顯示存儲器單元對時間的特性的圖表。

圖4是根據實施例用于測量存儲器單元的特性的電路的示意圖。

圖5是根據實施例顯示存儲器單元的特性及測量參數的圖表。

圖6是根據另一實施例顯示存儲器單元的特性及測量參數的圖表。

圖7是根據實施例用于讀取存儲器單元的過程的流程圖。

圖8是圖解說明計算系統的實例性實施例的示意圖。

具體實施方式

此說明書通篇所提及的“一個實施例”或“一實施例”意指結合所述實施例描述的特定特征、結構或特性包含在所請求的標的物的至少一個實施例中。因此，在此說明書通篇中的各個地方出現的短語“在一個實施例中”或“一實施例”未必完全指代同一實施例。此外，可將所述特定特征、結構或特性組合在一個或一個以上實施例中。

在實施例中，用于將信息寫入到相變存儲器(PCM)單元的過程可包括將所述PCM單元設定或復位為一個狀態或另一狀態。舉例來說，可通過施加相對高幅值、相對短持續時間的電編程脈沖來熔化相變材料而復位PCM單元。相反，可通過施加具有相對長持續時間的相對小亞熔化幅值電編程脈沖來設定PCM單元，舉例來說，所述脈沖可包含相對陡峭的下降。也可通過施加較高過熔化幅值電編程脈沖(可能具有隨時間逐漸傾斜下降的電壓或電流)以允許熔化的相變材料結晶來設定PCM單元。可施加此復位及/或設定脈沖及過程作為“寫入”或“編程”脈沖及“寫入”或“編程”過程。

在實施例中，用于讀取存儲于PCM單元中的信息的過程可包括確定所述PCM單元是處于SET狀態、RESET狀態還是其它狀態(例如，在多電平PCM情況下)。由于此些狀態可對應于特定PCM電阻率，因此狀態確定可涉及確定PCM單元的電阻。PCM單元的電阻可至少部分地相依于存儲器單元中所包含的相變材料是否以非晶相及/或結晶相存在，如上文所論述。

在實施例中，舉例來說，可使用PCM單元的處于非晶或RESET狀態的材料可發生的閾值邊緣現象來確定所述PCM單元的狀態。閾值邊緣可由將偏置信號施加到處于RESET狀態的PCM單元而產生。可施加到PCM單元的位線的此偏置信號可包括斜坡電壓/電流脈沖，如下文進一步詳細描述。隨著此偏置信號的幅值增加(例如，斜升)，可遭遇閾值邊緣，其中PCM單元的電阻率在增加的偏置信號幅值的特定跨度期間急劇下降。相反，處于結晶或SET狀態的PCM單元可不經歷此閾值邊緣。舉例來說，隨著偏置信號的幅值增加(例如，斜升)，處于SET狀態的PCM單元的電阻率可保持實質恒定。