[發明專利]阻擋漏電流通過存儲陣列中瑕疵存儲單元的方法

有效

• 申請號: 201210412000.3
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103377697A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 龍翔瀾
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: G11C11/56
• 分類號: G11C11/56;G11C16/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明是關于以包含硫屬化物的相變化材料為基礎的存儲器裝置，以及阻擋漏電流通過存儲陣列中瑕疵存儲單元的方法。

背景技術

在某些可編程電阻存儲陣列的組態中，每一個存儲單元包括一個二極管與一可編程電阻存儲元件串聯。此二極管是作為存取裝置，使得此存儲單元可以通過二極管的正向偏壓而被選取操作，而于非選取存儲單元的電流則被二極管的反向偏壓所阻擋。因此，使用于這些組態中存取所選取存儲單元的偏壓安排對未選取存儲單元而言是被設定于反向偏壓。某些組態則是使用晶體管作為存取裝置，其也是根據選取或非選取存儲單元而調整其偏壓安排。

一種可編程電阻存儲元件的型態可以是相變化材料，其具有在非晶態(高電阻率)與結晶態(低電阻率)之間極大的電阻率差別。相變化材料可以包含硫屬化物或是其他相似的材料，包含舉例而言，自鍺(Ge)、銻(Sb)、碲(Te)、硒(Se)、銦(In)、鈦(Ti)、鎵(Ga)、鉍(Bi)、錫(Sn)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鉛(Pb)、銀(Ag)、硫(S)、硅(Si)、氧(O)、磷(P)、砷(As)、氮及金族群中一個或多個材料中選取。在相變化元件正常的操作中，通過此相變化存儲單元的電流可以將此相變化存儲元件的電阻率狀態設置或復位。為了將存儲元件復位至非晶相，是使用一個短且高電流脈沖。為了將存儲元件設置至結晶相，則是使用一個較長且中等大小的電流脈沖。為了讀取此存儲元件的狀態，施加一個較小的電壓至所選取存儲單元而感測其電流結果。此感測電流具有至少兩個電流準位，一個非常低的準位是與高電阻狀態對應而另一個較高的準位則是與低電阻狀態對應。因此，當需要設置、復位或讀取所選取存儲單元的電阻狀態操作時需要使用電流。于如此的操作時，希望最好不要有電流通過未選取存儲單元，因為不預期的電流會導致儲存于未選取存儲單元中的數據干擾，或是產生會干擾所選取存儲單元正確讀取的漏電流。然而，有瑕疵的存取裝置可以具有永久的開啟狀態或是漏電狀態，且會對即使是未選取的存儲單元偏壓時也導通電流。此漏電流結果會增加一存儲芯片中的存儲陣列的電能消耗，而且會降低在此存儲陣列的設置、復位或讀取時抵達目標存儲單元的電流。

例如是金屬氧化物、固態電解(導橋)存儲元件、磁阻存儲元件等等的相變化存儲元件之外的其他可編程電阻元件，當存取裝置有瑕疵時，牽涉到根據其各自的特性必須調整偏壓以及也會對漏電流很敏感等問題。

因此，希望提供一種技術可以阻擋因為例如是短路二極管的瑕疵存取裝置所導致的漏電流以及減少電源消耗等問題。

發明內容

此處所描述的技術是提供一阻擋漏電流以及減少電源消耗通過存儲陣列中瑕疵存儲單元的方法。該存儲單元包括存取裝置，例如是二極管或是晶體管，及可編程電阻存儲元件與該存取裝置耦接。該方法包含辨識在該存儲陣列中瑕疵存儲單元的地址；以及施加一修改偏壓條件以修改在該辨識地址上的該瑕疵存儲單元，形成于該陣列操作時在偏壓條件下會具有一電流阻擋條件的修改瑕疵存儲單元，而阻擋該漏電流。所辨識的該瑕疵存儲單元的地址可以儲存于一個地址的備援表中。

本發明亦揭露一種自動測試系統，其包含一裝置測試機適合在一集成電路進行測試時辨識在一存儲陣列中瑕疵存儲單元的地址，且施加一修改偏壓條件以修改在該辨識地址上的該瑕疵存儲單元。

本發明的其它目的和優點，會在下列實施方式以及權利要求范圍的章節中搭配圖式被描述。

附圖說明

圖1顯示本發明第一實施例的存儲陣列的示意圖，其包括選取存儲單元的正常電流路徑。

圖2顯示本發明第一實施例的存儲陣列的示意圖，其包括漏電流路徑。

圖3是顯示制造包括阻擋一存儲裝置中漏電流的方法流程圖。

圖4A到圖4D顯示一存儲陣列中的香菇狀存儲單元在不同情況下的剖面圖。

圖5A顯示一范例pn結二極管的示意圖。

圖5B范例的顯示在一阻擋電流條件下一二極管的燒毀或是修改的簡易示意圖。

圖6顯示一個橋狀型態存儲單元結構的剖面示意圖。

圖7顯示一個有源區域于介層孔內型態的存儲單元結構的剖面示意圖。

圖8顯示一個細孔狀型態的存儲單元結構的剖面示意圖。

圖9是結合圖3中阻擋一存儲裝置中漏電流的方法的另一實施例。

圖10顯示一個存儲陣列中具有瑕疵存儲單元的備援分配的一個簡單范例示意圖。

圖11顯示根據本發明一實施例的存儲集成電路的簡化方塊示意圖。

圖12A和圖12B是范例自動測試系統的方塊示意圖。