[發(fā)明專利]用于同時提供設(shè)置及復(fù)位電壓的設(shè)備及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380026853.6
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN104335283A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬爾科-多梅尼科·蒂布爾齊;朱利奧-朱塞佩·馬羅塔
• 申請（專利權(quán)）人: 美光科技公司
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00;G11C5/14;G11C7/20
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 宋獻(xiàn)濤

優(yōu)先權(quán)申請

本申請案主張2012年4月12日申請的第13/445,577號美國申請案的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，所述申請案以引用的方式全文并入本文中。

背景技術(shù)

一些半導(dǎo)體裝置包含可變狀態(tài)材料。舉例來說，例如電阻性隨機(jī)存取存儲器(RRAM)單元的存儲器單元包含可變狀態(tài)材料，其狀態(tài)可從高電阻狀態(tài)改變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)且可再次變回原狀態(tài)。可變狀態(tài)材料通常為非易失性的且可配置于具有小外觀尺寸的存儲器單元中。然而，在一些配置中，可變狀態(tài)材料可展現(xiàn)長于例如快閃存儲器的其它存儲技術(shù)的編程時間。需要提供例如速度及可靠性的性能的改進(jìn)的半導(dǎo)體裝置設(shè)計。

附圖說明

圖1展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)置存儲器單元組件的第一狀態(tài)的框圖。

圖2展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的設(shè)置圖1的存儲器單元組件的第二狀態(tài)的框圖。

圖3展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的可變電阻性材料的電壓-電流圖。

圖4展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器裝置的電路圖。

圖5展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的電壓表。

圖6展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器裝置的框圖。

圖7展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含存儲器裝置的信息處置系統(tǒng)。

具體實施方式

在本發(fā)明的各種實施例的以下詳細(xì)描述中，參看形成本發(fā)明的一部分且通過說明來展示可實踐本發(fā)明的特定實施例的隨附圖式。充分詳細(xì)地描述這些實施例以使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。可利用其它實施例，且可作出結(jié)構(gòu)、邏輯及電改變。

圖1展示根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器單元的實例組件100。可變狀態(tài)材料102展示為位于第一電極104與第二電極106之間。盡管僅展示可變狀態(tài)材料102，但在選定實例中，可連同位于第一電極104與第二電極106之間的可變狀態(tài)材料來包含例如介入材料層的其它結(jié)構(gòu)。在一個實例中，可變狀態(tài)材料102為電阻切換材料。可變狀態(tài)材料102的其它實例可包含磁性切換材料或具有可檢測電子態(tài)的其它切換材料。

在一個實例中，當(dāng)在方向110上橫跨可變狀態(tài)材料102施加電壓時，可變狀態(tài)材料102的狀態(tài)從高電阻狀態(tài)103改變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)105。在包含例如組件100的組件的存儲器單元的陣列中，高電阻狀態(tài)可表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位，例如邏輯1值或邏輯0值。例如行選擇電路及列選擇電路的選擇電路可用以從單元陣列選擇所要存儲器單元(包含可變狀態(tài)材料102)，以查詢及/或更改電阻狀態(tài)，因此提供數(shù)據(jù)喚回與存儲能力。

數(shù)種機(jī)制可用以改變可變狀態(tài)材料102的物理狀態(tài)(且因此改變其電阻)。在一個實例中，可變狀態(tài)材料102從實質(zhì)上非晶狀態(tài)改變?yōu)閷嵸|(zhì)上結(jié)晶狀態(tài)。在另一實例中，在施加電壓后，一或多個導(dǎo)電絲即形成于可變狀態(tài)材料102內(nèi)，所述一或多個導(dǎo)電絲橋接第一電極104與第二電極106之間的距離。在各種機(jī)制中，狀態(tài)改變是可逆的。

圖2展示圖1的處于低電阻狀態(tài)105下的實例組件100。通過在與圖1中所展示的方向相反的方向上施加第二電壓112，可變狀態(tài)材料102從低電阻狀態(tài)105反轉(zhuǎn)回到高電阻狀態(tài)103。以此方式，可變狀態(tài)材料102的物理狀態(tài)(且因此，電阻)可根據(jù)需要而改變以占用至少兩個可能狀態(tài)中的選定者。

圖3展示雙極可變狀態(tài)材料的示范性電壓/電流圖300。所述圖在X軸302上展示電壓，且在Y軸304上展示電流。在操作中，可變狀態(tài)材料沿所說明曲線301的高電阻部分306展現(xiàn)高電阻行為。如果所施加電壓相對于參考電壓電平318處于第一電壓范圍310或第二電壓范圍312內(nèi)，那么可變狀態(tài)材料保持在曲線301的高電阻部分306內(nèi)。如果所施加電壓相對于參考電壓電平318大于或等于第三電壓314(其又大于電壓范圍310的上限)，那么可變狀態(tài)材料展現(xiàn)低電阻(如通過曲線301上的點303所說明)且移到曲線301的低電阻部分308。可變狀態(tài)材料將保持在曲線301的低電阻部分308中，直到所施加電壓量值相對于參考電壓電平318大于或等于第四電壓316(其又大于電壓范圍312的量值)為止。接著，可變狀態(tài)材料將再次返回到曲線301的高電阻部分306。

盡管圖3說明雙極可變狀態(tài)材料行為，但本文所描述的一些裝置可使用單極可變狀態(tài)材料。在單極可變狀態(tài)材料中，可通過在同一方向上施加不同量值的所施加電壓來改變狀態(tài)。在一個雙極實例中，參考電壓318為大約零伏特，其中第三電壓314與第四電壓316在量值上實質(zhì)上相等且在極性上相反。舉例來說，第三電壓314可為大約1伏特，且第四電壓316可為大約-1伏特。